導語：
我國地處氣候複雜多變的中緯度地區，降水量年際變化很大，氣象災害發生頻繁。同時，由於我國傳統農業生產抗禦自然災害能力較差，氣象災害對農業生產的影響十嚴重。因此，及時、準確的預測農業氣象災害就顯得非常重要，提前知道災害的到來，就可以提前做好預防工作，在一定程度上減輕災害所造成的損失。從而保證農業生持續、穩定發展。
為了掌握各種氣象規律，更好的安排農業生產，以便於預防氣象災害的發生，不但需要定性地總結觀天經驗，更重要的是需要設法解決對氣象現象定量觀測問題。我國古代的勞動人民發明創造了許多觀測氣象的儀器，包括量雨器、溼度計、測風器……等等，這些發明創造充分展示了古人的抗災智慧。雖然有些儀器目前難以考察其創造、使用的具體過程，但通過史料記載，我們可以確定很多氣象儀器在我國出現的時間是領先於世界上其他國家的。
下面，我們就來看看古代天氣度量器具的應用和發展，以及它們對防災減災的影響。
氣象對農業有著巨大影響
一、雨雪測報的作用及其發展
1、量測雨水量對農業發展的重要作用
降水量的多少直接關係到農業生產是否能夠順利進行，決定著旱澇豐歉。自古以來，我國對降水情況就十分重視。發明了許多測量降水量的方法，其中使用最為廣泛的觀測方法就是在某一測量地點水平安裝一個具有一定承雨口徑的雨量器或雨量計，直接計量降水的數量和時間，並以該地點的降水代表其鄰近的一定範圍內的降水，降雪和降雹的水量則是指其融化後的水當量。
雨雪測量器具在我國出現較早，並在歷史時期的災害預防中顯現出積極的作用，正如竺可禎先生所說:
“要而言之，則測量雨量實為救濟水旱災荒之惟一入手方法。因不然，則不知該地之適合於何種農產，遑論其他。”……“實測各州縣歷年之雨量，洞悉各種農產水量需要之多寡，然後因地則相宜之農產而種植之，使季候不致失時，旱潦不致常見是也。”
作為災害預防的重要手段之一，測報雨雪的制度也很早就在我國出現，並從秦漢時期一直延續到明清時期。自秦代起有了降雨觀測，並開始有了由地方向中央上報降雨量的規定。據1975年在湖北雲夢縣睡地，虎秦墓出土的秦代竹簡《秦律十八種·田律》記載的大意如下:
- 下及時雨和穀物抽穗，應即書面報告受雨、抽穗的頃數和已開墾而未耕種田地頃數。禾稼生長期下雨，也要立即報告降雨量和受益田地頃數。如有旱災、暴風雨、澇災、蝗蟲及其他蟲害等損傷了禾稼，也要報告受災頃數。距離近的縣，由走得快的人專送報告，距離遠的縣由驛站傳送，在八月底以前送達。
《秦律十八種》書簡
2、雨水測量器具和測量制度的發展
秦代的觀測還比較粗糙只是觀察降雨情況，並不測量降水量。我國曆史上關於測量降水量的最早明確記載，見於宋淳裕七年，南宋數學家秦九韶所著《數書九章》中有四道數學題都涉及到降水量的測量，並載有“天池測雨”、“圓罌測雨”、“峻積驗雪”、“竹器驗雪”的具體計算方法。
比如“天池測雨”：問今州郡都有天池盆，以測雨水。但知以盆中之水為得雨之數，不知器形不同，則受雨多少亦異，未可以所測，便為平地得雨之數。假令盆口徑二尺八寸，底徑一尺二寸，深一尺八寸，接雨水深九寸，欲求平地降雨幾何?答曰，平地降雨三寸。”
除此之外，《數書九章》中還列有根據不同觀測容器形狀和積雨、積雪尺寸，來計算平地實際雨深和雪深的算例。說明當時全國已有“天池盆”、“圓嬰”等雨量器來測算雨量，但未統一標準且不夠精確，所觀測的雨量數據也未保存下來。其他國家的雨量器最早出現於十七世紀中葉，1639年意大利人卡斯太裡製作出雨量器，1663年雷恩和胡克發明了翻鬥式自記雨量計，可見中國使用雨量器的歷史要比西歐早三、四百年。
秦九韶的《數書九章》
自從南宋開始觀測降水量後，之後各個朝代基本上都在繼續。明洪武十八年，明朝政府在南京雞鳴山建立觀象臺，進行降雨量觀測。明萬曆《上元縣誌》載:
“國朝于山巔置儀表，以測玄緯，名觀象臺，更名欽天山。”
明永樂二十二年，明廷重申測報雨量的制度。據顧炎武《日知錄》記述:
“洪武中，令天下州縣長吏，月奏雨澤。蓋古者龍見而雩，《春秋》三書，不雨之意也。承平日久，率視為不急之務。永樂二十二年十月，通政司請以四方雨澤奏章送給事中收貯。”
清代乾隆年間，雨量器又有了新的改進，就是在雨量器上刻有標尺。其形狀為圓柱體，置於測雨臺上。圓柱體容積大，目前世界統一的雨量器即為圓柱形。在朝鮮曾經發現過這種雨量器，上面刻有“測雨二”和“乾隆庚寅五月”等字樣。
設置雨量站點收集降水是世界各國一直沿用的正規觀測方法。時至今日，降水量觀測作為災害預防的重要手段之一仍然被沿用和重視。中國近代的雨量觀測記錄始於1841年，隨著科技的進步，雨量觀測站的重要性也愈來愈明顯。水文、防汛部門佈設了大量的雨量觀測站，僅淮河流域內的雨量測站總數已達2028個。這是科技進步的結果，同時也是對傳統習慣的延續。
古代建造的測雨臺
二、其他氣象觀測儀器與防災
除了雨雪測量器具以外，其他許多氣象觀測儀器，如溼度計、測風儀等也都能有效的預知未來天氣變化。我國古代勞動人民充分利用這些氣象觀測儀器，合理安排生活、生產，有效的避免了許多氣象災害給農業帶來的破壞。
1、溼度計
人們最早發現的對大氣溼度反應敏感，且以此預測天氣變化的物體是琴絃。
《淮南子·本經訓》說:“風雨之變可以音律知之”。
大氣溼度影響琴瑟，使其音律發生變化，古人們藉此推斷風雨變化情況。東漢王充在《論衡·變動篇》裡也提到:
“天且雨，琴絃緩”。
這說明當時的人們已經發現空氣溼度與琴絃張力變化的關係規律，這一發現為後來發明毛髮溼度計奠定了基礎。
《淮南子》提到了許多氣象測量裝置
西漢時，我國已經出現了天平式溼度計，這種溼度計在天平的兩端分別放置兩種對大氣溼度敏感性不同的物體一一土和木炭。
正所謂：“燥故炭輕，溼故炭重。”
木炭的對溼氣的敏感性要大於土，當空氣乾燥時，木炭裡的水分很容易蒸發掉而變得輕，當空氣溼度增大時，木炭吸收空氣中的水分而變得重，由此便可測知空氣的溼度。
此外羽毛也有類似於木炭的性質：
《淮南子·說山訓》說:“懸羽與炭而知燥溼之氣”。
這是我國最早記載的溼度計，比歐洲達芬奇設計的溼度計要早一千多年。明朝中期，民間青年技藝家黃履莊創制出“驗燥溼器”:
“驗燥溼器。內有一針，能左右旋，燥則左旋，溼則右旋，毫髮不爽，並可預證陰晴。”
這表明我國古代對空氣溼度變化的重要性有了一定的認識，並在此基礎上不斷地進行探索研究，究其原因，還是在於空氣的乾溼度可以預知未來幾天的天氣，對農業生產有著重要的啟示。
現代工藝製作的毛髮溼度計
2、測風器。
測風器在我國出現較早，關於測風的儀器在漢代已有多種記述。
一種是“俔”：
《淮南子·齊俗訓》記載:“俔之見風，無須臾之間定矣!”
這是一種用帛條或鳥羽系在竿子上，見風飄動，以示風向的儀器。
還有一種叫“綄 ”，可能是同“俔”類似的儀器。：
後漢高誘曰:“綄，候風者也，世所謂五兩。”
類似這樣的儀器，唐代時還有改進，這就是五代時王仁裕在《開元天寶遺事》中提到的“相風旗”，書中寫道:
“五王宮中，各於庭中豎長竿，掛五色旗於竿頭，旗之四垂綴以小金鈴。即使侍從者，視旗所向，可以知四方之風也。”
這些“相風旗”測量風向十分有效，但卻無法測知風力。歷史上流傳最遠、使用最廣的測風器是“相風烏”，一般是用木或銅製成烏形，置於竿上，其頭指風向、測風，“相風烏”出現得也很早。有明確記載的如《三輔黃圖》中的銅鳳凰、東漢時期的相風銅烏等。
相風烏
唐朝李淳風在《乙巳佔》中對“相風烏”運作原理作了較明確的說明:
“凡候風者，必於高回平原，立五丈長竿，以雞羽八兩為葆，屬於竿上以候風。風吹羽葆平直則佔。亦可於竿首作盤，盤上作木烏三足，兩足連上而外立，一足系羽下而內轉，風來烏轉回首向之，烏口銜花，花旋則佔之。”
利用相風烏不僅能觀測風向，而且根據風的觀測還可作出天氣預報，古代漕運行船需要藉助風力，因此掌握風向非常重要。有經驗的船工可以藉此知道什麼時候行船，該如何調節船的行駛速度等等，更重要的是能夠規避極端大風天氣給船隻和人員造成損傷。
除了製造儀器，古人對大自然的觀察也非常仔細，唐朝李淳風在《乙巳佔·佔風遠近法》中還有關於利用樹的形態來判斷風的速度和遠近的相關記載。書中根據樹木受風的影響而帶來的變化和損壞程度把風力的大小定為八級:
“凡風動，初遲後疾，其來遠;初急後緩，其發近。凡風動葉十里，鳴條百里，搖枝二百里，墮葉三百里，折小枝四百里，折大枝五百里……”
依據樹木的形態來推測風力的大小，雖然不夠準確，但也具有重要的參考價值，是一種非常有創意的想法，古人觀察自然和總結規律這一方面的智慧由此可見一斑。
古代各式各樣的測風儀器
結語：
莊稼的收成關係到國計民生，不可不重視。作為一個農耕民族，我國曆史上對農業災害的防治是不遺餘力的。對天氣狀況的預測可以知道人們正確地進行農業勞作，避免極端天氣所造成的經濟損失。
量雨器、溼度計和測風器這些天氣度量儀器的使用可以幫助人們更加準確的預測天氣，給人們帶來了極大的便利。農業氣象的定量觀測是我國農業發展“科技樹”上的一個重要分支，氣象觀測的發展不但體現在器具上，還體現在制度上。不斷更新換代的觀測儀器和觀測制度體現出了古人對氣象觀測的充分重視，同時也展現出了古代勞動人民的在總結自然規律、發明創造和防災減災等方面的智慧。對如今的農業和氣象學的發展也有重要的參考價值。
現代氣象裝置
（全文完）
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