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天文气象

作者:AG九游会老哥俱乐部 发布时间:2020-08-05 16:53 点击数:

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  《天文气象》是出版社2003年1月1日出版的图书,出版社编著。中国古代星占著作。撰人和著作年代均不明。1973年出土于长沙马王堆汉墓。原件已残,无标题,以上图下文形式绘写于帛上,由马王堆汉墓帛书整理小组根据内容定名。全书内容曾在《中国文物》第2期上印影刊出,并附有现代字体的译文。原件高48厘米,宽150厘米,图文分上下二排,自右至左排列,以黑白为主,约共250幅。内容包括:各种形状的云彩,日、月之旁的云气,日晕、月晕,各种形状的彗星,以及北斗7星等。其中彗星图共29幅。因原件叠置2000多年,图文互相叠印,有的内容不甚清晰。参加整理的席泽宗曾以墨线重绘彗星图,发表于《文物》1978年第1期及上海科技出版社1978年出版的《科技史文集》第1辑上。这些图是本书价值最大的部分。内中绘有多种形状的彗尾,包括一尾到多尾,各种弯曲程度的彗尾,彗尾的射线结构。尤其难能可贵的是绘出了各种形状的彗头,表明了当时已观察到彗核结构。这种精细的观察在望远镜发明之前,在西方是没有的。此外,书中关于日晕、月晕的图画,在世界上也是最早的。

  采用全国地面气象站1951~2008年的气象资料年值和月值数据集,系统分析云量气温湿度风速、水汽压和降水量等天文选址气象要素气候态的长年变化、季节变化和日变化特征.根据对全国天文气候的区域划分,挑选出21个地区代表台站.统计比较各气象要素变化特征,总结出各地区天文气象条件的时变特性,进一步论证其地域分布特征,从而为进行地基望远镜建设的全国范围选址调查提供可靠的基础数据。

  选用中国气象局国家气象信息中心气象资料室整编的, 中国地面 756 个基本、基准气象站(不包括台湾省), 1961~2008 年气候资料年值数据集和月值数据集, 并从中剔除时间序列小于 10 年的台站 18 个, 以及近 20 年来没有观测的台站 11 个, 保留 727 个序列较长数据较完整的台站进行分析. 由于地面风速情况复杂, 为了得到准确的分析结果, 采用中国地面2425 个基本、基准气象站和一般气象站的气候资料年值数据集. 基本站是国家天气气候站网中的主体,根据全国气候分析和天气预报的需要设置, 担负区域或国家气象信息交换任务. 基准站是国家气候站网的骨干, 是根据国家气候区划及全球气候观测系统的要求, 为获取具有充分代表性的长期、连续气候资料而设置[9]. 对于云量、空气温度和湿度、风速和风向等常规气象要素, 所有站点均为必测项目, 数据采集和观测精度一致. 图 1 给出了中国 756 个地面基本、基准气象站的分布情况. 由图可见, 我国东部地区站点分布密集、均匀; 西部站点稀疏, 尤其是青藏高原地区, 受地形环境的影响, 相当大的范围内没有设立气象台站, 因此这部分地区在分析可信度方面稍逊于东部。

  中国古代气象学中有很丰富的天象记录,这是通过天文气象仪器进行观测所取得的。天文气象仪器是人类感觉的延伸,亦是研究日、月、星、辰、云、雨、风、雷的重要工具和手段。天文气象仪器的研制,是天文气象学发展的基础。我国古代天文气象仪器有很多,比如圭表、晷仪、日晷、漏壶、更香、秤漏、浑象、假天等等。

  很早以前,先民发现影子的变化有一定规律。于是便在平地上直立一根竿子或石柱来观察影子的变化,逐渐形成圭与表,用来度量太阳照射表时所投影子长短。周朝时先民已能立表定向,实际上或可推至更早时期。 圭表初期形式为木杆或为石柱,可以用来定方向、节气、时刻、地域等。以表影长度确定节气,是圭表在历法制定中的主要工作内容之一。 圭表逐渐发展成日晷,又称“日规”,是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”,垂直地穿过圆盘中心,起着圭表中 立竿 的 作 用,因 此,晷 针 又 叫“表”。石制的圆盘叫做“晷面”,当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷面,太阳由东向西移动,投向晷面的晷针影子也慢慢地移动。于是,移动着的晷针影子就好像是现代钟表的指针,晷面则是钟表的表面,以此来显示时刻。

  我国风向器的发明很早,商朝时,人们已利用旗上的飘带来观测风向,同时已有四面风的概念。秦朝宫中的观台上有相风铜乌,汉朝承袭下来,汉初称为清台,后来改为灵台,相风铜乌一直使用。在汉、魏、晋这些朝代,相风乌不仅是宫廷用具,也流传到郡县、藩国和民间。晋代皇帝出行,有人举着相风乌走在仪仗队的前头。 汉代的风向器也称“铜凤凰”或“铁鸾”,工艺逐渐成熟,仪器状态稳定。汉代建章宫的凤凰阙上装了两个铜凤凰,铜凤凰的下面有转枢。风来的时候,铜凤凰的头会向着风,好像要飞的样子,它类似于的风向标。当时尚未见有风级的区分,但是汉代的铜凤凰和相风乌实可认为是近世风速计的最早雏形。 观测风不单要观测风向,也观测风力大小。这是因为风力大往往具有破坏性。在唐代,已经开始利用地面物体受风影响所表现的破坏程度来表示风力大小,根据《乙巳占》,当时把风力分为 8 级,再加上“无风”和“和风”两个级,可合为 10 级,比近代国际上著名的蒲福风力表早很多年。 相风乌及各种测风仪器不仅用于我国陆地,也广泛用于江河和海上水路交通,还可能远播国外。欧洲人最早的候风鸡,是竖在教堂上的“圣彼得天鸡”,出现于公元 12 世纪。

  我国是最早发明测湿仪器的国家。古代典籍中早有记载。在《史记》中曾提到把土和炭分别挂在天平两侧,以观测挂炭一端天平升降的仪器。《淮南子》中指出,这个仪器的挂炭一端升降的意义为:天气干燥了,炭就轻;天气潮湿了,炭就重。这算是我国最早的测量湿度的仪器。 除了上面天平式的测湿仪器外,还有其他形式。汉代就有人利用琴弦感应湿度的原理预测晴雨。东汉王充在《论衡》中曾经谈到,琴弦变松,天就要下雨。琴弦变松,是天变潮湿、弦线伸长所造成的。清康熙年间,西方来华传教士南怀仁曾用小鹿的筋做成一个弦线温度表,以验空气干湿。黄履庄也研制成功了“验燥湿器”,利用弦线随湿度伸缩的原理测量温度,这是毛发湿度计的前身。元末明初娄元礼在《田家五行》一书中也说:如果质量很好的干洁弦线忽然自动变松、变宽了,那是因为琴床潮湿的缘故;出现这种现象,预示着天将阴雨。

  我国古代对雨水观测十分重视。甲骨卜辞中,对雨已经有“大雨”“猛雨”“疾雨”“足雨”“多雨”“毛毛雨”等记载。雨下的是否及时,以及雨量的分配和多少,直接影响着农业生产,这就迫使我国古代国家统治阶级重视上报雨量。在秦代,我国已经有“报雨泽”制度。1975 年考古发现《秦律十八种》的竹简,其中《田律》里规定,凡下得及时而且有利于谷物抽穗的雨,雨后应书面分别报告有抽穗谷物和未种谷物的受雨田亩数。东汉政府也曾经要求所辖各郡国在从立春到立秋整个作物生长期间,向中央报告雨水情况。明代从洪武年间(公元 14 世纪后半叶)开始,就很重视测雨,要求全国州县的负责官吏按月向中央上报雨水情况。 南宋秦九韶不但是一位伟大的数学家,而且是一位农业气象学家,精密测算一地雨量、雨水深、雪量雪深方法。他在《数书九章》序文中明确说:农业生产的丰收与否,和雨量、雪量很有关系,所以其观测很重要。《数学九章》卷四中列有 4 道有关降水的算题,分别为“天池测雨”“圆罂测雨”“峻积验雪”“竹器验雪”,这四道题所问的,都是降水折算成平地的雨深或雪厚是多少。从这里可以看出,当时人们已经知道平地的降水量才有代表性。在宋代,每一省、每一都会城市皆有测雨器的设置,而且以尺、寸、分寸为雨量的单位,以测定雨量的多少,推算某地点的降水量和某地区的面积降水量。 这些精巧的气象仪器,展现了我国古代科学家和劳动人民的聪明才智,反映了我国古代气象学的较高成就,其中有很多智慧和知识值得后人学习和研究。


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