氣象學(xué)在中國(guó)有極為悠久的歷史。無(wú)論是最初的穴居巢宿、采摘獵捕,還是后來(lái)的擇地建屋、刀耕火種,以及再后的封邦建國(guó)、鋒矢商旅,都離不開對(duì)天氣的依賴。那么,先人是如何參透瞬息萬(wàn)變的天象機(jī)密的?
最早的天氣預(yù)報(bào)與伏羲創(chuàng)立的八卦有關(guān)。受八卦影響,商朝對(duì)各種天氣的記錄和預(yù)測(cè)十分重視。在殷都安陽(yáng)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(shí)間,同時(shí),巫師通過(guò)占卜預(yù)測(cè)未來(lái)的天氣。民間賦予風(fēng)、雨、雷等自然現(xiàn)象神性,以祭祀的方式,祈禱風(fēng)調(diào)雨順、五谷豐登。這種迷信活動(dòng),是對(duì)天氣的主觀臆測(cè),缺乏可靠的科學(xué)依據(jù)。
隨著時(shí)間的推移,古人開始對(duì)天氣進(jìn)行初級(jí)探索和思考,并在漢代取得了進(jìn)步。《淮南子·天文訓(xùn)》首次提出了一年分為二十四節(jié)氣,這種方法至今仍然發(fā)揮重要作用。董仲舒在《雨雹對(duì)》中,認(rèn)為水汽“攢聚相合,其體稍重,故雨乘虛而墜。風(fēng)多則合速,故雨大而疏。風(fēng)少則合遲,故雨細(xì)而密?!彼忉屃擞甑某梢?,以及雨量與風(fēng)有關(guān)。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(tái),負(fù)責(zé)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(xué)家張衡曾擔(dān)任過(guò)這個(gè)職務(wù)。他用易經(jīng)和義理、象數(shù)推導(dǎo)《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(fēng)銅鳥”,也是世界上第一臺(tái)測(cè)風(fēng)向的儀器。
成書于西漢的《黃帝內(nèi)經(jīng)》還記錄了氣候?qū)Υ蟮氐挠绊懀骸肮试飫賱t地干,暑勝則地?zé)?,風(fēng)勝則地動(dòng),濕勝則地泥,寒勝則地裂,火勝則地固矣?!睘榇耍傩諏iT設(shè)置一個(gè)銅瓶,以水為媒介,通過(guò)觀察水的變化,“睹瓶中之冰,而知天下之寒”。這被認(rèn)為是世界上最原始的溫度計(jì)。
除了溫度計(jì),還有濕度儀?!痘茨献印吩疲骸皯矣鹋c炭,而知燥濕之氣?!本褪抢锰亢陀鹈珜?duì)濕度不同的敏感度,制作濕度儀。對(duì)濕度的觀測(cè)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(guò)觀察生物習(xí)性的改變,以及琴弦的松緊,來(lái)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(yuǎn)在《南越志》中首次提出了“颶風(fēng)”的概念,這個(gè)詞至今仍在使用。唐代天文學(xué)家李淳風(fēng)根據(jù)風(fēng)對(duì)樹木的影響和損壞,將風(fēng)分為動(dòng)葉、鳴條、搖枝、墮葉、折小枝、折大枝、折木飛砂石、拔樹及根8級(jí)。1000年以后,13級(jí)風(fēng)力標(biāo)準(zhǔn)才在英國(guó)出現(xiàn)。
同是唐朝,文人黃子發(fā)總結(jié)以往天氣預(yù)報(bào)的經(jīng)驗(yàn),編寫了《相雨書》。他認(rèn)為:“日入方雨時(shí),觀云有五色,黑赤并見者,雨即止。黃白者風(fēng)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(shí)至今日,這一方法依舊具有實(shí)用價(jià)值。
《夢(mèng)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(fēng)、雹之形狀、垂直氣候帶等現(xiàn)象,推動(dòng)了當(dāng)時(shí)的氣象研究發(fā)展。南宋秦九韶則分別用“天池測(cè)雨”“圓罌測(cè)雨”“峻積驗(yàn)雪”和“竹器驗(yàn)雪”等方法測(cè)量雨雪量。繪制于14世紀(jì)的《白猿獻(xiàn)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(shuō)明文字,對(duì)照當(dāng)時(shí)的實(shí)際天氣變化就可以進(jìn)行天氣預(yù)報(bào),其絕大部分原理與現(xiàn)代氣象學(xué)大致相符。
到了清代,氣象知識(shí)和技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展,如發(fā)明了人工消雹技術(shù)、制定了全國(guó)雨澤奏報(bào)制度等,但這已是傳統(tǒng)科學(xué)的尾聲了。隨著西方科學(xué)大規(guī)模傳入中國(guó),西方氣象學(xué)開啟了對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)氣象學(xué)的替代進(jìn)程。在更加先進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)面前,古代的天氣預(yù)測(cè)成為經(jīng)驗(yàn)層面的知識(shí)和技術(shù)。盡管如此,古人的智慧和科學(xué)探索精神仍值得贊揚(yáng),因?yàn)檫@才是人類不斷進(jìn)步的源泉。