气象|古人是如何预测天气变化的

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春夏之交 , 温度回升 , 万物复苏 , 候鸟北归 , 然而“30减15”的降温模式 , 冻得小伙伴直呼冷冷冷 。 上蹿下跳的气温 , 时阴时雨的天气 , 也给工农业生产造成了影响 。 自古以来 , 中国就是农业大国 , 准确的天气预报对于农业耕作 , 具有十分重要的意义 , 为此 , 天气预报黑科技应运而生 。
最早的天气预报与伏羲创立的八卦有关 。 他以乾、兑、离、震、巽、坎、艮坤等八种卦象 , 分别对应天、泽、火、雷、风、水、山、地等八种要素 。 伏羲通过天文、地理和物候的变化 , 用卦象表示天气预报的结果 , 从而指导农业生产 。
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受到八卦的影响 , 商朝对各种天气进行记录和预测十分重视 。 在殷都安都出土的甲骨文 , 有“壬申雪 , 止雨酉昼;已卯雹 , 乙酉大雨”的文字 , 记录了雨雪起止的时间 , 同时 , 巫师通过占卜预测未来的天气 。 民间对风、雨、雷等自然现象 , 赋予了神性 , 以祭祀的方式 , 祈祷风调雨顺 , 五谷丰登 。 这种迷信活动 , 是对天气的主观臆测 , 缺乏可靠的科学依据 。
随着时代的进步 , 周朝的百姓已经积累了丰富的气象经验 。 周文王在八卦的基础上 , 建立了六十四卦周易 , 其中明确表述:“天地定位 , 山泽通气 , 雷风相薄 , 水火不相射 , 八卦相错 。 ”这是古人对预报天气的初级探索和思考 。
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在《诗经·幽风·七月》中 , 将一年的主要气候特征与农业活动相结合 , 体现了气候对农业生产的重要性 。 《诗经﹒北风》又有“北风其凉 , 雨雪其雱……北风其喈 , 雨雪其霏” , 意思是说北风吹得寒冷刺骨 , 雨雪就会很大 , 北风刮得迅疾快速 , 天气往往细雨弥漫 。
《夏小正》是现存最早的记录古代农事活动的历书 , 分为《经》和《传》两部分 , 虽有错漏 , 记录了当时的物候信息 , 对研究夏朝的自然环境有一定的研究价值 。 而曾子以阴阳的变化解释了风、雷、雾、雨、露、霰等气候现象的成因 , 管仲根据齐国的气候特点 , 提出了三十节气系统 , 这些理论形成了古代天气预测的早期雏形 。
秦始皇统一天下后 , 颁布了《秦侓十八种·田侓》 , 要求各地及时汇报雨雪情况 , 对波及范围和影响程度也要详细记录 。 在《吕氏春秋》中 , 将云分为山云、水云、旱云、雨云四类 , 从而加强天气预报的准确性 。
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天气预报在汉朝有了长足的进步 。 在《淮南子·天文训》中 , 首次提出了一年分为二十四节气 , 这种方法至今仍然发挥重要作用 。 此外 , 王充、蔡邕等人分别对雷、虹等现象的成因 , 发表了自己的观点 , 对天气预报起到了一定的促进作用 。
【气象|古人是如何预测天气变化的】下雨和大气中的水气分布有关 。 西汉董仲舒在《雨雹对》中 , 认为水气“攒聚相合 , 其体稍重 , 故雨乘虚而坠 。 风多则合速 , 故雨大而疏;风少则合迟 , 故雨细而密 。 ”他解释了雨的成因 , 以及雨量与风有关 , 这一解释与现代的降雨理论基本相符 。
汉朝时成立的钦天监 , 类似于现在的气象站和天文台 , 它负责观察星象、推算节气、制定历法 。 钦天监由太史令掌管 , 东汉科学家张衡曾担任过这个职务 。 他用易经和义理和象数推导 , 著作了《灵宪》 , 将古代的天文和气象研究推向了新的高度 。 张衡研发的“相风铜鸟” , “遇风乃动” , 是世界上第一台测风向的仪器 。
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成书于西汉的《黄帝内经》记录了气候对大地的影响 , “燥胜则地干 , 暑胜则地热 , 风胜则地动 , 湿胜则地泥 , 寒胜则地固矣 。 ”为此 , 百姓专门设置一个铜瓶 , 以水为媒介 , 通过观察水的变化 , “睹瓶中之冰 , 而知天下之寒 。 ”这是最原始的温度计 。
除了温度计 , 还有湿度仪 。 《淮南子》云:“悬羽与炭 , 而知燥湿之气 。 ”就是用炭和羽毛对湿度不同的敏感度 , 制作湿度仪 , 王充在《论衡》中记录了其他的方法 , “天且雨 , 蝼蚁徙 , 蚯蚓出 , 琴弦缓 。 ”通过观察生物习性的改变 , 以及琴弦的松紧判断空气中湿度的高低 。
北魏贾思勰编写的《齐民要术》 , 是世界上最早的农业学专著之一 。 详细描述了季节和气温 , 在不同地区对不同农作物的影响 , 提出用熏烟防霜及积雪杀虫保墒的方法 , 保障农业生产 。 南朝宋人沈怀远在《南越志》中 , 首次提出了“飓风”的概念 , 这个词至今仍在使用 。
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唐朝天文学家李淳风将对气象颇有研究 。 他根据风对树木的影响和损坏 , 将风分为“动叶 , 鸣条 , 摇枝 , 堕叶 , 折小枝 , 折大枝 , 折木飞砂石 , 拔大树和根”等八级 。 一千年以后 , 十三级风力标准在英国出现 。
文人黄子发总结以往天气预报的经验 , 编写了《相雨书》 , 他认为“日入方雨时,观云有五色,黑赤并见者,雨即止;黄白者风多雨少;青黑杂者,雨随之,必滂沛流潦 。 ”根据云色变化 , 判断雨量的大小 , 时至今日 , 依旧保留着一定的实用价值 。
《梦溪笔谈》是北宋综合性笔记体著作 , 涉及峨眉宝光、闪电、雷斧、虹、羊角旋风、雹之形状、垂直气候带、天气预报等现象 , 推动了当时的气象研究 。 南宋秦九韶《数书九章》中 , 分别有“天池测雨”、“圆罂测雨”、“峻积验雪”和“竹器验雪”等方法 , 测量雨雪量 。
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绘制于十四世纪的《白猿献三光图》 , 保存了132副云图 , 比欧洲的云图早了五百多年 , 是世界上现存最早的云图集 。 每副云图以日月星辰为背景 , 根据云的特征 , 配以说明文字 , 对照当时的实际天气变化 , 就可以天气预报了 , 其绝大部分原理与现代气象学大致相符 。
比如 , 有一张云图是这样写的:“东西黑白去来掩日 , 无风自长 , 西边会合 , 主当夜子时有暴风猛雨”意思是说太阳的东西两边 , 是黑云和白云 , 两边的云都向太阳聚焦 。 虽然没有风 , 云扩散得很快 , 西边的云发展慢 , 东边的黑云运动快 , 黑云最终在西边的白云汇合 , 这预示着当天晚上12点前后 , 会出现暴风骤雨 。
另外 , 还有两张关于风的云图 , 一张的文字说明 , 写的是“满天淡白云若鱼鳞 , 散后日色无光 。 主要大风七日 。 黄石公曰:云势若鱼鳞 , 来朝风不轻 。 ”另一张的说明比较简单 , “月晕 , 主来日有风 。 看缺在何方 , 即风起之何方也 。 ”有兴趣的小伙伴 , 可以对照现实的气象环境 , 做一回天气预报员!
文:计白当黑
参考资料:《诗经 幽风 七月》《夏小正》《秦侓十八种 田侓》《吕氏春秋》《淮南子 天文训》《黄帝内经》《淮南子》《齐民要术》《相雨书》《数书九章》
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