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即使是30年前，地理学的研究也还有相当一部分是经验性的、直观的。研究者到野外采集植物标本，植被上设置样方统计植物种类和数量，还要带着工程铁锹，在土地上挖坑观察土壤分层、颜色和厚度，感性观察常多于定量化分析。论文报告里虽然需要用定量化的数据说话，但地理学毕竟是一种以描述为主的学问。可是，2021年我走进中国科学院西北生态环境资源研究院时，这里的研究方法已经彻底“鸟枪换炮”了。
表征气候的特征，一个重要方面就是水的蒸发和凝结循环。气候暖湿，水蒸发凝结的循环就会增多，蒸汽中的水分子被带到大陆，以各种形式沉积在植物里，或者是山洞的石笋里。于是这里水的同位素（同位素是指具有相同质子数但中子数不同的同一元素的不同原子）就偏高，反之则偏低。如此这般，氢氧同位素的组成变化，就能作为判断古代气候的证据。
碳同位素同样是古代气候环境的一个表征。冰期的时候，北半球被冰雪覆盖，热带地区干旱，森林面积锐减，大量的二氧化碳转移到空气中，通过水和大气的交换而直接影响到海水的碳同位素的组成。植物中的碳同位素变化也主要受到温度、湿度及云量的影响。
西北生态环境资源研究院前几年出了一个比较重要的关于古代气候的成果，杨保研究员和他的团队通过对青藏高原东北部德令哈地区的53棵祁连圆柏的树轮同位素的测定，重建了过去6 700年亚洲夏季风降水的变化。他们发现，大趋势上这6 700年降水一直是减少的。但在下降的趋势中有所反复，公元前2000年后存在一个气候湿润且稳定的时期，这正好是仰韶文化的扩张期。
西北生态研究院的对面是兰州大学，这里的地理学家们通过对洞穴里面石笋的同位素的研究，甚至发现了朝代兴亡的秘密。科学家们发现，在唐朝最后60年和五代十国前30年、元朝后期和明朝初期，以及明朝的最后几十年，亚洲季风降水极其缺乏，气候极端干旱，而北宋的前60年亚洲季风增强。
气候与经济、气候与社会变动的联系就这样建立起来。科学家们还发现，在20世纪晚期，亚洲季风区自然气候降水发生了异常，呈现出了温度持续升高、季风降水逐渐减少的趋势。整体而言，过去5 000年以来，我国北方地区的气候呈不断变冷、变干的大趋势。