氣象觀測，中國古代怎么做？

游北

上古時期，先民們在對天地萬物的探索中，產生了女媧補天、大禹治水、后羿射日、愚公移山等等神話故事，先民們用神話來歌頌與天斗其樂無窮的英雄主義精神，從這些神話中不難看出，古人對于自然氣象已經有了一定的認識。對于農耕民族來說，四季的變遷，氣候的變化與日常生活息息相關，特別是對農耕生產活動至關重要。竺可楨先生在《中國過去在氣象學上的成就》里曾經提到過：“氣象學是人類在生產斗爭中最迫切、最需要、最基本的一種知識。人們若不能把握寒暑陰晴的規律，無論衣食住行都會發生問題的。積了多年的經驗，到周代前半期，我們的祖先已經搜集了許多氣象學的經驗，播為詩歌，使婦孺統可以傳誦。”現在流傳下來的關于夏商周三代時期的氣象觀測記錄，大多數是通過巫祝和民歌保留下來的。

安陽殷墟和鄭州商城出土的眾多的卜骨中，有大量的占卜天氣現象的卜辭，比如“今日其雨，至于丙辰，霧不雨”“帝令雨足年？帝令雨弗其足年？”“壬寅卜，貞今日王其田軎，不遘大風。其遘大風”“庚寅卜，古貞，虹，不惟年”等等。甚至在編號2287和2288的兩塊卜骨上連續記錄了四十天卜雨的卜辭，是我國早期極為珍貴的氣象資料，不過當時關于氣候的占卜，不僅僅是為農業生產服務的，更多的還是與祭祀儀式、田獵等等政治活動有關。在這個時期，在宗廟中已經出現了專門負責觀察氣候節令的官員，到了秦漢時期，國家氣象天文機構發展的更加完善，秦代“候星氣者至三百人”，漢代負責天象觀測最高長官稱為太史令，主要工作包括記載史事，編寫史書，管理國家典籍、天文歷法、祭祀等等，下轄官員有近百名，我國著名的史學家、文學家司馬遷就擔任過這個職務。其后歷代官方的觀測機構一直逐步發展，到了明清時期的欽天監，已經具備了很大的規模。與此同時，觀測天象逐漸成為具有官方性質的行為，甚至其中多數的官員也是世襲產生的，少數從民間選拔的官員也要經歷嚴格的考核，而且歷朝都規定，觀測天象氣候的書籍儀器以及相關知識，都不能隨意傳授給其他人。

古人們長期觀測總結氣象物候的成果就是歷法，《夏小正》是我國現存最早的一部歷書，撰者已無考，相傳夏禹曾“頒夏時于邦國”，但是根據學者的研究，認為這本歷法應該成書于戰國到漢代之間，原文被收錄在《大戴禮記》中，后來全篇隨著《大戴禮記》在唐宋時期散佚而不存，但宋代傅嵩卿將當時兩個版本的《夏小正》匯集成《夏小正傳》，從而保留下了《夏小正》的大部分內容，因此學者們認為這本書雖然在流傳中丟失了一部分內容，后人也進行了增加和刪改，但總體來說還是反映了三代時期的物候、氣象和重大事件。

眾人協田卜骨刻辭 商，中國國家博物院藏。商人是以農業生產為主的社會經濟，收成的好壞是關系到商王朝整個社會生活的大事，所以商王要經常卜問“受年”與否。圍繞著農業生產，他們常舉行各種占卜和祭祀上帝、山川神祇與祖先的活動。因為農業需要尋求天時周期的規律，以便及時播種和收獲，促進人們進一步去觀察和掌握種種自然現象及其演變規律，天文歷法就成為古代最早發展起來的一門科學。

正如竺可楨先生所說的，詩歌是記錄氣象學的經驗的媒介，《詩經》作為我國第一部詩歌總集，記錄了先秦時代各個階層各個地區人們的生活習俗、風景乃至社會活動等等內容，自然界中風雨雷電，霜雪露虹自然也是這些詩歌的描寫對象，“風雨如晦，雞鳴不已”“凱風自南，吹彼棘心”“我來自東，零雨其濛”“北風其涼，雨雪其雱”，這些詩句或用自然氣候來營造意境，或用風雨雪晴來隱喻抒發感情，或記載了當時重要的事件。這些詩歌對氣候現象的描寫，透露出當時人們對于天氣現象樸素原始的認識，也記錄下了先秦時代一些重要的氣候事件，比如《大雅·云漢》記載了西周末年發生了旱災，周宣王祭祀祈雨的事件。從這個方面來看，《詩經》也是一個重要的歷史氣象檔案。

《夏小正戴氏傳》局部，清，傅嵩卿

明·唐寅《 江南農事圖軸》臺北故宮博物院藏

在我們日常生活中，最為人熟知的古代歷法就是二十四節氣，二十四節氣的誕生經歷了漫長的時間，在周代末期，古代的人們已經熟練掌握了利用日影來測定冬至夏至的方法，《左傳》和《孟子》中已經明確的提及了兩分兩至，《呂氏春秋》里記載的十二月中，出現了立春、雨水、霜降等節氣，一直到兩漢時期《淮南子》，才出現了完整的二十四節氣的名稱。二十四節氣對于指示季節、物候的變化和農業生產具有非常重要的意義，直到現在還深刻地影響著現代人的生活。古人對于測定季節變化有著許多方法，有的靠觀察物候，有的靠觀察星象，《夢溪筆談》引晉司馬彪《續漢書》的內容記載有用律琯測量地溫來觀測季節變化的實例，“候氣之法，于密室中，以木為案，置十二律琯，各如其方，實以葭灰，覆以緹縠，氣至則一律飛灰。”葭灰是蘆葦莖里薄膜制成的灰燼，緹縠是很輕的綢紗，按照這個說法，在地下陽氣上升的時候，管中的葭灰會被吹出，所以杜甫《小至》中才會寫“天時人事日相催，冬至陽生春又來。刺繡五紋添弱線，吹葭六琯動飛灰”。這種方法最早出現于蔡邕的《月令章句》，但是實際上古代很多天文學家就對這個方法持懷疑態度，歷朝歷代都有人對此進行實驗，但是少有成功的案例，因此這個方法到底實用與否，還有待科學的驗證。

為了更好地觀測天氣的變化，掌握氣象的規律，在古代先民長時間觀天過程中，創造了許多觀測氣象的儀器，這些儀器有的只留存在史料記載中，有的則留存下了實物遺存，甚至直到現在還在使用。

古代最原始的測風器叫做“旈”或者“斿”，本來指飄帶狀的旗子，最開始大約是用布帛做成的旗子，后來逐漸演變成了用細繩編織雞毛做成三四尺長的旗子，系在五丈長的旗桿上進行測風。后來到了唐五代，逐漸就變成了綴著小金鈴的五色旗子。除了這種相風旗，還有一種現在仍舊在使用的測風儀器，叫做相風烏，就是用木頭或者銅作成鳥的形狀安裝在桿子頂端，看鳥頭的朝向來測風向，《三輔黃圖》卷四引郭延生《述征記》曰：“長安宮南有靈臺，高十五仞，上有渾儀，張衡所制。又有相風銅烏，遇風乃動。”英國著名的科學史家李約瑟曾認為，它“可能就是現代四轉杯風速表的先驅”。漢代的測風鳥和測風旗的實物早已湮滅不存，但是在漢代的壁畫墓里，還依稀存有測風旗和相風鳥的樣子。而隨著建筑形式的發展，這種測風裝置后來逐漸變成了具有裝飾功能的建筑構件，多修建在高大建筑和佛寺高塔頂部，始建于金代的山西省渾源縣圓覺寺塔塔頂，就留存有一只相風鐵烏。

山西省大同市渾源縣園覺寺塔。圖/ 東方IC

雨水，是最為直接影響農業生產的因素。因此從農耕出現開始，人們就非常關注降水量問題。自先秦時期起地方就要按時向中央上報降水量，云夢睡虎地秦簡中記錄了當時關于呈報雨澤的法律條文，規定地方要向中央匯報“稼已生后而雨，亦輒言雨少多，所利頃數”。到了明清時代，雨水情況甚至要按月奏報，不能延誤。古人對于降水量的測量方式在《九章算術》中有過相應的記載，這些方法包括“圓罌測雨”“天池測雨”“竹器驗雪”等，天池是盆裝容器，而圓罌是一種壇狀容器，當時人們已經認識到接雨容器所接到的雨水并不等于降水量，認為天池接到的雨水深九寸的話，折算成降雨只有三寸。除了《九章算術》中的方法，還有一種民間常用的方法是觀察雨水浸濕土地的深度來衡量雨量，《皇朝經世文編》引《鳳臺縣志論食貨》里記載：“不及寸謂之一鋤雨，寸以上謂之一犁雨”。

早在秦漢時期，人們就已經知道大氣濕度會影響物體的狀態，通過長期的觀察，總結出“風雨之變，可以音律知之”（《淮南子·本經訓》）“天且雨，琴弦緩”（《論衡·變動篇》）等等空氣濕度和物體張力變化的關系。還發現了炭吸濕性和蒸發力都很強，因此可以“懸羽與炭而知燥濕之氣”。

越窯青瓷褐彩云紋蓋罌（唐） 臨安博物館藏

雷電對于古人來說是一種威力巨大的神秘現象，一般被稱為雷、震或者霆，古人們認為雷電是神靈力量的作用，《神異經》里描寫東王公與玉女玩投壺游戲，投不中時“天為之笑則電”，后來逐漸出現了雷公電母風伯雨師的傳說，《周易》《震》卦里用“震來虩虩”“震遂泥”等等各種不同描述來描寫雷聲的狀態。《尚書》里也記載了一則關于雷陣雨的略帶神異的事件：

武王去世之后，管叔和他的幾個弟弟散布謠言說周公要對成王不利，周公就留居在東方，秋天要收割莊稼的時候，突然發生了雷電大風天氣，不僅吹倒了大樹，田中的作物也都盡數倒伏，“邦人大恐”，周成王和大夫們打開之前裝著周公禱告冊書的匣子，發現周公愿意替代武王身死，這時成王才知道周公的功德，認為這場災禍來源自“天”的警告和表彰周公的功德，于是親自出城去迎接周公，這時天下著雨，又反方向刮起了大風，把倒下的莊稼吹起來了，太公召公命令人們把樹木壓倒的莊稼起來都扶起來，“歲則大熟”。可見古代人自覺不自覺地，將天地間的自然現象和統治者是否失德以及重要的社會事件聯系到一起，這也源自于古人對于“天”的崇拜和敬畏。

古代勞動人民經歷了長期的農業實踐和氣象觀察之后，逐漸總結出一整套預報天氣的方法，這些方法被總結成一條條諺語，一直流傳到了現在，比如“早霞不出門晚霞行千里”“日暈三更雨，月暈午時風”“八月十五云遮月，正月十五雪打燈”等等。這些諺語雖然是由長期的觀察總結而來的經驗，但實際上都是有科學依據的，比如雷電一般都伴隨著降雨發生，古代人經常通過觀測雷電來預測風雨，比如有一句諺語叫做“南閃千年，北閃眼前”。意思是在夏季的夜空，閃電在南預示著久晴無雨，叫“熱閃”，在北預示著很快就要下雨，被稱作“北辰閃”。根據學者的研究，認為在夏秋之際，冷空氣由北向南移動，閃電在北方，說明冷空氣馬上就要到來，也就是降雨就要到來，閃電在南方，說明冷空氣已經移動過去了，接下來將是晴朗的天氣。

中國歷朝歷代對于氣候現象的觀測都有著卓越的成就和貢獻，這與天文氣象在古代被認為是神明加以崇拜，乃至衍生出特殊的政治作用和政治意義有著分不開的關系，與此同時，經過一代又一代的觀察、積累和實踐，又出現了二十四節氣、農諺等等關于古代氣候的珍貴的文化遺產，這些遺產將來自古人天人合一的宇宙觀一直流傳到了現代社會，也成為了現代中國人精神傳承的一部分。