由于古代没有相关的气象测量仪器，甚至没有形成温度、湿度等现代气象单位，因此没有直接、系统的气象年鉴可供现代科研人员参考。大体上现代研究古代气候都是从宏观的方向下手的，结合多方面的因素总结、相互佐证，大致上研究古代气候主要通过以下方面途径：

1.寻找历史文献的“蛛丝马迹”

古人对气候的记录？没错，科学家们首先想到的也是这个证据。

相传我国在黄帝时代，就设有专人从事气候观测。因为农耕时代的人们靠天吃饭，知道天气信息是生存必需。而在甲骨文中关于天气现象的知识就已十分丰富、细致，包括降水、天空状况、风、云雾等许多项目。

最早的气候记录是3000年前的殷墟甲骨文卜辞。夏商时代开始在明堂观测和记录春夏秋冬四时变化及燥湿、寒暑、雨、露之类的现象，但如何观测，并没有具体记载。

记载天气现象的甲骨文

按《后汉书 百官志》记载，具体负责气象工作的是太史令。在太史令的统属下，有明堂令和灵台令各一人，负责日常天文、气象的观测工作。观测的项目包括审听音乐的清浊以及是否和谐、测定日晷的影子是否准确、权衡土炭测定燥湿（阴阳）的情形、审查各项观测记录并推定阴阳之气的情况等。每一项工作，都有具体的要求。其中，音乐的清浊与阴阳对应，实际是一种湿度指标。空气干燥，音乐才轻扬；空气潮湿，音乐则会低沉。

降水，是一种与人类生活密切相关的气象信息。史书中的降水记载，几千年未曾中断。最具科学价值的是钦天监和各地方上报朝廷的《晴雨录》，这是有组织的、连续的天气记录。

古代的气象年鉴《晴雨录》

2.破译树木年轮的“气候密码”

树木的年轮是大家比较熟悉的一种气候“记录器”。我们在中学课本里就已经学过，树木年轮与气候条件关系密切。在降水和温度适宜的年份，树木长的快，年轮就比较疏，反之则密。当然，年轮与气候的关系没有课本上说的这么简单，不过年轮的宽窄和颜色的深浅说明每一年树木生长的环境条件不同，这是事实。在我国，有不少科学家专门从事树木年轮研究。

根据树木年轮，科学家可以推断最长8千年以前的气候，这项研究开始于20世纪初，从50年代开始发展为现代树木年轮气候的研究。

树木年轮对气候的记录时间比文献要长很多，这是它的一大优点，资料连续性也好，可以避免各种人为因素造成的气候记录中断现象，同时，树木广泛存在不同地区，不局限于气象台站。

3.寻找穿越万年的气候宝藏——“冰芯”

冰芯，顾名思义，就是取自冰川内部的芯。在大气中的物质会随大气环流而抵达冰川上空，并沉降在冰雪表面，最终形成冰芯记录。大气中的化学品和气体“描述”了当时环境条件所具有的特性，通过区分冬天与夏天的雪之间化学品的差异，便可确定冰的年龄，正如计算树的年轮来确定树木有多大一样。

冰芯采集

科学家之所以发现冰芯存留着气候线索，据说有一段小插曲。

在南极考察的科学家想喝冰镇啤酒，他们便在啤酒中加入冰块，却发现啤酒中翻涌出气泡。

也许，在常人眼中，这些气泡再普通不过，但是科学家们立刻意识到，这些冰块中的气体不是普通气体，可能是很古老的气体。

在分析冰芯样品时，分析冰芯中滞留氧泡的大气化学成分，即可测得其二氧化碳的含量。依照同样的方法，还可分析得到诸如甲烷、氮等气体的历史资料。

4.沉睡了数万年的“石头”也会说话

作为研究气候变化的另一重大介质，石头曾经在几年前引发了科学界的一场大论战。2007年，德国波兹坦地学研究中心豪格和他的科研小组于2007年1月在英国《自然》杂志刊登论文称，唐代灭亡和季风减弱有着直接关系。通过对一块取自广东湛江西南部的玛珥湖湖光岩沉积岩心的研究，他们发现唐代末期正是亚洲夏季风减弱的时期，因为夏季风的减弱，导致了干旱和粮食减产，因此，唐代衰落的原因跟气候相关。

这块石头得来不易。两位教授带着学生们在湖光岩湖心搭起一个浮台，安装上钻探设备，通过这种钻探设备，把湖底的沉积物冻结起来，装进一种钻取岩心的专用管——岩心管。经过3个月，钻取了7个可以对比的沉积岩心，获取岩心总长度达234米。这批湖光岩岩心被空运到了德国波茨坦地学研究中心，保存在实验室里，成了德国科学家的研究对象。

石头怎么能记录气候呢？德国科学团队认为，玛珥湖是14万年前火山爆发形成的，其中蕴含着丰富的气候信息。从湖光岩岩心中每年钛含量的变化，可以推断当年季风强度的变化。钛含量高，代表冬季风强、冬季寒冷；反之亦然。

除了古代文献、树木年轮、冰芯和石头之外，黄土、植物孢粉、生物遗骸、江河湖海的水位遗迹、海洋沉积物、洞穴沉积物等，也是古气候学家亲睐的研究对象，总而言之，古代地球上经历过怎样的环境气候，总会留下密码，等着人们去破译。