■ 海南日報全媒體記者 張期望 通訊員 王巧麗 袁迎蕾
隨著科技水平的突飛猛進,現(xiàn)代氣象學(xué)也得到了前所未有的發(fā)展。不僅能夠按地區(qū)逐日、逐小時預(yù)報,甚至半月后的天氣情況也能預(yù)判。在天上有衛(wèi)星,地面有雷達,終端有高素質(zhì)人才和計算機的助推下,現(xiàn)代氣象預(yù)報學(xué)水平提高到前所未有的高度,是自然而然的事情。但是在古代,天上既沒有衛(wèi)星,地面也沒有雷達助力,古人是如何開展天氣預(yù)報的?每年的3月23日是世界氣象日,讓我們重走華夏民族觀天問氣的求索之路。
掛羽辨方向,觀風(fēng)尋規(guī)律
中國古人對風(fēng)的觀測始于自然觀察。殷商時期甲骨文中的“伣”字,即指候風(fēng)羽,在風(fēng)竿系鳥羽或雞羽,通過其飄動方向判斷風(fēng)向。這種簡易工具后演變?yōu)橛鹈L(fēng)向器,即“羽占”,于高平之地立五丈竿,掛八兩雞羽編成的“葆”,觀其平直程度測風(fēng),成為早期測風(fēng)的主要手段。
漢唐出現(xiàn)了用于觀測風(fēng)的儀器。漢武帝的建章宮屋頂安裝了“銅鳳凰”,底部設(shè)有轉(zhuǎn)樞,遇風(fēng)轉(zhuǎn)動指示方向,相較于西方的候風(fēng)雞早了一千多年。東漢張衡進一步發(fā)明“相風(fēng)銅烏”,南北朝時期改進為輕便的“相風(fēng)木烏”,廣泛用于庭院和車船。唐朝還出現(xiàn)了占風(fēng)鐸,以在竹林中懸掛碎玉片,聽其碰撞聲判斷是否有風(fēng)。宋元時期,江淮官員使用“占風(fēng)旗”記錄每日風(fēng)向,并建立觀測檔案。明清時期,傳統(tǒng)的木制“相風(fēng)烏”仍在水利工程中廣泛使用。
在我國古代“氣象學(xué)”專家們的推動下,不僅觀風(fēng)的儀器在逐漸演變,測風(fēng)理論也得到逐步完善。殷商時期,先輩們就已經(jīng)通過甲骨文記載四方位風(fēng)名,并區(qū)分大風(fēng)、颮等風(fēng)力等級。先秦時期,對風(fēng)的觀測更加精細(xì)。戰(zhàn)國末年《呂氏春秋》首次系統(tǒng)地以炎風(fēng)、颶風(fēng)等命名“八風(fēng)”,這是我國古代最早有八種風(fēng)向名稱的記載。
漢代《淮南子》繼承八風(fēng)理論,進一步細(xì)化風(fēng)向名稱,如“條風(fēng)”“景風(fēng)”等。唐代李淳風(fēng)在測風(fēng)理論上作出了不可磨滅的貢獻,他開創(chuàng)性地將風(fēng)向分為24方位,依據(jù)樹木搖動程度創(chuàng)立“十級風(fēng)力”體系,比歐洲蒲福風(fēng)級早1100余年,在世界測風(fēng)史上前無古人。
宋元時期,測風(fēng)理論轉(zhuǎn)向?qū)嵶C。沈括《夢溪筆談》中詳錄龍卷風(fēng)“插天如羊角”的形態(tài)與災(zāi)害,成為我國首份龍卷風(fēng)科學(xué)報告。明清西方氣象學(xué)傳入后,傳統(tǒng)智慧與近代科學(xué)結(jié)合,推動理論向“氣壓”“大氣環(huán)流”等現(xiàn)代概念轉(zhuǎn)變。
圓罌測雨量,膚寸知深淺
今天的我們可以通過精確的儀器知道下雨量,古人其實也有類似的工具,最早的測雨器記載見于南宋數(shù)學(xué)家秦九韶所著的《數(shù)書九章》。
宋代圓罌。資料圖
該書第二章收錄了有關(guān)降水量計算的四個例子,分別是“天池測雨”“圓罌測雨”“峻積驗雪”和“竹器驗雪”。“天池測雨”法其實是用天池盆來收集雨水,通過計算獲得地面降水量。事實上,天池盆也不是專用工具,而是預(yù)防火災(zāi)、蓄雨水的容器。圓罌大概是水缸。不管是“天池盆”,還是“圓罌”,雖然是生活器具,卻是事實上的“雨量器”。
早期,我國對于衡量雨量多少,并沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),有時指降雨持續(xù)時間的長短,有時指受雨面積。唐宋開始,雨水的多少和降雪一樣,開始由尺寸來進行計算,如“膚寸”“寸余”“數(shù)寸”“及尺”“近尺”“盈尺”“三四尺”等。
到明朝時,出現(xiàn)了由國家制定的統(tǒng)一的圓筒形測雨器,供給地方州縣使用。
清康熙十六年,即1677年,我國出現(xiàn)了專門從事氣象工作的部門,統(tǒng)一制作了測雨器,開始對地方下達逐日記錄晴雨的命令,觀測雨、雪、風(fēng)、雷等天氣現(xiàn)象,并在中國歷史上形成首個地面氣象觀測網(wǎng)。靠這個觀測網(wǎng),京都(即北京)積累了從清雍正二年(1724年)至清光緒二十九年(1903年),連續(xù)180年的觀測記錄——《晴雨錄》。這成為中國現(xiàn)存檔案中,連續(xù)時間最長的雨量觀測資料,可以說是中國氣象走向定量化的一個標(biāo)志。
乾隆年間設(shè)立的測雨臺。資料圖
清朝的雨量器,已接近現(xiàn)代水文使用的雨量器了,它上面刻有標(biāo)尺。與現(xiàn)代測雨工具最接近的當(dāng)數(shù)“乾隆測雨臺”了,它以黃銅制造,為圓筒形,筒高一尺五寸,圓徑七寸,置于測臺之上,用于量雨,測臺正面書有“測雨臺”三個大字,旁邊則是“乾隆庚寅五月造”的字樣。
觀云識陰晴,古諺斷雨雪
我國是世界上最早觀測云的國家之一,早在公元前1217年,便有“東云自南,雨”的記載。古人在從事生產(chǎn)勞動的過程中,經(jīng)過長期觀察,逐漸掌握了天氣演變規(guī)律,積累了豐富的天氣預(yù)測經(jīng)驗。
東漢時期,王充在《論衡》中寫道:“云霧,雨之征也。”《晉書·天文志》中有:“云甚潤而厚,大雨必暴至。”可見,當(dāng)時我國的氣象觀測已經(jīng)具備了簡單的預(yù)判功能。
唐朝時,黃子發(fā)撰寫的《相雨書》是我國最早根據(jù)物象、天氣征兆預(yù)測未來天氣變化的專輯。
宋朝時,民間已將云的動向與天氣變化掛鉤。孔平仲在《談苑》中有“云向南,雨潭潭;云向北,老鸛尋河哭;云向西,雨沒犁;云向東,塵埃沒老翁”的說法。元代出現(xiàn)了許多與云相關(guān)的氣象諺語,婁元禮著述的《田家五行》中包含了“日落云里走,雨在半夜后”等。
明代出現(xiàn)了對應(yīng)某種天氣更為詳細(xì)生動描述云天變化的圖集,其中,茅元儀的《武備志》中有云圖51幅,手抄本《白猿獻三光圖》附有云圖132幅,以工筆水墨定格了流動的天際變幻。這種對云相物候的執(zhí)著觀測,在20世紀(jì)煥發(fā)新生——1924年中國氣象學(xué)會在青島成立,將千年觀云智慧注入現(xiàn)代科學(xué)血脈。首任會長竺可楨立足傳統(tǒng)“望氣”之術(shù),創(chuàng)造性地提出中國暖鋒云系的辨識特征,在古絹云圖與現(xiàn)代氣象圖譜間架起承前啟后的觀測橋梁,為東亞季風(fēng)區(qū)云物理研究奠定了獨特的科學(xué)基礎(chǔ)。
原標(biāo)題:觀風(fēng)、測雨、看云 古人問天密鑰
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