戴尔君

天气气候条件与人类的生存发展息息相关。中华大地上的原始居民，很早就有意识地观察和认识风云雨雾、冷热干湿等天气现象。在原始种植业出现以后，人们更注意积累气象条件对农业生产影响的知识。相传，在黄帝时代，就已经设有专人从事气候观察。帝尧设“百官”时，设立了专门掌管天文和气象的官职。这一官职历朝历代相沿，虽然官职名称不一，但从未空缺。到三千多年前的殷商时代，甲骨文中就有天气实况的记录，卜辞中还反映了人们有预知天气状况的愿望。随着生产的发展，我国古代有关气象的知识不断积累和丰富，取得了很大的成就。

一、 风的观测

风的观测首先是看风向。在殷墟甲骨文卜辞中已有“伣”字。伣就是用来观察风向的。甲骨文中也有了四方的风名：东风叫“劦”，南风叫“屼”，西风叫“夷”，北风叫“寒”。以后逐渐发展，到汉代已有24个风向方位的称谓。唐代科学家李淳风在他的名著《乙巳占》中，绘有一张占风图，列举了24个风向的名称。他指出，这些方位是由八个天干、四个卦名、十二辰（地名）组合而成。“子”指北方，“午”指南方，“卯”指东方，“酉”指西方。还举例说明怎样判定风向：凡风从戌（西北偏西）来的，须看吹向是否是辰（东南偏东）；风从辛（西偏北）来的，须看吹向是否是乙（东偏南）；风从乾（西北）来的，须看吹向是否是巽（东南）。这就是根据风的去向来决定来向。

我国风向器的发明很早，甲骨文中的“伣”就是一种简单的“示风器”，风杆上系鸟羽、布帛、茅草等，用来观察风向。西汉《淮南子》中，已经举出一种叫“伣”（xiàn）或“綄”的风向器。它很可能就是殷商时的伣演变而来的。《淮南子》中说：“伣之见风也，无须臾之间定矣”。“伣”在风的作用下，没有一刻是平静的。说明这种风向器还相当灵敏。

铜凤凰主要安装在汉武帝于太初元年（公元前104年）所建的建章宫里。当时建章宫东的凤阙上装了两个铜凤凰，在宫南的玉堂和宫北的圆阙上也装了一个铜凤凰。据《三辅黄图》说，铜凤凰的下面有转枢，所以风来的时候，铜凤凰的头会向着风，好像要飞的样子，“向风若翔”很显然这是一种风向器。但是这种风向器后来逐渐演变为装饰，失去了原有的作用。

相风铜乌是一种铜做的、形状像乌鸦那样的风向器。“相风”就是观测风的意思。它装在汉代观测天文气象的灵台上。最初造得比较笨重，据《玉海》说要在千里风来的时候才动。后来经过不断改进，变得轻巧灵敏一些，使得受小风也能转动。到晋代，出现了相风木乌，使用范围扩大到城墙上、庭院中、舟船车辆上。李淳风在《乙巳占》中曾经描述了这种相风木乌的构造。1971年河北省考古工作者在一座东汉古墓中出土了一幅群鸟鸟瞰图，在主要建筑的后面有一座钟鼓楼，其上绘有相风铜鸟。这是迄今为止我国所发现的最早的相风铜鸟图形，绘于汉灵帝时期，距今1800年。

相风铜鸟、木鸟的缺点是构造复杂、移动不变，所以李淳风在《乙巳占》中就指出：“常住安居，宜用乌候；军旅权设，宜用羽占。”意思是说，相风乌只宜设在固定的地方，在军队中驻地经常变化，更适宜用鸡毛编成的风向器。

鸡毛编成的风向器，是由“伣”发展而来的，所用的鸡毛重约五两到八两，编成羽片挂在高杆上，等它被风吹到平飘的状态，再进行观测，这种羽毛风向器就称为“五两”。李白《送崔氏昆弟之金陵》诗：“扁舟敬亭下，五两先飘扬”。说明当时羽毛风向器的使用已很普遍。

我国古代除观测水平各向的风外，也观测自下而上和自上而下的旋风，方向混乱的乱风。例如，把自上而下吹的风叫做“颓风”，也叫“焚轮风”，自下而上吹的风叫“飙风”，也叫“扶摇风”等，说明对风的观测是细致的。

观测风不单要观测风向，也需要观测风力。在唐代，已经采取地面物体受风影响所表现出的不同状态来表示风力大小。李淳风在《乙巳占》，当时把风力分为八级：一级动叶，二级鸣条，三级摇枝，四级堕叶，五级折小枝，六级折大枝，七级折木飞砂石或伐木（折木），八级拔木树和根。这八级风，再加上“无风”和“和风”（风来清凉，温和，尘埃不起的，叫和风）两个级，可合为十级。

这种利用目力观测风力，并将风力分级的方法，与英国人蒲福所定的蒲氏风级划分风力相近，但李淳风要早到1100年。

二、 云的观测和古云图集

云的观测在预报天气中用处很大。这是因为预报天气的时候，重要的在于判断未来晴雨，而雨是从云中下降的。是不是会下雨？下什么样的雨？都和云的情况有关。

我国古代很重视云的观测。例如在《诗经·小雅·信南山》中有“上天同云，雨雪雰雰”的话，意思是说：下雪的云，在天空中是均匀一色的。也有把“同云”写为“彤云”，意思是下雪的云，色彩微带红色。

在《管子·侈靡篇》中提到：“云平而雨不甚。无委云，雨则遬已。”意思是说，云块比较平坦，雨不会下得很大。下雨的时候，如果没有供应水分的云伴存，雨下不长，很快雨就会下完。这个结论只有对云有过长期、仔细观测，并提高到一定的理性认识高度，才能得出。在《吕氏春秋·有始览·有始篇》中，已经把云按形状分为“山云”“水云”“旱云”“雨云”四种。

我国民间，很早就有许多有关云的天气谚语，作为观测云和预报天气的依据。例如唐代李肇《国史补》中，就有“暴风之候，有炮车云”的话。炮车云就是雷雨云，因为云顶呈砧状，很像炮车。唐代黄子发《相雨书》中，有“云若鱼鳞，次日风最大”的话。这是指一种由细鱼鳞状云块组成的云，就是卷积云。宋代孔平仲的《谈苑》中，有这样的天气谚语：“云向南，雨潭潭；云向北，老鹳寻河哭；云向西，雨没犁；云向东，尘埃没老翁。”把云向和晴雨联系起来，是很有意义的。更多的天气谚语存在于民间的口口相传之中，在现代天气预报出现之前，往往是老百姓判断未来天气的主要参考。

为了辨认云，需要云图。目前发现的最早云图是马王堆三号墓出土的西汉帛书《天文气象杂占》和敦煌所出唐天宝初年的《占云气书》。这两种云图都是为军事需要卜占吉凶而用的。至于文献中的云图，《汉书·艺文志》中著录有《泰壹杂子云雨》和《国章观霓云雨》等书很可能附有云图。宋代郑樵《通志略·艺文略》、《宋史·艺文志》、《宋史新编·艺文志》等史籍中有《日月晕珥云气图占》、《天文占云气图》、《云气图》、《占风云气图》等云图。可惜都已经失传，无法考查。明代茅元仪《武备志·载度占》中的《玉帝亲机云气占候》，里面有51幅云图。道藏本《雨旸气候亲机》，里面有云图39幅。王重民《善本书籍经眼录》所录写本《观象玩占》中也有云图配合。此外，还有各种版本或手写本的《白猿经》，都是图文对照的古云图集。如果把明代以来的各种云图集互相对照，可以发现它们大同小异。很可能它们都有一些共同蓝本，这些蓝本应当是明代以前的各种古云图集。这些古云图集，表面上失传了，但是实际上都改用别的书名、补充、修改某些内容而在后世典籍中出现。

三、 湿度观测和仪器

我国是最早发明测湿仪器的国家。在《史记·天官书》中，提到把土和炭分别挂在天平两侧，以观测挂炭一端天平升降的仪器。《淮南子·天文训》中指出这个仪器的挂炭一端升降的意义说：“燥故炭轻，湿故炭重。”就是说，天气干燥了，炭就轻；天气潮湿了，炭就重。《淮南子·泰族训》还说：“夫湿之至也，莫见其形，而炭已重矣。”意思就是，湿气到来的时候，人是看不见的；但是炭已经表显出沉重了。这就说明了这个测湿仪器起到能测量看不见的水汽多少的作用。

宋代有一个叫赞宁的和尚，在他的《物类相感志》中提到，把土炭两件东西，放在天平两边，使它们平衡，然后悬挂在房间里。天将要下雨的时候，炭就会变重，天晴了，炭会变轻。这已经是把测湿仪器作为预报天气晴雨的仪器了。

除了天平式的测湿仪器外，还有利用琴弦感应的湿度的。如东汉王充在《论衡·变动篇》中说，“天且雨，……琴弦缓，”琴弦变松，天就要下雨。琴弦变松，是天变潮湿、弦线伸长所造成的。元末明初娄元礼在《田家五行》中说：如果质量很好的干洁弦线忽然自动变松宽了，那是因为琴床潮湿的缘故；出现这种现象，预示着天将阴雨。这句话已经明确点出了湿度一方面影响弦线的长度，一方面又联系着天气的晴雨。他还谈道，琴瑟的弦线所产生的音调如果调不好，也预兆有阴雨天气，这也是合乎科学道理的。清康熙年间，西方来华传教士南怀仁曾用小鹿的筋做成一个弦线温度表，以验空气中的燥湿。几年以后，也研制成功了“验燥湿器”，利用弦线随湿度伸缩的原理测量温度。这是毛发湿度计的前身。

四、降水观测和仪器我国古代对雨水观测十分重视。甲骨卜辞中，对雨已经有“大雨”“猛雨”“疾雨”“足雨”“多雨”“毛毛雨”等区别，而且还注意到雨的来向。

雨下的是否及时，以及雨量的分配和多少，直接影响着农业生产。这就迫使我国古代国家对上报雨量的重视。在秦代，我国已经有报雨泽的制度。1975年2月在湖北云梦睡虎地秦墓中出土了《秦律十八种》的竹简，其中《田律》里规定，凡下及时的而且有利于谷物抽穗的雨，雨后应书面分别报告有抽穗谷物和未种谷物的受雨田亩数。庄稼生长后，如下了雨，也应报告雨泽多少和受益的田亩数。如有干旱、暴风雨、水潦等灾害，也要报告受灾田亩数。这些报告，就近的县要走得快的人递送，远处的县可由驿站传送，必须在八月底前送到。在东汉，也曾经要求所辖各郡国从立春到立秋整个作物生长期间向中央报告雨泽情况。

东汉以后，历代对降水都很关心。在南宋，数学家秦九韶曾在《数书九章》卷四中列有四道有关降水的算题，就是“天池测雨”、“圆罂测雨”、“峻积验雪”、“竹器验雪”。秦九韶在序中明确说：农业生产的丰收与否，和雨雪很有关系。主管农业的官员想知道雨雪下降量，但是如果盛雨雪的容器形状不同，容器里积的雨雪量就大有不同。怎样才能客观地从容器的雨雪量计算出有代表性的雨雪量呢？出这四道题目的目的就在于解决这个难题。因此这四道题最后所问的，都是合平地的雨深或雪厚是多少。从这里可以看出，当时已经知道换算为平地的量，才是有代表性的量。

从算题中还可以看出，当时还没有标准雨量器。“天池”是各地为了预防火灾积蓄雨水的容器，这在当时各州郡都有。它正是我国雨量器的前身，因为它本来就是积雨水的。只是由于是用于防止火灾的，所以形状、容积就没有一定的标准。

明太祖和明仁宗时，政府明令全国各州县要上报雨量，当时曾统一颁发雨量器。在朝鲜曾经发现黄铜雨量器，高一尺，广八寸，并且附有标尺。雨量器的花岗石台基上刻有“测雨台”和“乾隆庚寅五月”等字样。这个公元1770年所制的一个雨量器，应当不是最早的雨量器。

明清两代，州县向中央上报雨水情况的制度，一直保持着。因此现在在故宫里还保留明清两代大量的各地上报雨泽的奏折。这是一笔宝贵的古代气象资料。五、古代天气现象理论？古代气象学还没有形成一门独立的学科，古人的天气现象理论，大多分散在农学、天文、地理甚至军事、医学著作中。

《黄帝内经·素问》卷二中，提出了水分循环和云雨形成的理论。指出“地气上为云，天气下为雨。雨出地气，云出天气”。也就是说云是地气上升所形成的，雨是天气下降所形成的。雨虽然是从天下降，但它却来自地气上升所致；云虽然是地气上升而成，却是天气下降的雨所供应的。东汉王充在《论衡·说日篇》中也有相似的见解：“雨从地上不从天下，见雨从上集，则谓从天下矣，其实地上也。”

西汉董仲舒在他所著《雨雹对》—文中，认为雨滴是由小云滴受风合并变重下降而成的。（“攒聚相合，其体稍重，故雨乘虚而坠。”）他说：“风多则合速，故雨大而疏；风少则合迟，故雨细而密。”意识是说，风大，云滴合并得快，下降的雨滴大而比较疏。风小，云滴合并得慢，使下降的雨滴细而比较密。这种观点和现代的暖云降雨理论是符合的。在雪的形成方面，《春秋说题辞》中认为是水汽凝成的。（“盛阴之气，凝滞为雪。”）董仲舒，东汉许慎、刘熙，宋代朱熹，明代王逵等，认为是云滴或雨滴冷冻结成的。明代杨慎认为是霰或米雪形成的。也就是说，我国古代对雪的形成，有“气体形成说”、“液体形成说”和“固体形成说”三类。就现代气象学关于雪的形成理论看，依旧有这三类看法。

关于雾的形成，《尔雅》中说，“地气发，天不应，曰雾。”就是说，地面水分向上扩散，但是无法充分扩散出去，就成为雾。宋蔡卞在《毛诗名物解》中说，“水气之在天成雾，雾，云之类也。”就是说，水汽在空中可形成雾，雾和云是同一类的东西。

关于雷电现象，在我国古代也有两种理论：一种是“摩擦形成说”，是战国时期慎到首先主张的。他说：“阳与阴夹持，则磨轧有光而为电。”另一种是王充等所主张的“爆炸起电说”。王充在《论衡，雷虚篇》中用“一斗水灌冶铸之火，气激裂，若雷之音矣”来解释雷声是很有道理的。王充对雷电有季节性作了科学解释。他把雷电的季节性出现归结为太阳的热力作用发生变化而形成的：“雷者，太阳之激气也，何以明之？正月阳动，故正月始雷。五月阳盛，故五月雷迅。