星空游戏官方网站中国古代若干天文气象仪器

　　中国古代气象学中有很丰富的天象记录，这是通过天文气象仪器进行观测所取得的。天文气象仪器是人类感觉的延伸，亦是研究日、月、星、辰、云、雨、风、雷的重要工具和手段。天文气象仪器的研制，是天文气象学发展的基础。我国古代天文气象仪器有很多，比如圭表、晷仪、日晷、漏壶、更香、秤漏、浑象、假天等等。

　　很早以前，先民发现影子的变化有一定规律。于是便在平地上直立一根竿子或石柱来观察影子的变化，逐渐形成圭与表，用来度量太阳照射表时所投影子长短。周朝时先民已能立表定向，实际上或可推至更早时期。

　　圭表初期形式为木杆或为石柱，可以用来定方向、节气、时刻、地域等。以表影长度确定节气，是圭表在历法制定中的主要工作内容之一。

　　圭表逐渐发展成日晷，又称“日规”，是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”，垂直地穿过圆盘中心，起着圭表中立竿的作用，因此，晷针又叫“表”。石制的圆盘叫做“晷面”，当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地移动。于是，移动着的晷针影子就好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻。

　　我国风向器的发明很早，商朝时，人们已利用旗上的飘带来观测风向，同时已有四面风的概念。秦朝宫中的观台上有相风铜乌，汉朝承袭下来，汉初称为清台，后来改为灵台，相风铜乌一直使用。在汉、魏、晋这些朝代，相风乌不仅是宫廷用具，也流传到郡县、藩国和民间。晋代皇帝出行，有人举着相风乌走在仪仗队的前头。

　　汉代的风向器也称“铜凤凰”或“铁鸾”，工艺逐渐成熟，仪器状态稳定。汉代建章宫的凤凰阙上装了两个铜凤凰，铜凤凰的下面有转枢。风来的时候，铜凤凰的头会向着风，好像要飞的样子，它类似于今日的风向标。当时尚未见有风级的区分，但是汉代的铜凤凰和相风乌实可认为是近世风速计的最早雏形。

　　观测风不单要观测风向，也观测风力大小。这是因为风力大往往具有破坏性。在唐代，已经开始利用地面物体受风影响所表现的破坏程度来表示风力大小，根据《乙巳占》，当时把风力分为8级，再加上“无风”和“和风”两个级，可合为10级，比近代国际上著名的蒲福风力表早很多年。

　　相风乌及各种测风仪器不仅用于我国陆地，也广泛用于江河和海上水路交通，还可能远播国外。欧洲人最早的候风鸡，是竖在教堂上的“圣彼得天鸡”，出现于公元12世纪。

　　我国是最早发明测湿仪器的国家。古代典籍中早有记载。在《史记》中曾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》中指出，这个仪器的挂炭一端升降的意义为：天气干燥了，炭就轻；天气潮湿了，炭就重。这算是我国最早的测量湿度的仪器。

　　除了上面天平式的测湿仪器外，还有其他形式。汉代就有人利用琴弦感应湿度的原理预测晴雨。东汉王充在《论衡》中曾经谈到，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。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，以验空气干湿。黄履庄也研制成功了“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。元末明初娄元礼在《田家五行》一书中也说：如果质量很好的干洁弦线忽然自动变松、变宽了，那是因为琴床潮湿的缘故；出现这种现象，预示着天将阴雨。

　　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”等记载。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统治阶级重视上报雨量。在秦代，我国已经有“报雨泽”制度。1975年考古发现《秦律十八种》的竹简，其中《田律》里规定星空游戏官方网站，凡下得及时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。东汉政府也曾经要求所辖各郡国在从立春到立秋整个作物生长期间，向中央报告雨水情况。明代从洪武年间（公元14世纪后半叶）开始，就很重视测雨，要求全国州县的负责官吏按月向中央上报雨水情况。

　　南宋秦九韶不但是一位伟大的数学家，而且是一位农业气象学家，首创精密测算一地雨量、雨水深、雪量、雪深方法。他在《数书九章》序文中明确说：农业生产的丰收与否，和雨量、雪量很有关系，所以其观测很重要。《数学九章》卷四中列有4道有关降水的算题，分别为“天池测雨”“圆罂测雨”“峻积验雪”“竹器验雪”，这四道题所问的，都是降水折算成平地的雨深或雪厚是多少。从这里可以看出，当时人们已经知道平地的降水量才有代表性。在宋代，每一省、每一都会城市皆有测雨器的设置，而且以尺、寸、分寸为雨量的单位，以测定雨量的多少，推算某地点的降水量和某地区的面积降水量。

　　这些精巧的气象仪器，展现了我国古代科学家和劳动人民的聪明才智，反映了我国古代气象学的较高成就，其中有很多智慧和知识值得后人学习和研究。