天气，是人类永恒的话题之一。几千年前，先民就开始企盼及时的雨雪和适当的晴天，直到如今仍未曾改变。以影响农业为最典型、最直接的例子，在漫长的历史变迁过程中，气候对人类社会产生了极为重大的影响，无论推动发展与进步，还是导致停滞和动荡，它始终在每一个人的身边。
东方有大禹治水，西方有诺亚方舟，大洪水可能是许多文明的神话里都存在的共同记忆。亚里士多德认为，大洪水并非单纯的神话，而是周期性的大气现象，就像四季一样，极寒天气和大范围长时间持续降水也会周期性地发生。即使我们抛开过于久远的神话时代，仅观察有文字记载的历史，也能够发现气候对人类社会多方面的影响。
气候变迁：影响古文明兴亡的重要因子
虽然这里诞生了四大文明古国之一的古巴比伦，但如今，大概没有人会认为美索不达米亚平原是一个适宜人类生存发展的地区：这里气候干燥、土壤裸露，布满了沙丘，而且如同其他荒漠地区一样，降水稀少且温差较大。然而如果让时光回转到古巴比伦文明初建之时，两河流域的气候却并非如此。
地质学以及环境变迁研究者认为，两河流域曾存在着湿润而非干旱的气候。在冰河后期最暖的时段，地中海附近大部分地区气候干旱。但由于西南季风的扩张和季风雨的滋润，在北纬34°到35°的伊拉克北部却存在着湿润的气候。地质学家通过放射性碳年代测定、氨基酸差位异构分析以及花粉分析等一系列手段，确认了两河流域湿润气候的存在。因此，美索不达米亚在历史上曾是“天堂”，彼时这里的地理环境和气候非常好。在那个气候湿润的关键时期，古巴比伦成为了一个辉煌灿烂的文明。如果没有两河流域充沛的流量，古人如何获得足够的水源去灌溉农田？如果没有季风带来的降雨，在干旱荒芜的土地上是很难诞生灿烂文明的。
而古埃及的情况，人们可能更为熟悉。古希腊历史学家希罗多德称古埃及为“尼罗河的赠礼”，尼罗河定期泛滥为古埃及人民提供了可耕作的肥沃农田。然而尼罗河为什么会定期泛滥呢？气候因子在其中扮演了重要的作用。
尼罗河的重要支流青尼罗河发源于埃塞俄比亚高原上的塔纳湖，上游处于热带山地多雨区，水源丰富。该河降水有强烈鲜明的季节性，河水流量的年内变化很大。春季水量有限，6月开始涨水至9月初达到高峰。11月至12月水位下降，以后进入枯水期。由于青尼罗河的这个特性，使得尼罗河下游每年都会定期泛滥，进而催生了埃及文明。
两河流域古文明和古埃及都是在公元前2000年前后衰落乃至灭亡的。很多研究表明，在这一时期，气候在大范围内变得干旱。处于两河流域入海口阿曼湾的沉积表明在这一时期有一个持续约300年的干旱时期，对金字塔附近棺木的树木年轮研究也支持了这一结论。古代文明无力抵御长期干旱的危害，因此，这很大程度上导致了它们的衰亡。
而处于印度洋与太平洋之间的古印度，有着得天独厚的湿润气候。过去，人们通常认为西方入侵毁灭了古印度文明，但事实上在雅利安人入侵之前，古印度文明早已开始衰落。气象学家在在印度发现了距今4000-3500年前强烈的干旱证据。因此气候突变成为古印度文明衰亡原因的一个可能原因。
气候事件：改变历史进程的自然“推手”
2007年，美国科学院院刊刊发了香港大学章典等研究人员关于气候变迁与战争相互关系的一份的研究报告。这项研究用数据论证了这样一个推论：战争发生频率和人口的变动，在百年尺度上与平均气温的变化周期相关。
这项研究认为，气候变冷将导致食物短缺，人类的生存环境压力增大。为了应对压力，最常见的形式是迁徙，或者说是流亡。由于成熟的农业社会在人口聚居地区会建立起政治疆界，这对于大规模的迁居起着限制作用，因而由气候变迁导致的食物短缺甚至饥荒引起大规模迁居发生时，其结果往往是发生战争。
在我国，气候变化导致的战争，最典型的莫过于农业社会与游牧社会的冲突。众所周知，在我国绵延不断的文明史中，位于北方的游牧部落始终与中原农耕社会构成一对矛盾。汉代的匈奴，唐代的突厥，宋代的契丹、女真乃至蒙古，明代的满洲……游牧民族始终威胁着农耕社会的安全与稳定。
在湿润温暖的气候下，无论是游牧地区，还是农耕地区，都处于相对宽裕的环境下。而一旦气候变冷，趋于干旱。由于游牧民族所处地区往往是高海拔、高纬度的寒冷地区，环境恶劣，资源匮乏。这些边缘地区总是首当其冲地承受气候变化的影响。他们的游牧范围向低纬度、低海拔的温暖地区转移。从而对农耕社会形成侵扰。
根据竺可桢所划分的我国历史上的四个温暖时期和四个寒冷时期，我们可以找到其中的对应关系。除第一个寒冷期外，从公元初年到公元600年第二个寒冷期，即东汉和魏晋南北朝时代，相对动荡；第三个寒冷期从公元1000年到1200年，对应两宋时代，当时，两宋先后与辽、西夏、金、元等多个少数民族政权并立；公元1300年至1900年的第四个寒冷期，来自北方的清朝直接消灭了明朝并取而代之。与之相对，在气候温暖的时期，和平和繁荣更为常见：文景之治、贞观之治、开元盛世均发生在温暖时期。
而那些时间尺度上更小的气候事件，则更加数不胜数，它们中很多都曾或多或少地影响了历史进程。台风阻止了蒙古对日本的入侵，大西洋风暴摧毁了西班牙“无敌舰队”，拿破仑、希特勒的战争因俄罗斯的寒冷气候而失败。不过，这并不是人们所应注意的重点。我们应当认识到，气候在人类历史上所扮演的重要角色，今后仍将继续下去。因而，全球气候变暖将带来怎样的影响，又如何应对，是目前全人类所共同面对的重要课题。
城市：气候变化中的敏感脆弱区域
在农耕社会，气候变化直接影响到粮食生产，进而影响社会全局。在被各种现代科技武装起来的现代社会，气候对人类的影响仍未曾减轻。如今，大量人口聚居的城市，受到全球气候变暖的冲击尤为巨大。
目前，世界人口持续快速增长。2050年，全球人口可达90亿，而其中的70%将居住在城市中。因此，气候变化和人口增长所带来的生存压力，首先会对城市造成冲击。世界银行高级城市专家王沈华分析说：“城市受到气候变化的影响较大，这是因为城市的人口和物质资产集聚程度高，并且地理上多位于沿海和河谷地带。”他认为，我国及其他发展中国家城市受气候变化的冲击尤其大，因为发展中国家城市面临灾难的可能性更大，而且恢复性更差。总的来说，发展中国家城市对于自然灾难的适应能力更低。
目前，中国城镇化率已超过53%，在城镇生活的人口超过7亿。气候变化带来的高温、城市内涝等，不但影响了公众日常生活，也给城市运行、经济社会发展带来了巨大的损失。这提醒我们，开展城市应对气候变化的工作刻不容缓。
中国农业科学院研究员许吟隆指出，我国越来越多的城市人口暴露在气候变化所带来的风险之下，成为我国应对气候变化的重点和难点。“中国目前处于经济快速发展期，也就是经济转型期，防灾减灾体系不完备，规划不尽合理。所以在同样的气候变化情况下，中国更加脆弱。现在城市的规模像摊大饼似的越摊越大，暴露在气候变化风险下的脆弱人群和社会财富也大幅增加。虽然城市人口在经济上并不一定是脆弱的，但在城市内涝、雾-霾等问题面前，他们就成了环境上、生态上的脆弱人群。”
许吟隆指出，城市是自然生态系统和人类社会系统最大的交接面。气候条件变了，社会条件随着经济发展也变了，交接面的许多情况都在变化，城市应该是优先适应气候变化的一个区域。相比农业领域，城市人口密度大，暴露度高，大量社会财富集中暴露在气候变化的风险之下，适应气候变化的任务更为迫切。
中国城市规划设计研究院副院长邵益生认为，气候变化对城市规划和发展的影响主要体现在城市水安全和环境安全两个方面，还与城市建筑物的建设标准、道路规划等方面有关。而如何根据气候变化趋势，制定能够在很长一段时间内适应气候变化、应对极端天气的城市规划方案，就需要气候预测的保障。
2014年的一项全球性城市调查显示，在世界范围内，越来越多的城市开始在基础城市规划中考虑应对气候变化问题，不过，只有少数城市能够将其纳入经济发展的重点之中。
气候预测，即根据过去气候的演变规律，推断未来某一时期内气候发展的可能趋势。由于气候变化存在各种不同的时间尺度，从预测几十年以内的短期气候变化到预测万年以上冰期和间冰期的气候变迁，都属于气候预测的范畴。和人类活动最密切的，则是一年以上到几十年以内的气候预测。
气候预测需要长期连续的观测资料，全球整体化的气候预测也可以提高局部地区气候预测的准确性，因此近年各国之间气候观测数据共享和气候预测合作越来越广泛。不过，人类能够立刻感知的气候及其变化只是气候系统内很少数要素的分布和演变，而这样的演变却涉及到整个气候系统复杂的相互作用过程。所以，要真正掌握气候系统的变化规律，就需要把握气候系统内各圈层之间复杂的相互作用，同时掌握外部因素和人类活动自身的复杂影响。这就要求人类要找到一种能整体考虑到这些复杂影响过程的方法或手段。目前来看，发展和完善气候系统模式是唯一的不可替代的途径。
目前，气象部门正谋求发展和完善气候系统模式，从而为政府提供可靠的气候预测，使得决策者可以制定正确合理的社会经济发展规划，以从容应对气候变化给人类社会带来的冲击。
在2014年10月31日印发的《国家气象科技创新工程（2014-2020年）实施方案》中，次季节至季节气候预测和气候系统模式被列为核心攻关任务之一。对于如何完成这一重大任务，国家气候中心副主任巢清尘认为，从预报要素来说，要实现月内强降水、强降温过程、气候现象、气候事件、气候灾害和极端事件以及面向行业的预测；在时间尺度上，要实现延伸期（10天至30天）至年的无缝隙链接；在空间尺度上，全国实现分县预报，实现针对亚洲区域的降尺度预测。
在IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）的模式比对中，国家气候中心的气候预测模式与国内其他模式相比总体性能较好，但与国际先进水平相比还有差距。此外，现有的气候预测模式没有考虑人类活动的影响，对于人类活动造成的温室气体排放变化对气候预测的影响还难以在模式中客观反映。因此，国家气候中心还提出增加碳循环、氮循环、大气化学和气溶胶等过程，建立地球系统模式。
南京信息工程大学2014年也发布了一套地球系统模式，据该模式负责人、南京信息工程大学大气科学学院海外院长王斌介绍，这一地球系统模式每年将发布一次升级版本，最终目的是使模式能够模拟和预测高影响性灾害天气事件，模拟气候变化、进行季节内至年际气候预测，模拟历史气候变化以及进行未来气候变化的预估，同时达到全球20-30千米的较高分辨率。
气候系统庞大而复杂，在全球范围内，气候系统模式仍在不断发展变化中。然而，气候变暖所带来的种种影响正促使人们对气候预测的需求越来越迫切。在可预见的将来，气候预测将更多地走入每个人的生活，成为人类减缓和适应气候变化不可或缺的利器。
