由于农业是“靠天吃饭”的产业，因此气候变化对农业产量有巨大影响。一般而言，在北半球，年平均气温每增减1摄氏度，会使农作物的生长期增减3-4周。这个变化对农作物生长具有重大影响。例如，在气候温和时期，单季稻种植区可北进至黄河流域，双季稻则可至长江两岸;而在寒冷时期，单季稻种植区要南退至淮河流域，双季稻则退至华南。据张家诚的研究，在今天的中国，在其他条件不变的情况下，年平均温度变化1摄氏度，粮食亩产量相应变化为10%;年平均降雨变化100毫米，粮食亩产量的相应变化也为10%。在生产力发展水平低下的古代，减少的幅度要更大得多。此外，年平均温度的高低和年平均降雨量的多少，对冷害、水旱灾和农业病虫害的发生频率及烈度也具有决定性的影响，从而明显地增加或减少农业产量。
这里需要说明的是，气候变化对农业产量的影响，在高纬度地区表现最为明显，而对低纬度地区则影响相对既较小。因此气候变化对农业产量的影响，我国北方地区更为巨大。这一点，集中表现在明末北方地区的大旱灾以及随之而来的大蝗灾、大瘟疫上。
在河南，据郑廉《豫变纪略》所记，崇祯三年旱，四年旱，五年大旱，六年郑州大水，黄河冰坚如石，七年夏旱蝗，八年夏旱蝗，怀庆黄河冰，九年夏旱蝗，秋开封商丘大水，十年夏大蝗，闰四月山西大雪，十一年大旱蝗，赤地千里，十二年大旱蝗，沁水竭，十三年大旱蝗，上蔡地裂，洛阳地震，斗米千钱，人相食，十四年二月起大饥疫，夏大蝗，飞蝗食小麦如割，十五年怀庆地震，九月开封黄河决。
崇祯七年，家住河南的前兵部尚书吕维祺上书朝廷说：“盖数年来，臣乡无岁不苦荒，无月不苦兵，无日不苦輓输。庚午(崇祯三年)旱;辛未旱;壬申大旱。野无青草，十室九空。于是有斗米千钱者;有采草根木叶充饥者;有夫弃其妻、父弃其子者;有自缢空林、甘填沟壑者;有鹑衣菜色而行乞者;有泥门担簦而逃者;有骨肉相残食者”。
在西北，情况更为可怕。崇祯二年马懋才上《备陈大饥疏》说：“臣乡延安府，自去岁一年无雨，草木枯焦。八九月间，民争采山间蓬草而食。其粒类糠皮，其味苦而涩。食之，仅可延以不死。至十月以后而蓬尽矣，则剥树皮而食。诸树惟榆树差善，杂他树皮以为食，亦可稍缓其死。迨年终而树皮又尽矣，则又掘山中石块而食。其石名青叶，味腥而腻，少食辄饱，不数日则腹胀下坠而死。….最可悯者，如安塞城西有翼城之处，每日必弃一二婴儿于其中。有号泣者，有呼其父母者，有食其粪土者。至次晨，所弃之子已无一生，而又有弃子者矣。更可异者，童稚辈及独行者，一出城外便无踪影。后见门外之人，炊人骨以为薪，煮人肉以为食，始知前之人皆为其所食。而食人之人，亦不数日后面目赤肿，内发燥热而死矣。于是死者枕藉，臭气熏天”。
明末干旱引起的特大蝗灾，始于崇祯九年(1636年)，地点是陕西东部、山西南部及河南开封一带。崇祯十年蝗灾向西扩展到关中平原，向东扩展到以徐州为中心的山东及江苏北部，然后扩展到南起淮河、北至河北的广大地区。崇祯十一年形成东西上千公里、南北400-500公里的大灾区，并开始向长江流域扩散。崇祯十二年向北扩展到陕西和陕西两省北部，向南扩展到江汉平原。崇祯十三年黄河长江两大河流的中下游和整个华北平原都成为重灾区。
崇祯十四年华北蝗灾开始减退，但是长江流域蝗灾却继续发展。崇祯十五年由于气候发生大变化，连续四年的特大蝗灾结束。
气候变化还会导致瘟疫的流行。所谓瘟疫，一般指“具有温热病性质的急性传染病”。布罗代尔说：“在人们彼此长期隔绝的时代，各地居民对不同的病原体各有其特殊的适应性、抵抗力和弱点。一旦相互接触和感染，就会带来意外的灾难”。由于大规模的流民出现，瘟疫在明代后期也日益猖獗。
据《明史·五行志》记载，从1408年到1643年，发生大瘟疫19次，其中1641年流行的一次瘟疫遍及河北、山东、江苏、浙江等。
当时著名医学家吴有性在《瘟疫论.原序》就着重指出：“崇祯辛已(1641年)，疫气流行，山东、浙省、南北两直，感者尤多。至五六月益甚，或至阖门传染”。这里，要特别提一提明末大鼠疫。开始于崇祯六年(1633年)，地点是山西。崇祯十四年传到河北，并随着李自成和清朝的军队传到更多的地区。
崇祯十四年(1641年)，鼠疫传到北京，造成北京人口的大批死亡。史载崇祯十六年二月，北京城中“大疫，人鬼错杂”，“京师瘟疫大作，死亡枕藉，十室九空，甚至户丁尽绝，无人收敛者”。至夏天和秋天，情况更甚，“人偶生一大肉隆起，数刻立死，谓之疙瘩瘟。都人患此者十四五。至春间又有呕血病，亦半日死，或一家数人并死”。
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