古人問天金鑰
更新于:2025-03-26 04:33:54

本文轉自:海南日報

觀風、測雨、看雲

古人問天金鑰

  乾隆年間設立的測雨台。

  本版圖片均為資料圖

  宋代圓罌。

  ■ 海南日報全媒體記者 張期望 通訊員 王巧麗 袁迎蕾

  隨著科技水準的突飛猛進,現代氣象學也得到了前所未有的發展。不僅能夠按地區逐日、逐小時預報,甚至半月後的天氣情況也能預判。在天上有衛星,地面有雷達,終端有高素質人才和計算機的助推下,現代氣象預報學水準提高到前所未有的高度,是自然而然的事情。但是在古代,天上既沒有衛星,地面也沒有雷達助力,古人是如何開展天氣預報的?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,觀風尋規律

  中國古人對風的觀測始於自然觀察。殷商時期甲骨文中的“伣”字,即指候風羽,在風竿系鳥羽或雞羽,通過其飄動方向判斷風向。這種簡易工具後演變為羽毛風向器,即“羽佔”,於高平之地立五丈竿,掛八兩雞羽編成的“葆”,觀其平直程度測風,成為早期測風的主要手段。

  漢唐出現了用於觀測風的儀器。漢武帝的建章宮屋頂安裝了“銅鳳凰”,底部設有轉樞,遇風轉動指示方向,相較於西方的候風雞早了一千多年。東漢張衡進一步發明“相風銅烏”,南北朝時期改進為輕便的“相風木烏”,廣泛用於庭院和車船。唐朝還出現了佔風鐸,以在竹林中懸掛碎玉片,聽其碰撞聲判斷是否有風。宋元時期,江淮官員使用“占風旗”記錄每日風向,並建立觀測檔案。明清時期,傳統的木製“相風烏”仍在水利工程中廣泛使用。

  在我國古代“氣象學”專家們的推動下,不僅觀風的儀器在逐漸演變,測風理論也得到逐步完善。殷商時期,先輩們就已經通過甲骨文記載四方位風名,並區分大風、颯等風力等級。先秦時期,對風的觀測更加精細。戰國末年《呂氏春秋》首次系統地以炎風、颶風等命名“八風”,這是我國古代最早有八種風向名稱的記載。

  漢代《淮南子》繼承八風理論,進一步細化風向名稱,如“條風”“景風”等。唐代李淳風在測風理論上作出了不可磨滅的貢獻,他開創性地將風向分為24方位,依據樹木搖動程度創立“十級風力”體系,比歐洲蒲福風級早1100餘年,在世界測風史上前無古人。

  宋元時期,測風理論轉向實證。沈括《夢溪筆談》中詳錄龍捲風“插天如羊角”的形態與災害,成為我國首份龍捲風科學報告。明清西方氣象學傳入後,傳統智慧與近代科學結合,推動理論向“氣壓”“大氣環流”等現代概念轉變。

  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於南宋數學家秦九韶所著的《數書九章》。

  該書第二章收錄了有關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,而是預防火災、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,我國對於衡量雨量多少,並沒有一個統一的標準,有時指降雨持續時間的長短,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”“寸餘”“數寸”“及尺”“近尺”“盈尺”“三四尺”等。

  到明朝時,出現了由國家制定的統一的圓筒形測雨器,供給地方州縣使用。

  清康熙十六年,即1677年,我國出現了專門從事氣象工作的部門,統一製作了測雨器,開始對地方下達逐日記錄晴雨的命令,觀測雨、雪、風、雷等天氣現象,並在中國歷史上形成首個地面氣象觀測網。靠這個觀測網,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180年的觀測記錄——《晴雨錄》。這成為中國現存檔案中,連續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誌。

  清朝的雨量器,已接近現代水文使用的雨量器了,它上面刻有尺規。與現代測雨工具最接近的當數“乾隆測雨台”了,它以黃銅製造,為圓筒形,筒高一尺五寸,圓徑七寸,置於測台之上,用於量雨,測台正面書有“測雨台”三個大字,旁邊則是“乾隆庚寅五月造”的字樣。

  觀雲識陰晴,古諺斷雨雪

  我國是世界上最早觀測雲的國家之一,早在西元前1217年,便有“東雲自南,雨”的記載。古人在從事生產勞動的過程中,經過長期觀察,逐漸掌握了天氣演變規律,積累了豐富的天氣預測經驗。

  東漢時期,王充在《論衡》中寫道:“雲霧,雨之征也。”《晉書·天文誌》中有:“雲甚潤而厚,大雨必暴至。”可見,當時我國的氣象觀測已經具備了簡單的預判功能。

  唐朝時,黃子發撰寫的《相雨書》是我國最早根據物象、天氣徵兆預測未來天氣變化的專輯。

  宋朝時,民間已將雲的動向與天氣變化挂鉤。孔平仲在《談苑》中有“雲向南,雨潭潭;雲向北,老鸛尋河哭;雲向西,雨沒犁;雲向東,塵埃沒老翁”的說法。元代出現了許多與雲相關的氣象諺語,婁元禮著述的《田家五行》中包含了“日落雲裡走,雨在半夜後”等。

  明代出現了對應某種天氣更為詳細生動描述雲天變化的圖集,其中,茅元儀的《武備志》中有雲圖51寬度,手抄本《白猿獻三光圖》附有雲圖132寬度,以工筆水墨定格了流動的天際變幻。這種對雲相物候的執著觀測,在20世紀煥發新生——1924年中國氣象學會在青島成立,將千年觀雲智慧注入現代科學血脈。首任會長竺可楨立足傳統“望氣”之術,創造性地提出中國暖鋒雲系的辨識特徵,在古絹雲圖與現代氣象圖譜間架起承前啟後的觀測橋樑,為東亞季風區雲物理研究奠定了獨特的科學基礎。

  海南氣象科技發展歷程

  中華人民共和國成立以來,海南氣象部門在各個歷史時期,圍繞氣象業務大力推動科技創新,推動著海南氣象服務能力的快速提升,對海南人民生產生活帶來了深刻影響。

  起步階段(20世紀50年代至70年代)

  1950年海南島第一個氣象站——海口氣象站成立,標誌著海南氣象事業的起步。

  20世紀60年代,全島各市縣相繼建立氣象站,初步形成氣象觀測網路。

  20世紀70年代開始使用氣象雷達、衛星雲圖等現代化設備,第一代氣象觀測網為氣象科技的發展奠定了基礎。

  發展階段(1980年至2000年)

  1988年海南省氣象局成立,加快了氣象現代化建設步伐。

  20世紀90年代,建成覆蓋全島的天氣雷達監測網,計算機技術引入,推動信息化轉型,數值天氣預報技術開始應用,科技進步推動業務科研管理體系逐步完善。

  1985年應用MOS預報方法,實現分縣降水預報,短期預測精度提升。

  深化階段(2001年至今)

  本世紀以來,氣象部門逐步建成陸海空天一體化觀測業務系統,智慧網格預報技術的發展為氣象服務的全面深化創造了條件,氣候變化研究逐步深化,災害預警技術再次升級突破。

  文字/許向春 製圖/陳海冰

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