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古代气象观测仪器真奇妙!
发布时间:2019-07-18 阅读:80
    中国古代的气象观测仪器不但体现了丰富的科学性,并且大多外形精美,构造精巧。这体现出古代先民对科技的探索和对生活美的追求,值得我们今天继续学习和发扬。本文古代气象观测仪器按照主要功能分为候风、观雨、测湿、避雷四大类,并择取具有代表性的古代气象观测仪器与大家一起分享。
    候风
    正风向和风速的测定,不论对于工农业生产,还是在军事、交通上,都非常重要。我国古代虽然缺少现代化的气象仪器来观测风向和风速,但是人们非常清楚观测风向风速的重要性,并想尽办法发明一些简单的工具和仪器来测风。早在公元132年,东汉时期著名天文学家张衡便发明了相风铜乌测风器。《汉书》中也有记载: “建章宫南有玉堂璧内三层,台高三十丈,玉堂内殿十二内阶陛(十二层台阶),皆玉为之,铸铜凤(用青铜铸凤凰),高五尺,饰黄金,栖屋上,下有转枢,向风若翔(迎着风吹来,头对着风,展翅欲飞)。”
    有了候风的观测仪器之后,中国古代更加注重对风力、风向的观测和记录。唐代杰出的天文学家、数学家、道学家李淳风便是其中翘楚,更是世界上第一个给风力定级的人。
    观雨
    我国作为农业大国,从古至今对降水都非常的关注。《后汉书•礼仪志》记载东汉关于上报雨量的规定:“自立春至立夏尽立秋,郡国上雨泽。”而这时各种观测记录雨量的仪器便应运而生。宋代著名数学家秦九韶在其著作《数书九章》中曾有记载当时全国“州郡都有天池盆以测雨水” ,并有计算降雨量和降雪量,计算量雨器和量雪器的容积之类的数学问题,这也从侧面反映了当时气象观测仪器的发展。
    《数书九章》第三、第四卷记载了“天池测雨,圆罂测雨,峻积验雪,竹器验雪”。这里提到圆罂,也是一种很奇妙的测雨器。根据相关数据记载,元罂是一种圆口器皿,用测量体积的方法计算降水量。
    而到了清代,人们愈加重视降水量的观测。康熙、乾隆时期更是先后向全国颁发量雨器。在朝鲜,曾经发现过一个乾隆庚寅年(1770)所制造的量雨器,高一尺,广八寸,并用标尺,测量雨水多少,为黄铜所制。
    测湿
    大气里湿度的变化是和天气的变化密切相关的,大气里面水气含量比较高的时候,往往会变阴降水,所以大气湿度的含量的变化是影响生活和生产的重要因素,中国古代人民在关注风和雨的时候也非常注意通过测量空气的湿度来预测天气的变化。
    早在汉代就有天平式湿度计,用悬炭来测空气中的湿度是zui早记载的湿度计。在天平的两头分别放上相同重量土和炭,当空气潮湿时,炭也变得越来越重,天平便会倾斜。《淮南子》中有记载: 《泰族训》“湿之至也,莫见其形而炭已重矣!” 由于土也会受到空气湿度影响,后来又逐渐换成铁块。这在《汉书•李寻传》中,唐代大儒颜师古曾做过这样的注释:“悬土炭也,以铁易土耳。先冬夏至,悬铁炭于衡,各一端,令适停。冬,阳气至, 炭仰而铁低;夏,阴气至,炭低而铁仰,以此候二至也。”
    除了用铁,用炭这样的不同的对湿度敏感之物外,古人还曾尝试使用琴弦来感知空气湿度。因为当时的琴弦往往是用动物的毛皮所做制,有的用毛发有的用毛皮,这种材质比较容易受到空气湿度的影响。王充在《论衡•变动》也有这样的记载:“天且(将)雨,琴弦缓。” 天将要下雨的时候,空气湿度大,琴弦会变得迟缓。
    避雷
    法国旅行家卡勃里欧别•戴马甘兰1688年所著《中国新事》曾记载:中国屋脊的两头,都会有一个仰起的龙头。龙口吐出曲折的金属舌头,伸向天空,舌根连结一根细的铁丝,直通地下。这种奇妙的装置,在发生雷电的时刻就大显神通,若雷电击中了屋宇,电流就会从龙舌沿眼睛行至地底,避免雷电击毁建筑物。
    除了这个具备现代意义的清代避雷系统之外,宋元明清的建筑物也多用“雷公柱” 等以避雷。在古建筑中,避雷装置通常有三种形式:一是亭阁上的宝顶及佛塔的塔刹下面设雷公柱;二是牌坊等建筑的高架柱处设雷公柱;三是殿堂顶屋脊两端的正吻下面设置雷公柱。中国古代建筑上的避雷装置,在结构和原理上已和现代避雷针基本相似。









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