尽管冰芯提供了非常宝贵的气候资料，但它们只能为还有冰雪的地方提供直接的气候记录。
年轮除了告诉我们那棵树的年龄以外，其逐年的变异也帮助科学家重朔以前的气候变化。这是因为，树木对当地的气候条件如雨水和温度非常敏感。例如，气候温暖、雨量多的时候，年轮会比较宽；气候干燥寒冷时，年轮就比较窄。因此，科学家可以运用年轮还原古气候。
气象署发言人受询时解释：“全球暖化导致的气候变化不会造成单一的极端天气现象，例如今年1月份连续湿冷的五天是受季候风潮影响。”
今年1月10日至14日，连续五天最低气温介于21至22摄氏度，是本地10年来湿冷天气历时最久的一次。既然如此，为什么还说全球气候变暖呢？
所谓的气候变迁与全球暖化，重点就在其“变”与“暖”。之所以被称为反常而令人担心是因为我们拿现在和历来的气候做比较，得出此结论。可是，人类是从1880年起才有正式的气象记录，几十万年前的远古时代没有任何记载资料，怎么做比较呢？
爱斯基摩人有几十个形容雪的词语。南极洲和格陵兰一年到头都下雪，长年累月形成的冰层就是丰富的气候指标宝藏。这是怎么一回事？
要推算地球的气温，冰芯里的氧同位素（oxygen isotopes）是关键。氧（Ｏ）有三个稳定同位素，16O、17O和18O。气温比较暖的时候，冰芯里的18O比例较高，气温变冷的时候，冰芯里的16O比例较低。
可是，从1950年以后，地球的二氧化碳浓度已经直线飙升，去年突破了405ppm。
洋流也可以把冰山带往赤道地区，原来冰封的岩石与土壤会随着冰山漂流和融化，沉入海底。科学家就此知道洋流的动向，也就间接知道哪里的水域足够温暖得可以融化冰山。
不过，海洋沉积物无法为科学家提供一年一年的气候变化资料。
换言之，天气与气候虽然密不可分，但不可混为一谈或交替使用。
没有蒸发的氧同位素，就会变成海洋沉积物。科学家虽然无法直接测量远古时代的温度，但透过氧同位素的比例，可以推算出来。
因此，虽然全球气候暖化，新加坡的年均气温也不断升高，但我们有可能还会遭遇更强烈的季候风寒潮。
因此，古气候学家必须纵览各种资料，包括冰芯、海洋沉积物以及树木年轮等提供的信息，最后才可以还原古时候的全球气候到底是什么样子，进而推算接下来的气候会往哪一个方向发展。
根据“美国宇航局（NASA）地球观测”网站，冰芯里隐藏着的气候资料还包括那一年的降水量、火山活动甚至是风向。科学家也可根据冰芯气泡中的气体成分和含量，测定那年的大气成分（二氧化碳、氧气、氮气等），从中推算出当时的地球气温。
至于为什么气候变迁会导致持续干旱或降雨量更大更强烈，发言人解释，这些都属于极端天气现象。当地球变暖时，大气层能够容纳更多的水汽，因而导致更强烈和更大的降雨现象。同时，气候变暖也会改变区域的天气变化，改变降雨的月份和地点，影响干旱与雨季的严重程度。
简单来说，气象指的是大气的状态和现象，如风、雨、雷、雪、闪电等等；天气指的是短时间内发生的气象现象，如雷雨、台风、大雪等；气候则是一个长时间段内，某一地区的常年平均天气，主要反映那里的冷暖干湿等基本特征，例如新加坡属于热带潮湿气候。因此我们可以说，新加坡的气候温暖，但昨天的天气阴凉。
不过，就和冰芯一样，树木年轮的限制在于，它们只能提供当地的气候资料。
在继续探索以前，让我们先来厘清气象、天气和气候之间的差别。
人类从1960年代开始，到南极洲和格陵兰各处钻取深埋在地表之下的冰芯（ice cores）样品。《科学》杂志去年8月报道，科学家们钻取到一块270万年前的冰芯，在那之前，人类钻取到年代最久远的冰芯是大约80万年前。
今年是新加坡气候行动年，我们对于“气候变迁” “全球暖化”和“海平面上升”几个词并不陌生，但背后的科学原理到底是什么？风、雨、冷、热，这些不是稍纵即逝的现象吗？我们怎么知道现在的气候和远古没有气象记录的年代不一样？这一期的《星球探索》让我们一起寻找答案。
冰芯：测大气成分
众所周知，水是由两个氢原子和一个氧原子构成的（H2O），而其中的氧有可能是16O、17O或18O的氧同位素。
全球变暖为何还出现寒冷的极端天气？
换句话说，在不到100年的时间内，地球的二氧化碳浓度已经超越过去几百万年来的变化。再回想二氧化碳浓度与气温之间的直接关系，可想而知科学家们为什么这么紧张，因为反常的二氧化碳浓度会带来反常的气候变化。
同样是氧，16O比较轻，18O比较重。冷的时候，周围能量少，海水中比较重的18O氧同位素不容易蒸发，因此冰芯里的18O比例较少。相反的，气候暖时，环境能量多，18O氧同位素蒸发的概率较高。它们蒸发后会以雨水或冰雪的方式降下来，冰芯中的18O比例也就跟着提高了。
然而，还是会有一些空气受困于冰层中形成气泡。这些气泡是忠实的气候记录者，因为它们保留了那一层雪飘落时的大气成分，成为科学家了解远古时代的气候的线索。
在四季变化明显的地区，树木一般上每年生长年轮。浅色的年轮是在春天和初夏生长的木，深色的年轮则是在夏末和秋天生长。一浅一深就是那棵树一年的生命。
除此之外，冰芯给我们的宝贵资料还有气泡中的二氧化碳浓度。科学家发现，二氧化碳浓度和气温有直接而密切的关系，两者会一起上升和下降。
发言人说，极端天气现象尽管罕见，但仍属于地球气候系统在一个地区的自然变化。不过，气候变迁有可能会增加极端天气发生的概率，使其发生得更频密、而且发生时更强烈或持续更长一段时间。
每一场豪雪后留下的积雪不会完全融化，反而一层一层叠上去，下面的雪被上面的压下去，变得更深，密度更大且逐渐转变成冰。过程中，积雪里的空气也会被挤压出去。
科学家发现，原来海洋沉积物也蕴藏着气候变化的玄机，而且涵盖的范围更广，因为地球有将近70％是海洋。
树木年轮：测雨水和温度
几千万年来，不同成分的尘埃颗粒从沙漠和陆地经由各种途径进入海洋。它们特征各异，无论密度、比重、粒径大小、形状都有差别，在波浪和海流的作用下，聚集沉积在一起形成海洋沉积物。科学家可分析海洋沉积物，透过它们在海底的位置和矿物质含量确认它们的来源地，进而推测出风向及强度。
海洋沉积物：测风向与洋流
也许很难相信，但我们的工具是冰、树和海洋沉积物。
根据NASA网站资料，过去40万年来，地球空气中二氧化碳浓度虽然有起有落（气温也跟着起落），但浓度从不超过300ppm。即使是270万年前的冰芯里探测到的二氧化碳浓度也如此。