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古代氣象觀測儀器真奇妙!
發布時間:2019-07-18 閱讀:80
    中國古代的氣象觀測儀器不但體現了豐富的科學性,并且大多外形精美,構造精巧。這體現出古代先民對科技的探索和對生活美的追求,值得我們今天繼續學習和發揚。本文古代氣象觀測儀器按照主要功能分為候風、觀雨、測濕、避雷四大類,并擇取具有代表性的古代氣象觀測儀器與大家一起分享。
    候風
    正風向和風速的測定,不論對于工農業生產,還是在軍事、交通上,都非常重要。我國古代雖然缺少現代化的氣象儀器來觀測風向和風速,但是人們非常清楚觀測風向風速的重要性,并想盡辦法發明一些簡單的工具和儀器來測風。早在公元132年,東漢時期著名天文學家張衡便發明了相風銅烏測風器。《漢書》中也有記載: “建章宮南有玉堂璧內三層,臺高三十丈,玉堂內殿十二內階陛(十二層臺階),皆玉為之,鑄銅鳳(用青銅鑄鳳凰),高五尺,飾黃金,棲屋上,下有轉樞,向風若翔(迎著風吹來,頭對著風,展翅欲飛)。”
    有了候風的觀測儀器之后,中國古代更加注重對風力、風向的觀測和記錄。唐代杰出的天文學家、數學家、道學家李淳風便是其中翹楚,更是世界上第一個給風力定級的人。
    觀雨
    我國作為農業大國,從古至今對降水都非常的關注。《后漢書?禮儀志》記載東漢關于上報雨量的規定:“自立春至立夏盡立秋,郡國上雨澤。”而這時各種觀測記錄雨量的儀器便應運而生。宋代著名數學家秦九韶在其著作《數書九章》中曾有記載當時全國“州郡都有天池盆以測雨水” ,并有計算降雨量和降雪量,計算量雨器和量雪器的容積之類的數學問題,這也從側面反映了當時氣象觀測儀器的發展。
    《數書九章》第三、第四卷記載了“天池測雨,圓罌測雨,峻積驗雪,竹器驗雪”。這里提到圓罌,也是一種很奇妙的測雨器。根據相關數據記載,元罌是一種圓口器皿,用測量體積的方法計算降水量。
    而到了清代,人們愈加重視降水量的觀測。康熙、乾隆時期更是先后向全國頒發量雨器。在朝鮮,曾經發現過一個乾隆庚寅年(1770)所制造的量雨器,高一尺,廣八寸,并用標尺,測量雨水多少,為黃銅所制。
    測濕
    大氣里濕度的變化是和天氣的變化密切相關的,大氣里面水氣含量比較高的時候,往往會變陰降水,所以大氣濕度的含量的變化是影響生活和生產的重要因素,中國古代人民在關注風和雨的時候也非常注意通過測量空氣的濕度來預測天氣的變化。
    早在漢代就有天平式濕度計,用懸炭來測空氣中的濕度是zui早記載的濕度計。在天平的兩頭分別放上相同重量土和炭,當空氣潮濕時,炭也變得越來越重,天平便會傾斜。《淮南子》中有記載: 《泰族訓》“濕之至也,莫見其形而炭已重矣!” 由于土也會受到空氣濕度影響,后來又逐漸換成鐵塊。這在《漢書?李尋傳》中,唐代大儒顏師古曾做過這樣的注釋:“懸土炭也,以鐵易土耳。先冬夏至,懸鐵炭于衡,各一端,令適停。冬,陽氣至, 炭仰而鐵低;夏,陰氣至,炭低而鐵仰,以此候二至也。”
    除了用鐵,用炭這樣的不同的對濕度敏感之物外,古人還曾嘗試使用琴弦來感知空氣濕度。因為當時的琴弦往往是用動物的毛皮所做制,有的用毛發有的用毛皮,這種材質比較容易受到空氣濕度的影響。王充在《論衡?變動》也有這樣的記載:“天且(將)雨,琴弦緩。” 天將要下雨的時候,空氣濕度大,琴弦會變得遲緩。
    避雷
    法國旅行家卡勃里歐別?戴馬甘蘭1688年所著《中國新事》曾記載:中國屋脊的兩頭,都會有一個仰起的龍頭。龍口吐出曲折的金屬舌頭,伸向天空,舌根連結一根細的鐵絲,直通地下。這種奇妙的裝置,在發生雷電的時刻就大顯神通,若雷電擊中了屋宇,電流就會從龍舌沿眼睛行至地底,避免雷電擊毀建筑物。
    除了這個具備現代意義的清代避雷系統之外,宋元明清的建筑物也多用“雷公柱” 等以避雷。在古建筑中,避雷裝置通常有三種形式:一是亭閣上的寶頂及佛塔的塔剎下面設雷公柱;二是牌坊等建筑的高架柱處設雷公柱;三是殿堂頂屋脊兩端的正吻下面設置雷公柱。中國古代建筑上的避雷裝置,在結構和原理上已和現代避雷針基本相似。









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