真的很准 古人是这样预测天气的历史文献

2018-06-07 15:30:18

距今3600年前,当中华大地的先人们还在用甲骨文传递信息的时候,他们已经开始制作最早的天气预报。

  最早的天气预报是这样的:

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  这段文字预报的是降雨,意思是,壬寅日占卜,癸日下雨,后来的天气是起了暴风。可以看出来,当时的预报方法靠的是占卜。

  在夏商时代,人们已经开始从事农业生产,靠天吃饭的需求,让天气预报成为刚需。不过,当时没有气象科学,人们光靠抬头看天和占卜来观测和预报天气。当然,预报准确率就不得而知了。

  在我国最早的诗歌总集《诗经》中,记录了古人们的看天经验。

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  《诗经》中《邶风·北风》:“北风其凉,雨雪其雱。……北风其喈,雨雪其霏。……”雱,雨雪盛大;喈,风疾。霏,雨雪纷飞。意思是说寒冷北风吹到、风大,带来的雨雪也大。这不是历史上对冷空气的最早描述么?

  经验是古人进行天气预报的主要依据。远在汉代,就已经有利用琴弦感应湿度的原理预测晴雨的事例了。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。他还谈到,琴瑟的弦线所产生的音调如果调不好,也预兆有阴雨天气,这也是合乎科学道理的。

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  时光悠悠过了几千年,天气预报并没有成为一门系统性的实证科学,但是人们对天气现象的认识在深入。其间,宋朝科学家沈括在《梦溪笔谈》中,记录了公元1076年某一县城发生龙卷风的情况,是东亚关于龙卷风方面的最早记录,他阐述了彩虹形成的原因,记载了“球形闪电”。《梦溪笔谈》也记录了沈括成功预报降雨的个例。

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  明朝郑和下西洋反映了古人对天气认识的加深,他在航行中开始主动利用风能。他的航线涉及三大洋,比达伽马绕过好望角到达印度、麦哲伦完成环球航行要早83年和107年,在当时靠木船、仅凭借自然的风力航行,克服海上种种困难是非常了不起的。据资料记载,郑和船队遇逆风侧风,只要将帆面倾斜到一定角度,风力吹到帆面上形成垂直于帆面的力,就能推动船舶前进。

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  时光回溯到三百多年前,我国才出现了连续的气象记录和专门从事气象工作的部门——“钦天监”。

  钦天监设立于清康熙十六年,即1677年,类似现在的政府气象部门。他们统一制作了测雨器,并且令直隶地区(相当于今天的省),逐日记录晴雨,观测雨、雪、风、雷等天气现象。这是中国历史上第一个地面气象观测网。

  靠这个观测网,京都(即北京)积累了从清雍正二年(1724年)至清光绪二十九年(1903年),连续180年的观测记录——《晴雨录》。这成为中国现存档案中,年代连续最长的雨量观测资料,可以说是中国气象走向定量化的一个标志。

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  1950年,查尼等人计算出了历史上第一张数值预报天气图,成为数值预报发展的第二个里程碑。

  在英、法、德、美等各国科学家各自提出天气预报上一些最基础的理论时,时间到了20世纪初,出现了气象学上重要的两个学派:挪威学派和芝加哥学派。

  挪威学派的创始人V. Bjerknes和他的学生们在几乎白手起家的条件下,在短短十几年时间内,先后发表了包括环流理论、气旋模式、气旋生命史、气旋结构、气团和三维分析、降水的冰晶学说这一系列重要成果,使6~12小时的天气预报有了坚实的科学依据,成为世界公认的主流气象学派。

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  另一个著名的理念是今年由美国国家强风暴实验室(NSSL)专家提出的天气预报“全程呵护”理念。这一理念的主要核心是:气象预报在提升防灾减灾效果方面,需要依靠技术创新并综合社会科学、行为科学以及经济学的理念,而这些部分对气象的介入,使天气预报和气象服务成为跨学科的一项技术,并融入了人文的因素。借助自然科学、人文科学和社会科学(包括经济学、国际政策学等)的研究,未来人类活动及其影响的程度和范围将“可框定和预测”,将会给气候变化和地球环境预测等带来益处。

  据有关资料表明,全球每年发生 10 万个风暴,一万多次洪水,数千次飓风等;如果将全球的力量有效地集中起来,那么全世界对气象灾害活动规律的认识将会深化,对灾害的监测预报能力也会增强。

  未来的地球观测系统也将会出现许多技术机会和挑战。

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  依靠连续科学的观测记录,天气预报终于有希望走出蒙昧的旧时代,向现代化迈出了一小步。

  当中国人在黑暗中对气象科学进行了摸索时,西方的气象科学也在不断进步。气象,是典型的西学东渐的一门科学。

  现代天气预报是如何诞生的

  “芝加哥学派”(Chicago School)在20世纪30年代开始酝酿,40年代形成并达到高峰,50~70年代持续繁荣。

  “芝加哥学派”的核心人物C.-G.罗斯贝,在高空天气图上发现了长波,创立了长波理论。 “芝加哥学派”的工作,增强了天气学与热力学和动力学的联系,充实了天气分析和预报的物理基础,也为研究大尺度大气运动提供了理论依据,并推进数值天气预报的发展和应用。 罗斯贝首先提出在天气图上红色标注暖锋,蓝色标注冷锋沿用至今。

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  高端技术方面,卫星仪器技术将越来越向高光谱辐射计的光谱通道方面发展。它将携带数以万计的光谱通道来探测大气热力状态和成分,并配以主动仪器(如高分辨率雷达和激光器)用以探测地面特性、气溶胶、风、水汽、云和降水。两类仪器每天产生100G的下行数据,在几小时内完成下行链路、预处理、数据分发,以及向预报系统注入数据。对这些数据的传输和归档需要以和模式输出一样的并行管理方式。只有使用压缩技术才有可能实现数据传输,其中潜在出现“数据损失”。

  通用技术方面,使用手机等日常用品来搜集采样好,但是精确度差的气象数据是一种新趋势,这在特定区域进行高密度观测方面很有潜力。

  我们相信未来有一天,全球所有的大气及相关的探测数据、数据处理系统和预报模式编码,以及预报产品(包括来自政府、研究机构和私企等相关组织的产品)等实现全球完全共享,这将为智能气象观测时代的来临,以及预报能力的提升做好准备。

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  如果没有泰勒斯在2500年前将天文和气象联系在一起,没有亚里士多德2300多年前就撰写了《气象通典》一书,没有全球通航和商务带动东西方交流,没有文艺复兴及工业革命带来的包括气象观测仪器在内的各种发明,没有牛顿经典动力学理论,就不可能在20世纪初诞生具有古老根基的现代气象科学。

  公元前340年的《气象通典》一书是世界上最早的气象学专著,使关于天气现象的知识终于成为一门系统的学科。

本文作者:历史网
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