利用歷史文獻研究歷史氣候變化的方法
我國歷史文獻中有極為豐富的有關當時氣候的文字記載，因此，研究中國歷史氣候變化最重要的是歷史文獻記載的研究方法。歷史文獻氣候記載的研究包括如何收集氣候資料、分析資料的可靠性以及消除影響資料可靠性的種種因素，最后經過適當的統計處理，取得均一的某一氣候要素的序列，來推測氣候的變化。
一 歷史氣候資源的收集方法
我國歷史氣候史料的豐富是世界各國都不能企及的。龔高法等人認為，它的來源包括四個方面：一是系統的觀測資料；二是水、旱、霜、雪、雹等異常氣象記載；三是各種自然地理因子的記載；四是物候、生物分布和農事等記載。第一類資源從天氣日記、雨量觀測記錄、雨雪分寸記錄和晴雨記錄中收集；第二類從二十四史、詩文集、地方志和類書中收集；第三類從筆記、游記、地理書和類書中收集；第四類從歷書、古農書和醫書中收集。
二 歷史氣候資料的可靠性分析方法
滿志敏、葛全勝等人認為，官方組織的有關氣候信息記載比較可靠，私人筆記、游記等的氣候記載最為可靠，而方志的可靠性程度要低些。[1]在歷史氣候記載形成有用的氣候資料前，要對流傳、使用中出現的時間、地點和事件的錯誤進行校訂，采用以下四條原則：[2]
一是原始優先。歷史氣候記載中錯誤的部分原因產生于流傳過程，因此運用較原始的資料盡可能避免這類錯誤。
二是?？眱炏?。即優先使用經過多次?？钡氖妨?。
三是價值優先。因作者水平、收集資料能力和社會地位不同，記載的可信程度，即史料價值也不同。
四是互相參照。張丕遠、王錚等認為，除以上原則外，訂正歷史氣候記載中的錯誤還應遵循以下幾點規律：[3]
一是獨立來源證據復合原理。即不僅僅依賴于一個證據，而是依賴多種證據，并且這些證據的生成還應具有一定的獨立性。
二是進化遲緩原理。由于生物進化是遲緩的，短期內生物物種的南退、北上意味著氣候的變化。
三是記錄相對性原理。在旱澇等記錄中，不同時期、不同地域的氣侯感覺記錄存在差異。
四是生境差異性原理。由于人類活動與自然地理地域分異，造成同一地區內生存環境有顯著差異。
另外，龔高法等還提出總體分析法、合理性分析法和對比分析法三條訂正錯誤的方法。[4]
三 歷史氣候文獻資料的數字化處理方法
利用歷史文獻資料研究氣候變化時，在對每條記錄的可靠性審核之后，最關鍵的問題是如何把定性的記錄轉化為定量的氣候參數系列，并消除人為因素的影響，建立均一的氣候要素序列。
（一）歷史旱澇資料的量化方法
1.濕潤指數法。這種方法是從概率統計觀點出發，把所研究地區在某個時期內的若干府、州（縣）發生的水旱次數看作事件的總體，而把收集到的水旱記錄次數看作總體的樣本。歷史資料本身的漏記、斷缺、散失情況是隨機的。因此統計所得的水旱災害比值看作總體的水旱比值的統計值。計算公式如下：
式中，I為濕潤指數，它介于0至2之間；F為某地區某年的水災次數；D為相應的旱災次數。
2.旱澇等級法。滿志敏等人依據氣候特點、河流流域及歷史沿革等因素將全國分為若干個區（前1500年63個站點，后500年120個站點），分區統計旱澇等級，將前1500年旱澇狀況分成5級，1—5級依次為旱、偏旱、正常、偏澇、澇。后500年定級次序相反，在計算旱、澇指數時1、5級互換，2、4級互換。[5]
由于前1500年旱澇等級資料在時間與空間上具有不均勻性，因此必須通過校正，才能建立2000年旱澇序列。
（二）寒暖史料量化方法
寒暖史料參數化方法主要適用于對近500年氣候冷暖的研究，前1500年由于資料過于稀少，同時，資料分布不均勻，用生物分布界線法、物候法、自然地理界線法為宜。
1.寒暖年數統計。這種方法是以某一時期內寒冬（或暖冬）出現年數指標建立參數序列。
2.冬溫指數法。在我國近500年冬季氣候寒暖變化研究中提出這一方法。[6]后來有人恢復重建了太湖流域南宋以來溫度指數序列（1100—1980年）。[7]這種方法根據劃定區域冬季氣候特點和歷史記載確定寒暖年份，然后計算冬溫指數。其經驗公式為：
式中，Ti為冬溫指數；n1為10年中寒冬出現年數；n2為10年中暖冬出現年數；0.3為經驗系數。冬溫指數法無法消除因史料記載不均勻引起的冬溫指數序列的不均一性。
（三）系統觀測資料的量化處理
對于天氣日記、《晴雨錄》、《雨雪分寸表》等系統觀測資料，也需要經過一定的統計處理，方能適用于研究寒暖或濕潤狀況的變化。
1.降雪率方法。是根據降雪率推算冬季雨水充沛的亞熱帶地區溫度值的方法，這種方法先推算出研究地區冬季平均降雪率，再根據現代氣象記錄計算降雪率與相應月份平均溫度之間的關系數，最后計算出降雪率與平均氣溫之間的經驗公式。這樣，把歷史時期某段時間內的降雪率代入其中，就可以推算出該段時間內該區冬季平均溫度。
2.雨量的推算方法。古代的一些系統記錄往往只有雨時記載，沒有雨量記載，所以不能同現代雨量記錄連接起來。對于某些可靠的雨時記錄，可以用數理統計方法換算成相應的雨量。其換算公式如下：
R=A0+A1T1+A2T2
式中，R為各月降水時數與降水量之間的復相關系數；A0為常數項；A1和A2為回歸系數；T1為微雨（或微雪）時數；T2為降雨（或雪）時數。
3.降水量反演方法。[8]這種方法正好適合于《雨雪分寸》這種資料的特點。其計算公式為：
式中，P為降雨量；F為入滲量，可根據降水入滲深度、土壤容重、水的比重、田間持水量、前期土壤含水量5項指標求得；β為入滲系數，值越大，入滲越多，徑流越少，反之，則入滲少，徑流多。
計算出每次降水的入滲量，把入滲量累加成月入滲量值，再利用每個站點1951—1991年各月份降水量與之相比，就可以得到每個站點各月份的多年入滲系數β值。用求得的入滲量與入滲系數相比，就可以反算出各站點每年的降水量。最后利用資料補插法與降雪量和降水量的轉換，可以建立完整的降水量序列。
利用量化技術重建的歷史氣候序列，還不能恢復歷史時期的氣候情形。要恢復歷史氣候演化情景，還必須借助于歷史氣候的恢復和重建技術。
[1] 張丕遠主編：《中國歷史氣候變化研究》，山東科學技術出版社1996年版，第219—224頁。
[2] 張丕遠主編：《中國歷史氣候變化》，山東科學技術出版社1996年版，第224—226頁。
[3] 同上書，第225—226頁。
[4] 龔高法、張丕遠、吳祥定、張瑾瑢編著：《歷史時期氣候變化研究方法》，科學出版社1983年版，第33—44頁。
[5] 張丕遠主編：《中國歷史氣候變化》，山東科學技術出版社1996年版，第228—229頁。
[6] 張德二：《中國南部近500年冬季溫度變化的若干特征》，《科學通報》1980年第6期。
[7] 張丕遠主編：《中國歷史氣候變化》，山東科學技術出版社1996年版，第235頁。
[8] 張丕遠主編：《中國歷史氣候變化》，山東科學技術出版社1996年版，第261—262頁。