导语：

我国地处气候复杂多变的中纬度地区，降水量年际变化很大，气象灾害发生频繁。同时，由于我国传统农业生产抗御自然灾害能力较差，气象灾害对农业生产的影响十严重。因此，及时、准确的预测农业气象灾害就显得非常重要，提前知道灾害的到来，就可以提前做好预防工作，在一定程度上减轻灾害所造成的损失。从而保证农业生持续、稳定发展。

为了掌握各种气象规律，更好的安排农业生产，以便于预防气象灾害的发生，不但需要定性地总结观天经验，更重要的是需要设法解决对气象现象定量观测问题。我国古代的劳动人民发明创造了许多观测气象的仪器，包括量雨器、湿度计、测风器……等等，这些发明创造充分展示了古人的抗灾智慧。虽然有些仪器目前难以考察其创造、使用的具体过程，但通过史料记载，我们可以确定很多气象仪器在我国出现的时间是领先于世界上其他国家的。

下面，我们就来看看古代天气度量器具的应用和发展，以及它们对防灾减灾的影响。

气象对农业有着巨大影响

一、雨雪测报的作用及其发展

1、量测雨水量对农业发展的重要作用

降水量的多少直接关系到农业生产是否能够顺利进行，决定着旱涝丰歉。自古以来，我国对降水情况就十分重视。发明了许多测量降水量的方法，其中使用最为广泛的观测方法就是在某一测量地点水平安装一个具有一定承雨口径的雨量器或雨量计，直接计量降水的数量和时间，并以该地点的降水代表其邻近的一定范围内的降水，降雪和降雹的水量则是指其融化后的水当量。

雨雪测量器具在我国出现较早，并在历史时期的灾害预防中显现出积极的作用，正如竺可祯先生所说:

“要而言之，则测量雨量实为救济水旱灾荒之惟一入手方法。因不然，则不知该地之适合于何种农产，遑论其他。”……“实测各州县历年之雨量，洞悉各种农产水量需要之多寡，然后因地则相宜之农产而种植之，使季候不致失时，旱潦不致常见是也。”

作为灾害预防的重要手段之一，测报雨雪的制度也很早就在我国出现，并从秦汉时期一直延续到明清时期。自秦代起有了降雨观测，并开始有了由地方向中央上报降雨量的规定。据1975年在湖北云梦县睡地，虎秦墓出土的秦代竹简《秦律十八种·田律》记载的大意如下:

下及时雨和谷物抽穗，应即书面报告受雨、抽穗的顷数和已开垦而未耕种田地顷数。禾稼生长期下雨，也要立即报告降雨量和受益田地顷数。如有旱灾、暴风雨、涝灾、蝗虫及其他虫害等损伤了禾稼，也要报告受灾顷数。距离近的县，由走得快的人专送报告，距离远的县由驿站传送，在八月底以前送达。

《秦律十八种》书简

2、雨水测量器具和测量制度的发展

秦代的观测还比较粗糙只是观察降雨情况，并不测量降水量。我国历史上关于测量降水量的最早明确记载，见于宋淳裕七年，南宋数学家秦九韶所著《数书九章》中有四道数学题都涉及到降水量的测量，并载有“天池测雨”、“圆罂测雨”、“峻积验雪”、“竹器验雪”的具体计算方法。

比如“天池测雨”：问今州郡都有天池盆，以测雨水。但知以盆中之水为得雨之数，不知器形不同，则受雨多少亦异，未可以所测，便为平地得雨之数。假令盆口径二尺八寸，底径一尺二寸，深一尺八寸，接雨水深九寸，欲求平地降雨几何?答曰，平地降雨三寸。”

除此之外，《数书九章》中还列有根据不同观测容器形状和积雨、积雪尺寸，来计算平地实际雨深和雪深的算例。说明当时全国已有“天池盆”、“圆婴”等雨量器来测算雨量，但未统一标准且不够精确，所观测的雨量数据也未保存下来。其他国家的雨量器最早出现于十七世纪中叶，1639年意大利人卡斯太里制作出雨量器，1663年雷恩和胡克发明了翻斗式自记雨量计，可见中国使用雨量器的历史要比西欧早三、四百年。

秦九韶的《数书九章》

自从南宋开始观测降水量后，之后各个朝代基本上都在继续。明洪武十八年，明朝政府在南京鸡鸣山建立观象台，进行降雨量观测。明万历《上元县志》载:

“国朝于山巅置仪表，以测玄纬，名观象台，更名钦天山。”

明永乐二十二年，明廷重申测报雨量的制度。据顾炎武《日知录》记述:

“洪武中，令天下州县长吏，月奏雨泽。盖古者龙见而雩，《春秋》三书，不雨之意也。承平日久，率视为不急之务。永乐二十二年十月，通政司请以四方雨泽奏章送给事中收贮。”

清代乾隆年间，雨量器又有了新的改进，就是在雨量器上刻有标尺。其形状为圆柱体，置于测雨台上。圆柱体容积大，目前世界统一的雨量器即为圆柱形。在朝鲜曾经发现过这种雨量器，上面刻有“测雨二”和“乾隆庚寅五月”等字样。

设置雨量站点收集降水是世界各国一直沿用的正规观测方法。时至今日，降水量观测作为灾害预防的重要手段之一仍然被沿用和重视。中国近代的雨量观测记录始于1841年，随着科技的进步，雨量观测站的重要性也愈来愈明显。水文、防汛部门布设了大量的雨量观测站，仅淮河流域内的雨量测站总数已达2028个。这是科技进步的结果，同时也是对传统习惯的延续。

古代建造的测雨台

二、其他气象观测仪器与防灾

除了雨雪测量器具以外，其他许多气象观测仪器，如湿度计、测风仪等也都能有效的预知未来天气变化。我国古代劳动人民充分利用这些气象观测仪器，合理安排生活、生产，有效的避免了许多气象灾害给农业带来的破坏。

1、湿度计

人们最早发现的对大气湿度反应敏感，且以此预测天气变化的物体是琴弦。

《淮南子·本经训》说:“风雨之变可以音律知之”。

大气湿度影响琴瑟，使其音律发生变化，古人们借此推断风雨变化情况。东汉王充在《论衡·变动篇》里也提到:

“天且雨，琴弦缓”。

这说明当时的人们已经发现空气湿度与琴弦张力变化的关系规律，这一发现为后来发明毛发湿度计奠定了基础。

《淮南子》提到了许多气象测量装置

西汉时，我国已经出现了天平式湿度计，这种湿度计在天平的两端分别放置两种对大气湿度敏感性不同的物体一一土和木炭。

正所谓：“燥故炭轻，湿故炭重。”

木炭的对湿气的敏感性要大于土，当空气干燥时，木炭里的水分很容易蒸发掉而变得轻，当空气湿度增大时，木炭吸收空气中的水分而变得重，由此便可测知空气的湿度。

此外羽毛也有类似于木炭的性质：

《淮南子·说山训》说:“悬羽与炭而知燥湿之气”。

这是我国最早记载的湿度计，比欧洲达芬奇设计的湿度计要早一千多年。明朝中期，民间青年技艺家黄履庄创制出“验燥湿器”:

“验燥湿器。内有一针，能左右旋，燥则左旋，湿则右旋，毫发不爽，并可预证阴晴。”

这表明我国古代对空气湿度变化的重要性有了一定的认识，并在此基础上不断地进行探索研究，究其原因，还是在于空气的干湿度可以预知未来几天的天气，对农业生产有着重要的启示。

现代工艺制作的毛发湿度计

2、测风器。

测风器在我国出现较早，关于测风的仪器在汉代已有多种记述。

一种是“伣”：

《淮南子·齐俗训》记载:“伣之见风，无须臾之间定矣!”

这是一种用帛条或鸟羽系在竿子上，见风飘动，以示风向的仪器。

还有一种叫“綄 ”，可能是同“伣”类似的仪器。：

后汉高诱曰:“綄，候风者也，世所谓五两。”

类似这样的仪器，唐代时还有改进，这就是五代时王仁裕在《开元天宝遗事》中提到的“相风旗”，书中写道:

“五王宫中，各于庭中竖长竿，挂五色旗于竿头，旗之四垂缀以小金铃。即使侍从者，视旗所向，可以知四方之风也。”

这些“相风旗”测量风向十分有效，但却无法测知风力。历史上流传最远、使用最广的测风器是“相风乌”，一般是用木或铜制成乌形，置于竿上，其头指风向、测风，“相风乌”出现得也很早。有明确记载的如《三辅黄图》中的铜凤凰、东汉时期的相风铜乌等。

相风乌

唐朝李淳风在《乙巳占》中对“相风乌”运作原理作了较明确的说明:

“凡候风者，必于高回平原，立五丈长竿，以鸡羽八两为葆，属于竿上以候风。风吹羽葆平直则占。亦可于竿首作盘，盘上作木乌三足，两足连上而外立，一足系羽下而内转，风来乌转回首向之，乌口衔花，花旋则占之。”

利用相风乌不仅能观测风向，而且根据风的观测还可作出天气预报，古代漕运行船需要借助风力，因此掌握风向非常重要。有经验的船工可以借此知道什么时候行船，该如何调节船的行驶速度等等，更重要的是能够规避极端大风天气给船只和人员造成损伤。

除了制造仪器，古人对大自然的观察也非常仔细，唐朝李淳风在《乙巳占·占风远近法》中还有关于利用树的形态来判断风的速度和远近的相关记载。书中根据树木受风的影响而带来的变化和损坏程度把风力的大小定为八级:

“凡风动，初迟后疾，其来远;初急后缓，其发近。凡风动叶十里，鸣条百里，摇枝二百里，堕叶三百里，折小枝四百里，折大枝五百里……”

依据树木的形态来推测风力的大小，虽然不够准确，但也具有重要的参考价值，是一种非常有创意的想法，古人观察自然和总结规律这一方面的智慧由此可见一斑。

古代各式各样的测风仪器

结语：

庄稼的收成关系到国计民生，不可不重视。作为一个农耕民族，我国历史上对农业灾害的防治是不遗余力的。对天气状况的预测可以知道人们正确地进行农业劳作，避免极端天气所造成的经济损失。

量雨器、湿度计和测风器这些天气度量仪器的使用可以帮助人们更加准确的预测天气，给人们带来了极大的便利。农业气象的定量观测是我国农业发展“科技树”上的一个重要分支，气象观测的发展不但体现在器具上，还体现在制度上。不断更新换代的观测仪器和观测制度体现出了古人对气象观测的充分重视，同时也展现出了古代劳动人民的在总结自然规律、发明创造和防灾减灾等方面的智慧。对如今的农业和气象学的发展也有重要的参考价值。