气候总体说来呈现波动特征，有降温就有升温，反之亦然。在长尺度上的波动具有一些周期性，英文叫做Periodicity，rhythm，Cycle等等。在几十年尺度上的波动特征，常常叫做涛动（Oscillation）。为啥不翻译成波动、震荡，而翻译成涛动？涛动听起来就很有文学底蕴。涛和波不完全一样，现在经常连用，叫做波涛，很容易让人联想起大海中波涛汹涌，一排排浪花从远处连绵不断地涌来。涛的本意是大波，从程度上比波纹要强烈。所以，涛动的含义是有一定的规模，而不是很小的或者可以被忽略的波动。成语涛声如雷，就不能变成波声如雷。

如果地势平坦，没有陆地分布，那么地球上大气的高压带和低压带也会成带状沿着纬向较为均匀地分布。但是，北半球存在着大块的大陆，把这些高低压带截断，而形成牛眼状闭环分布。在长期稳定存在的相邻的高低压带牛眼之间，一定存在着此消彼长的情况，并存在着一定的周期规律，这就是涛动。这种涛动还可以联想成磁场的正负异常分布，总是成对出现。

涛动的能量来源可以是海陆温度差。比如，在东亚和太平洋之间就会存在着海陆温度差，从而驱动一个东西向的二级大气环流，造成北太平洋涛动现象PDO。太平洋东西向也存在着温度差，由Walker环流控制。所以，在研究赤道太平洋区的时候，除了南北向的ITCZ移动可以造成降雨变化，东西向的Walker环流变化也不能忽视。

在LIA（1450-1850 CE）之前的中世纪，还发生过一段气候适宜期（Medieval Climate Anomaly，MCA，950-1250 CE），叫做中世气候异常期。在MCA期间，欧洲温度升高，气候怡人，冰川退缩，农业发展，促进了欧洲社会的大发展，科技也飞速发展。

MCA对应着中国的南宋和北宋（960CE-1279年）。公元960年，宋太祖赵匡胤发动陈桥兵变，黄袍加身，建立了宋朝。而到了1279年3月，南宋和元军在崖山海战中决战，宋军大败，陆秀夫背着南宋最后一位小皇帝赵昺（bǐng）跳海殉国。宋朝的发展和MCA的时间几乎完全吻合，这并不是巧合。科学家研究中国南方的湖泊沉积物时，发现中国的朝代更替和气候变化密切相关。从统计上来看，大部分（不能百分百绝对）朝代更替都对应着气候变冷时期，气候变化是一只历史看不见的幕后黑手。

这个逻辑和欧洲的历史及发展规律一样，气候变暖，为社会带来粮食生产。北方游牧民族也快速发展，但是游牧地区并不能供养太多人口，于是在人口压力下，会大举南侵（欧洲和中国的历史在这点上是一样的），游牧文明与农耕文明就像各种涛动一样，周期性地发生冲突。在气候暖期，农耕文明虽然不能阻止游牧民族入侵，但是会有充足的资源来对抗，保持农耕文明的发展。但是，当到了气候从暖到冷的转型期，情形就大变，朝代更替就会出现。具体到欧洲，MCA结束，环境大变，生产力降低，瘟疫流行。这在某种意义上促进了后期的欧洲文艺复兴，思想解放。

我们经常会听到黑暗的中世纪这个说法。在这里，我们不对历史观点做更多评价，但是就单从气候来说，在中世纪的MCA期间，暖的气候为欧洲发展带来了自然的能源赐予。更多的土地可以被利用，更长的夏季，为生产粮食提供了气候基础。就连之前寒冷的英国地区都可以种植葡萄。海水升温，北欧开始生产鲱鱼，维京人大量捕捞鲱鱼。当地人还发明了非常有特色的鲱鱼罐头，由于保存鲱鱼。据说人们先把鲱鱼先用盐水煮一下消毒，然后装在罐子里自然发酵，成型后具有强烈的恶臭，但是营养还是很丰富的。当北冰洋的浮冰融化后，维京人就可以驾着船到更远的海区，逐渐发现了冰岛、格陵兰岛、拉布拉多岛，并最终达到北美，这可比哥伦布达到美洲 “新大陆”早很多。

更多的学者喜欢把MCA和LIA放在一起讨论，二者好似一种更长周期里的正负相位震荡。在MCA期间，NAO肯和LIA时期的负相位相反，而是处于正相位，也就是北欧和北美的东南部温度增加，而格陵兰东部和加拿大东北部温度降低。有了这样的观点，似乎我们只要把LIA时期发生的事情倒过来即可。在某种意义上，这好像大体成立。比如，MCA期间，西风带加强，AMOC也加强，ITCZ北移。在赤道太平洋区，MCA期间，西太温度增加，而东部降温。这是一个典型的类拉齐娜（La Niña-like）气候模态。

在MCA和LIA期间，涉及到了大西洋和北冰洋之间的水体相互交换，这肯定会造成北大西洋AMOC的变化。但是，这又不引起南北半球的温度跷跷板效应，如何协调这种不匹配？

我提出一种“局部堵车”理论。以北京五环来举例。如果把北五环看成AMOC，那么我们就会发现，北五环上的堵车行为并不是整段发生的，而是断断续续。所以，即使在北大西洋发生了微弱的AMOC减弱行为，在这个信号完全传递到南极洲之前，可能就已经消散了。所以，北大西洋短暂的AMOC变化并不会影响南半球的AMOC以及南极的温度行为。而通过大气，气候波动信息可以快速从北半球传递到南极。

这种AMOC变化限定在表层水。于是科学家研究了冰岛北部浅海大陆架80米水深的样品。从中挑选出一种海洋双壳动物Arctica islandica。该区对表层水AMOC的变化非常敏感，是追踪AMOC变化的良好区域。

在次，我们介绍一个新参数DR，代表着局部海洋碳库年龄偏差。如果没有其它干扰，大气中的¹⁴C溶于海洋，并被海洋生物封存后，可以被用来精确定年。但是，在实际情况中，在大气中的¹⁴C进入局部海洋中前，海洋中已经有¹⁴C存在，这就会干扰¹⁴C定年的结果。所以，我们必须把实测的定年结果，扣除掉之前碳库的年龄，才是真正的海洋样品年龄。到底怎么扣除这个碳库值呢？通过理论计算可以得出一个全球标准的碳库曲线。但是，在一个局部区域，由于混合、海水上涌等其它碳库的加盟，局部碳库年龄与全球海洋统一标准的碳库年龄之间也存在差别，这个差别可用来表示局部海洋水体交换等行为。

在冰岛北部，北大西洋来的水（NAC）比较年轻，青春活力，所以其DR值较小，在0-50之间。而北极处于相对滞水环境，其水体年龄偏老，DR值可以大于150。所以，在这个区域，如果DR值减小，就说明NAC加强，AMOC也就加强。反之，北冰洋水体活跃，AMOC减弱。

结果显示，在MCA 初始期（850-1000CE），DR值很小，说明北大西洋的水占主导，表层AMOC活跃。但是在1000CE之后，DR开始增大，说明北冰洋的水开始占据主导，AMOC减弱。这种情况一直持续到LIA，并在1900CE之前达到最大值，说明AMOC减弱非常明显。

其实，严格来讲，AMOC减弱的说法不如AMOC后撤更好理解。冰岛北面大陆坡刚好处于NAC和北冰洋水团的锋面，所以该区被被冰洋海水占领，只能说明大西洋水的影响向南移动，此时AMOC对欧洲的整体并未明显减弱，所以，在1000CE之后，MCA依然还处于旺盛期。但是，至少说明，随后的LIA并非没有前兆，而是在LIA真正发生之前，北冰洋的水团已经在冰岛附近入侵。

任何事情都有前兆（precursor）是最为合理的模式，否则，NAO的正负相位突变很难理解。在1950年之后，DR再次减弱，说明北大西洋的海水又开始返回冰岛北部，表层AMOC变得活跃。现今观测表明，在过去100-200年，通过弗拉姆海峡（Fram Strait）的大西洋水增多，与其它记录非常一致。现今的模式更趋向于MCA模式，这是否是欧洲更热的标志？

虽然上述记录清晰地显示，MCA和LIA和北大西洋表层AMOC，也就是大西洋水团和北冰洋水团的交换有关系，但是具体到背后的物理机制，客观地说还没有完全的定论。如果北大西洋水团和北冰洋水团的锋面逐渐向南移动，在冰岛南部区域做类似的工作会有助于我们确定上述模型。

和LIA类似，MCA也是一种全球行为，热带海洋SST的变化也深入参与其中。在太平区，热带SST变化又会进一步和NESO相关。比如，MCA期间，印太地区SST增加，而东热带太平洋则降温，增加东西太平洋的温度差，造成类拉齐娜状态，通过大气传导，让NAO指标增加。

通过北非的石笋研究发现，MCA期间，还存在内部的二级震荡行为，也就是NAO虽然整体处于正的模式，但是也存在二级波动，对低纬度地区产生影响。

MCA期间，欧洲降雨量减少，而在LIA期间，欧洲降雨量反而增强，这种现象和ENSO与NAO之间的相互作用相关。不只是欧洲降雨少，在东亚地区，在MCA期间东亚季风整体变强的大背景下，在1000-1100CE则发生了干旱行为。科学家把这种异常行为归结为印度洋-西太暖池变化。

现今观测发现1970年以来，地中海地区变得干旱，而且在未来几年，温室效应增强，这一干旱趋势有可能加剧。虽然整体上说，MCA期间，欧洲变得干旱，但是干旱指数具有强烈的空间不均一性。通过系统的数据编辑，科学家追踪过过去千年以来欧洲地区的干旱演化历史，这为预测未来的干旱趋势提供了新思路。研究发现，中北欧地区是收到干旱侵袭最严重的地区，这一地区的平均降雨量，或者干旱指数和MCA和LIA对应关系非常好。同时，研究也发现在空间上，降雨量或者干旱指标分布非常不均匀，显然这和大气环流分布密切相关。

通过对比MCA/LIA、BA/YD、H1、OA事件，我们发现他们在全球的影响不一样。LIA虽然幅度小，但是通过大气传播，全球都有响应。问题是，难道在YD和H1事件期间，大气就不在全球传播信号了吗？这当然不是，只不过这小幅度温度变化在YD和H1这种大规模降温事件中被淹没了。

另外在对AMOC影响上，MCA/LIA只影响了表层AMOC的短暂变化，对深海环流没造成实质影响。YD这种事件，对深层环流产生影响，但是并没有完全停止，其影响范围在北半球强。而对于H1事件来说，对AMOC的影响最完全，从浅部到深海几乎全都停止，造成南北半球跷跷板效应。