氣象學在中國有極為悠久的歷史。無論是最初的穴居巢宿、采摘獵捕,還是后來的擇地建屋、刀耕火種,以及再后的封邦建國、鋒矢商旅,都離不開對天氣的依賴。那么,先人是如何參透瞬息萬變的天象機密的?
最早的天氣預報與伏羲創(chuàng)立的八卦有關。受八卦影響,商朝對各種天氣的記錄和預測十分重視。在殷都安陽出土的甲骨文,有“壬申雪,止雨酉晝;己卯雹,乙酉大雨”的文字,記錄了雨雪起止的時間,同時,巫師通過占卜預測未來的天氣。民間賦予風、雨、雷等自然現(xiàn)象神性,以祭祀的方式,祈禱風調雨順、五谷豐登。這種迷信活動,是對天氣的主觀臆測,缺乏可靠的科學依據(jù)。
隨著時間的推移,古人開始對天氣進行初級探索和思考,并在漢代取得了進步?!痘茨献印ぬ煳挠枴肥状翁岢隽艘荒攴譃槎墓?jié)氣,這種方法至今仍然發(fā)揮重要作用。董仲舒在《雨雹對》中,認為水汽“攢聚相合,其體稍重,故雨乘虛而墜。風多則合速,故雨大而疏。風少則合遲,故雨細而密?!彼忉屃擞甑某梢颍约坝炅颗c風有關。這一解釋與現(xiàn)代的降雨理論基本相符。
成立于漢朝的欽天監(jiān),類似于現(xiàn)在的氣象站和天文臺,負責觀察星象、推算節(jié)氣、制定歷法。欽天監(jiān)由太史令掌管,東漢科學家張衡曾擔任過這個職務。他用易經(jīng)和義理、象數(shù)推導《靈憲》,將古代的天文和氣象研究推向了新的高度。他研發(fā)的“相風銅鳥”,也是世界上第一臺測風向的儀器。
成書于西漢的《黃帝內(nèi)經(jīng)》還記錄了氣候對大地的影響:“故燥勝則地干,暑勝則地熱,風勝則地動,濕勝則地泥,寒勝則地裂,火勝則地固矣?!睘榇耍傩諏iT設置一個銅瓶,以水為媒介,通過觀察水的變化,“睹瓶中之冰,而知天下之寒”。這被認為是世界上最原始的溫度計。
除了溫度計,還有濕度儀。《淮南子》云:“懸羽與炭,而知燥濕之氣?!本褪抢锰亢陀鹈珜穸炔煌拿舾卸龋谱鳚穸葍x。對濕度的觀測不止于此,王充在《論衡》中記錄:“天且雨,螻蟻徙,蚯蚓出,琴弦緩……”即通過觀察生物習性的改變,以及琴弦的松緊,來判斷空氣中濕度的高低。
漢朝之后,古代天氣系統(tǒng)基本成型,且仍在繼續(xù)完善。南朝宋人沈懷遠在《南越志》中首次提出了“颶風”的概念,這個詞至今仍在使用。唐代天文學家李淳風根據(jù)風對樹木的影響和損壞,將風分為動葉、鳴條、搖枝、墮葉、折小枝、折大枝、折木飛砂石、拔樹及根8級。1000年以后,13級風力標準才在英國出現(xiàn)。
同是唐朝,文人黃子發(fā)總結以往天氣預報的經(jīng)驗,編寫了《相雨書》。他認為:“日入方雨時,觀云有五色,黑赤并見者,雨即止。黃白者風多雨少。青黑雜者,雨隨之,必滂沛流潦。”根據(jù)云色變化,可以判斷雨量的大小。時至今日,這一方法依舊具有實用價值。
《夢溪筆談》是北宋綜合性筆記體著作,涉及閃電、雷斧、虹、羊角旋風、雹之形狀、垂直氣候帶等現(xiàn)象,推動了當時的氣象研究發(fā)展。南宋秦九韶則分別用“天池測雨”“圓罌測雨”“峻積驗雪”和“竹器驗雪”等方法測量雨雪量。繪制于14世紀的《白猿獻三光圖》,保存了132幅云圖,比歐洲的云圖早了500多年,是世界上現(xiàn)存最早的云圖集。每幅云圖以日月星辰為背景,根據(jù)云的特征,配以說明文字,對照當時的實際天氣變化就可以進行天氣預報,其絕大部分原理與現(xiàn)代氣象學大致相符。
到了清代,氣象知識和技術有了進一步的發(fā)展,如發(fā)明了人工消雹技術、制定了全國雨澤奏報制度等,但這已是傳統(tǒng)科學的尾聲了。隨著西方科學大規(guī)模傳入中國,西方氣象學開啟了對中國傳統(tǒng)氣象學的替代進程。在更加先進的現(xiàn)代科學技術面前,古代的天氣預測成為經(jīng)驗層面的知識和技術。盡管如此,古人的智慧和科學探索精神仍值得贊揚,因為這才是人類不斷進步的源泉。