隋统一中国之后，农业生产迅速恢复。这个时期气温继续变暖。隋初气候较干，多次出现大旱灾，但是这个时候的国力可以应对。公元596年之后，华北气候逐渐湿润，天时较好，隋也发展到鼎盛时期，人口超过4000万。不过隋的大工程众多，对国力消耗较快，隋炀帝三征高丽加重了对国力的消耗。这时华北地区再次转入干旱，连年旱灾，灾民遍地，终于导致战乱。这次战乱导致北方人口大量流失，也导致了隋王朝的灭亡。到唐初的公元624年，全国人口可能只有1700万。
旱灾继续在唐初继续。隋唐时期气温最高的二十年出现在公元641-660年，冬半年平均气温较现代高出1.4度。这次转暖给华北地区带来的是暖干气候，江淮地区以及江南地区则偏湿。华北地区干旱最为严重的是650-680年代，这个时期江淮地区也转为干旱，江南地区则持续湿润气候。公元715-755年，华北地区与江淮地区气候湿润，对农业生产有利，开元之治就出现在这个期间。不过降雨增多也导致有大的洪涝灾害发生。唐初到这个时候，农牧业交错带要比南北朝后期偏北，人口也发展到顶峰，到公元752年，人口可能已经接近6000万。
八世纪中叶气温已经较唐初偏凉，公元701-720年冬半年平均还高出现代0.88度，到741-760年，已经比现代低了0.37度。农牧业交错带也从这个时期开始南退，唐朝在边疆的驻军屯田已经无法满足自身的需求，边疆局势失稳。公元755年，安史之乱爆发，战乱导致农业生产大规模破坏。而此时华北地区与江淮地区再次进入旱期，干旱程度较唐初严重，加剧了对农业的破坏程度。安史之乱期间全国三四成的人口死亡，大量人口迁移，是唐由盛转衰的转折点。干旱也使得游牧民族的生存环境恶化，不得不向农业区发展，而战乱时的唐王朝无法西顾，逐渐丧失了对西域的控制。
安史之乱后，气温略有回升，781-800年平均高出现代0.65度，但是干旱继续，灾害仍然严重，中原地区汉人进入又一次人口迁移高峰。此时一直较湿润的江南地区逐渐变干，正好适合北方移民的生活，吸引了很多北方人口，中国历史上南方人口超过北方人口，差不多就发生在这个时候。人口大规模南迁后，南方的农业经济开始发展，成为中国农业经济的主体区域，中国经济重心南移。
气候在九世纪变冷，821-840年平均较现代低0.45度。810-830年期间华北地区有一个短暂的湿润期，但其湿润程度不如唐中期的湿润期，其间也有大旱发生。公元830年后华北地区继续转干，虽然整体上没有唐中期的干旱程度严重，但是旱蝗灾次数较多。江淮地区在760-880年的一百多年一直较旱，一直较湿润的江南地区也在840年代之后有很多旱灾的记载。因为灾害频繁，抚恤不利，唐后期的民变数量较多，不过普遍规模较小，持续时间短，还不足以动摇统治基础。但是到公元875年，王先芝、黄巢起义终于达到席卷全国的规模。虽然起义被镇压，但是藩镇割据势力进一步强大，唐王朝基本上丧失了对地方的控制。
降温持续到九世期末，到881-900年，平均气温已经较现代低0.87度，是隋唐时期最冷的二十年，而与此同时，华北地区与江淮地区转涝，水灾频发。在水旱灾害持续发生的背景下，藩镇割据势力终于废弃了唐王朝，中国再次进入分裂时期。
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