古人是如何预测天气变化的历史大学堂

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。上窜下跳的气温,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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

绘制于十四世纪的《白猿献三光图》,保存了副云图,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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