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TUhjnbcbe - 2020/11/26 20:57:00
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中国北极阁气象博物馆,位于南京市玄武区北极阁山上,是中国第一个气象专业性博物馆,于年3月建成。

北极阁的气象历史悠久,观云测天的历史延续千年至今,富藏深厚的气象文化底蕴。自南朝刘宋始建司天台后,数度设有观象台,明代初期的钦天台规模尤为壮观。年民国*府于古观象台遗址处兴建中央研究院气象研究所暨气象台,年3月建成中国北极阁气象博物馆。

北极阁年被国家科技部、教育部、中央宣传部和中国科协联合命名为首批“全国青少年科技教育基地”,年被中国气象局、中国气象学会授予“全国气象科普教育基地”,年被中国科协命名为“全国科普教育基地”称号,年被中国科协授予“-年全国科普教育基地”称号。

北极阁气象博物馆位于海拔高度约67米的北极阁山顶上,参观博物馆需要步行登上山顶。登山道有很多路口,主要的有北京东路路口和丹凤街路口。从鼓楼广场向东行走约米左右,北侧方向便是北京东路路口;从鼓楼广场向东行走约米左右转向北侧,继续行走米之后转向东侧,经北极西村步行道进入丹凤街路口。

沿着登山步行道,行走不久便是山顶。山顶之处的“北极阁2号”是江苏省气象局的办公场地,中国北极阁气象博物馆就坐落在里面。

由于博物馆与江苏省气象局的气象业务中心、天气预报中心等部门的办公区自然融合,进出博物馆需要穿越办公区,过多的人流可能会对正常的气象工作带来影响,因此博物馆每年仅有一天对外全面开放,其他需要通过预约申请后方可入内参观。

根据院内的示意图可以看到,中国北极阁气象博物馆的展馆设于原中央研究院气象研究所、现在江苏省气象局的这片建筑群内。

进入北极阁2号院落,前方不远处,便是一块硕大的巨石,上面写着“中国北极阁气象博物馆”几个红色大字。

按照示意图的指示,来到博物馆所在的建筑,这幢建筑曾经是原气象研究所的图书馆。

这是一幢地面二层,半地下承台一层的建筑,仿古设计,重檐歇山顶,上层为烟色筒瓦层面,叠层为灰色小粘土瓦屋面。砖木结构。在两侧有两段圆弧形回廊和两座庙宇式建筑,整个平面呈半月形,依山而建,左右对称,歇山顶,青砖小瓦屋面,砖混结构,造型古朴。院落内绿草茵茵,树木繁茂。

在建筑物的一侧,右下角镶嵌有汉白玉质的奠基石一块,其上写着“中华民国十九年八月十五日国立中央研究院气象研究所图书馆奠基蔡元培谨记”字样,竖书共七行,每行五字,末行四字,繁体楷书,略含隶意。

在博物馆的入口处,悬挂着写有博物馆馆名的匾额。上面的“中国北极阁气象博物馆”十个字,为当时担任中国气象局局长的郑国光先生题写。

中国北极阁气象博物馆将自然景观与气象历史文化交融,分为古代气象、近代气象、现代气象和现代气象科技等四个主题展示厅,建筑面积约多平方米。以实物、模型、图片、史料、影像等多种形式,展示了气象重大历史事件、气象仪器沿革、气象机构变迁以及气象科技发展蓝图等内容,全面反映从远古至近代的气象机构和观测仪器、科技和气象文化脉络,再现了恢弘的中国气象历史。

进入展馆之后的第一部分为“中国古代气象”。

中国古代气象划分为石器时代及传说史时代、夏商西周时代、春秋战国时代、秦汉时代、三国至明代、清代前期等6个发展时期。展示古人在风云变化环境中前行的脚步和中国古代气象科学发展艰难而辉煌的历程。

在漫长的岁月里,古人从感受风雨寒暑开始,通过仰视俯察逐步认识年、季变化和各种气象现象,在生产生活和与自然气候的斗争中,不断积累气象知识,探索气象奥秘,取得了许多领先于世界的天象气象理论认识成果和重大科学仪器发明,推动了中国古代气象科学的发展和人类文明进步,创造了中国古老而光辉的气象科学和文化。

在万年前的始新世,地球上就有了灵长类动物“原猴”。在始新世和渐新世长达万年时间里,古猿群生活在无边无际的森林里。从万年前中新世开始,造山运动活跃起来,开始有高山隆起、深沟下陷,地球外观发生了重大变化,造成了气候的剧烈震荡和变迁,出现了冰期前奏,万年前第三纪的后期到万年前的上新世,冰期气候坏到极点,森林面积缩小,食物来源枯竭,成群的古猿被迫离开森林,转到地面生活。在漫长的岁月里,他们随着风雨寒暑到处漂泊、迁徙,在劳动中,在与自然风雨和猛兽的斗争中,逐渐直立了身躯,创造了情感、思维和语言,完美的实现了自身的进化。在距今万年前,人与动物的界线明显划分出来,亦人亦猿的状态结束。到了万至30万年前的更新世,又出现了一系列的大冰期、间冰期。人类祖先经历了严酷的气候与环境变迁和自然风雨的洗礼,完美地实现了自身的进化,迈进了第一个社会形态即前氏族社会。

仰韶陶业颇盛。古代先民在制陶工业中,已经掌握了相当高的高温技术。那个时代尚未发明鼓风工具,高温的取得和火候的控制全靠对自然风风力和风向变化的掌握和利用,合理设计窑室,正确安排通风口。

古代先民在劳动和与自然气象斗争中,逐渐对自然风雨、阴晴寒热有了感性认识,并能适应和利用气象环境改善生存条件。人类发明衣服完全是出于气象原因,他们用荆条或藤条连接捆束兽皮,使身体免受风吹雨淋和冰霜之害。南方多雨潮湿,河姆渡人把房屋建成“干栏式”,中原仰韶、半坡夏热冬寒,房屋建成“半地穴式”。

石器时代及传说史时代(远古时代至公元前21世纪)中,古代先民在长期的劳动、生活中,逐渐对风雨雷电、阴晴寒暑有了感性认识,并能利用自然条件的季节变化从事农业生产,在与气象灾害斗争中初获自由。古人从认识昼夜开始,逐步建立“日、月、季、年”的概念,并开始“节天地、定季节”。公元前40至前23世纪的五帝时代,已有常仪、臾区、重黎、羲和之官(羲和占日、常仪占月、臾区占星气……)从事观天候气、候天验历等工作,中国古代气象科学在人类生产实践中萌芽。

尧舜时代已有羲和之官专做候天验历的工作,当时的天文历算为世界最先进。年,我国考古人员在山西尧都陶寺祭祀遗址(公元前21世纪)考古发掘中,发现迄今所知世界上最古老的观象台,比英国巨石阵观象台(公元前年)早多年。它由13根夯土柱组成,呈半圆形,半径10.50米,弧长19.50米,从观测点通过土柱狭缝观测塔尔山日出方位,确定季节、节气,安排农耕。考古队在原址复制模型进行模拟实测,从第二个狭缝看到日出为冬至日,第12个狭缝看到日出为夏至日,第7个狭缝看到日出为春、秋分。

在古观象台遗址的山西省襄汾县陶寺镇,还有陶寺观象台的复原样貌。根据柱子上的说明文字解释,这个观象台由13根柱子,12道观测缝和一个观测点组成。陶寺观测者身子直立立足于观测点核心圆上,透过石柱间缝,观测早上日切于崇峰山巅时是否在缝正中,如果日切在某缝正中,则是陶寺历法中的某一特定日子,这12道缝中,1号缝没有观测日出功能,7号缝居中,为春分、秋分观测缝,2号缝为冬至观测缝,12号缝为夏至观测缝。除2号缝、12号缝各用一次之外,其余9道缝皆于上半年和下半年各用一次。也就是说,从观测点可观测到“冬至―夏至―冬至”一个太阳回归年的20个时节。

1.2万年前,古人对动植物进行驯化,发明了农业和畜牧业,创造了辉煌的农业文明。在农业起源和大规模农业开发中,人们能有效地利用自然气候条件和掌握季节变化进行播种、耕耘、收获、储藏,从而,形成了几千年华夏大地的农业格局。南方河姆渡气候温暖湿润,雨量充沛,人们大规模从事水稻生产,为“水田农业”;中原仰韶、半坡四季分明,为“旱田农业”;而北方则以农牧渔猎业为主。

夏商西周时代(公元前21世纪至公元前年),古代人类在生产和抗灾中更加重视天候气(阴阳气)和气象知识的积累。夏代人们总结了天象、物候特征,改进了历法,创造了《夏历》,编著了《夏正》、《夏小正》,这是世界上最早的物候学著作。到周代,天象、物候、气候知识和各季、月异常气候都有系统描述,《月令》、《幼官》是描写气候异常最古老典籍。在殷商甲骨文中,气象知识有了极其丰富的记载。

夏代洪涝、干旱气象灾害非常严重。*河流域经常大水倒灌、洪水泛滥,严重干旱使夏代*权受到致命威胁,史书称“伊洛竭而夏亡”。这一时期,人类与水、旱灾害的斗争规模空前,留下了大禹治水,后羿射日流传千古的历史传说。夏禹治水十三年,遍行九州,兴修水利,挖沟开浍,疏通九河,解决了*河流域洪水泛滥问题,这是我国古代征服气象灾害最早的记载,也是人类战胜气象灾害、发展农业生产的伟大壮举。

夏商西周时代已经有世室、重屋、明堂等官方观天场所,有观测日影的八尺之竿,即表,有“璇玑玉衡”简单浑仪以及规、矩、准、绳、权、衡等测量工具。到商周时代,有许多官署、人员从事气象工作,观象台具有观测天象、气象、物候的功能。

最早的观天场所,上古时代的世室、重屋、明堂等,此类建筑异名同实,只是名称不同。从神农时代就有了明堂,夏曰世室,殷曰重屋,周曰明堂,是王者观天、候气、告朔、行*和祭祀的场所。在夏代观天有着严格的等级制度,王者观岁星,卿士观太阳,师尹观月亮,庶民只能观星星。

周文王灵台、灵囿、灵沼,建于公元前11世纪,周文王在长安建灵台时,把观象台(灵台)、动物园(灵囿)、养鱼池(灵沼)建在一起,灵台观测天象气象,灵囿、灵沼观测物候。

周文王所建灵台在汉长安城西北四十里处,灵台遗址在今陕西省西安市灵沼乡境内,灵台高约二十丈,周回约二百步。

周公测景台(测影台)是周朝周公姬旦(周文王的四子)在营建东都洛阳时所建的土圭,该遗址位于今河南登封市东南15公里的告成镇。测景台的作用是“测土深、正日影、求地中、验四时。”据《旧唐书》记载,唐玄宗开元十一年(年)命太史监南宫说仿周公土圭旧制,换以石圭、石表,在石表上刻有“周公测景台”。

这座石圭石表为石制,分上下两部,有台座、石柱两部分,石柱为“表”,台座为“圭”。下为方形石座,座上为直立的长方形石表,上有帽,总高3.95米,下部的“圭”高1.95米,上部的“表”高1.米,石表北面距石座上部北边沿0.37米。石座下部四周看不到影子,好像这一天无影,因此俗称此台为“无影台”。石表南面刻行书“周公测景台”5个大字,北壁刻有行书“道通天地有形外,石蕴阳阳无影中”。

《周髀》载有一个二十四节气的晷影长度表,是我国史乘所载晷影表中最粗疏的一个,所以也是最古老的。

《周髀》是中国最古老的数学著作,也是最早关于天文气象测量的著作,其中记载了测天地四时的方法。通过测太阳晷影来定季节、节气等;求地中,也就是测量纬度;测土深,来定四时气候。殷末周初时期,人们普遍使用周髀测天,这种方法又称周髀说。

世室里的观测仪器和设备,其中有“璇玑玉衡”。“璇玑玉衡”是观测天象的仪器,即浑仪的前身,又称北斗七星。

“璇玑玉衡”的一种说法是我国古代道人测量天体坐标的仪器,即浑天仪的前身,璇玑是浑仪的一个部件;另一种说法是指北斗七星,因北斗七星中的天枢、天璇、天玑、天权四星合称“璇玑”,《史书·天官书》中载有:“北斗七星,所谓‘璇玑玉衡’,以齐七*”。

复原后的这件“璇玑玉衡”,共分为三层,比现残存实物多了一层,上层由标有北斗七星、二十八宿的天盘组成,中层为“铁棱角”,起着枢纽轴承作用;下层则由底座固定,底座上分别标出后天八卦十二时表,五行方位,起地盘作用。

“璇玑玉衡”的原形现存于庐山太平宫。“璇玑玉衡”高厘米,最大直径84厘米,生铁铸造而成,重吨余,表体留有“岁次癸未七月(原铸字不详)”字样。经考证为明朝嘉靖二年(年)由匠人张文进铸造。残存的实物由上下两截组成。下截形如倒覆之甑,上截推之可转,中铁广厚经尺,上下四旁,俱有图翅,长半尺许,周围拱之。其中向下一翅,与下覆甑柄凿相含,如石磨中轴眼,推之圆转如轮。

江苏省连云港市东磊村,有一座海拔多米高的摸忽山,山顶上一块长7米、宽3.5米的巨石,称为太阳石,像一块巨碑斜依,面向东方。石面上刻画的太阳、月亮和较大的圆窝清晰可辨。这块太阳石岩画的磨刻画面中,有太阳、月亮、北斗、银河和象征“天圆地方”等38处远古文化符号,34个星象石窝,是古代先民长期对日月星辰进行观测积累大量天文、地理、生产、生活知识的历史记载,是夏代早期人类观天测象的遗物。

殷商时代(约公元前13至前11世纪),卜年、占岁、贞旬,短期内卜晴、卜风、卜雨,是大规模开荒垦田发展农业的需要。在甲骨文卜辞和验辞中,降水、天空状况、风、云雾、大气光象等气象知识十分完整、细致。殷王文丁六年三月二十日(公元前年3月20日、癸亥)一次贞旬验辞,是迄今发现世界上最早的10天天气预测及其验证记录,殷墟小屯甲骨文发掘地遗址在今河南省安阳市境内,在一个储藏甲骨文的窑穴里共保存1.7万多件甲骨。

到了春秋战国时代(公元前年至公元前年),诸子蜂起、百家争鸣,一批反对天命论的人努力探索天地四时、风雨寒暑变化的原因,逐步建立了古代气象科学体系,为人类做出了辉煌的贡献。二十四节气系统天文定位已经完成;七十二候系统逐候记载物候表现及异常变化,在日常生产生活中得到广泛应用;对风、雨、大气运动、水汽蒸发及水分循环等原理及规律有了宝贵的认识和理论解释;农业气象、*事气象、医疗气象理论体系初步形成。

吕尚,姜姓,又称姜尚,史书称太公望,是中国古代的神话人物。吕尚得到周文王重用,辅佐周文王建立了周朝,是周朝的开国功臣。吕尚不仅在*事用兵中具有深远的*治眼光和*事谋略,而且他还创造了30节气系统又称“太公古法”,当时流行于齐、薛等国,为24节气系统的形成起到了先导作用。

《管子·幼官》中记载有“太公古法”,也就是三十节气系统。三十节气系统中,划分给春秋两季各8节,冬夏两季各7节。每个节气12天,春秋两季各96天,冬夏两季各84四天。其中春季的八节依次为:地气发、小卯、天气下、义气至、清明、始卯、中卯、下卯;夏季的七节依次为:小郢、绝气下、中郢、中绝、小暑至、中暑、大暑终;秋季的八节依次为:期风至、小卯、白露下、复理、始节、始卯、中卯、下卯;冬季的七节依次为:始寒、小榆、中寒、中榆、大寒、大寒之阴、大寒之终。

春秋战国时期的齐国人重视*事气象研究,出了不少*事气象大家,孙武就是其中之一,著有《孙子兵法》。《孙子兵法》是对春秋时代以前*事思想的系统总结,也是*事科学经典。到了战国时代,无论是战争规模、频繁程度和残酷性,都超过了春秋时代,*事气象知识也有了发展。《孙子兵法》中说:战略上五件大事,一曰道,二曰天,三曰地,四曰将,五曰法。用兵,首先要从道义上考虑战争的正义性(道),接下来最重要的就是气象问题(天)。要求兵家通晓天文气象,在规划战略、部署战役和具体战术上,都要掌握和运用气象条件。因此,无论是战略部署上,还是战术的具体应用上,都要求更多、更严格地掌握和应用天气、气候条件。

计然,春秋末期越国人,精通天文气象,著有《计倪子》。《计倪子》中记载了越王勾践与计然的一次谈话,谈到了旱涝规律和气候年景。“天下六岁一穰,六岁一康,凡十二岁一饥,是也,民相离也。圣人早知天地之反,为之预防”,计然应用行星周期相互位置关系分析预测旱涝规律和气候年景,认为太岁相对于金、木、水、火的运行与年景的穰、毁、康、旱有关,提出丰年积谷,荒年散谷有三年周期,穰年、康年有6年周期,饥年有12年周期等,这是世界关于长期气象预测的记载。

先秦诸子百家,为了阐明各自学派的天道观,都曾对大气现象作过一些理论解释。《吕氏春秋》中关于天文气象方面的知识,综述前人成果。更加系统而有深度。

秦汉时代(公元前至公元年)的年间,中国古代气象科学体系臻于完善。尤其是汉代,不惜财力物力进行天文气象设施建设,观测仪器和观测项目增多,降雨观测和雨泽网初步形成,对大气现象的认识及风、雨、雷、电成因的探讨取得了先进的理论成果。水运浑象仪、候风地动仪、相风铜乌等著名仪器发明,开创了天文气象科学仪器发明史的光辉篇章。当时,中国气象科学水平是领先于世界的。

汉武帝元鼎元年(公元年)以香柏为梁,在长安城西北修柏梁殿,筑柏梁台。上面建有测风的铜凤凰(用来测风)、承露盘(仙人擎玉杯,以承云表之露)、浑仪(张衡所制)、相风铜乌(遇风乃动)、铜表(高八尺,长一丈三尺,广尺二寸,题云:太初四年造)等。

秦汉浑仪是我国古代测定天体位置坐标的仪器。早在公元前五世纪战国时代古人就发明了浑仪。东汉科学家张衡(公元78年至年)创制了新浑仪,以赤道坐标来表示天体位置,后来成为世界通用的基本坐标系统。

汉代承露盘,置于西汉灵台,用于观测空气中水汽凝结。《三辅*图》记载:汉武帝元封二年(公元前年)在甘泉山作通天台,上有承露盘,仙人擎玉杯,以承云表之露。

汉代圭表是我国古代观测日影长度的仪器。汉代圭表由直立的标竿(即表)和平放的标尺(即圭)组成,表与圭垂直。圭上刻有尺寸长度,测量圭影长度定季节、节气。

年11月,湖南省长沙市出土于马王堆三号汉墓的帛书《天文气象杂占》,是一件朱墨彩绘、图文并茂的帛书,帛书中有彗星图、云图,它是迄今发现的中国最有实物和史料价值的记载人类预测天象、气象的珍贵文献,反映了中国古代天文气象科学的突出成就。

《天文气象杂占》既是帛书,又是帛画。全书有图幅,它是一种集日、月、彗、运、气等图于一体的占验吉凶的书。原是一个整幅,包括完整或破缺的共约三百条。帛书展示了二千多年前的天文气象占卜的情况,其中的每一个图下面都有说明文字,插图与文字的编排井然有序,帛书末尾部分为专文论述。这幅帛书图文并茂,从上到下可分为6列,每列从右到左又分成若干行,每行都是用墨或朱砂、或墨与朱砂并用画成的云气、星图,下写有一行文字,其内容或是标出名称,或是解释图像。从总体内容来看,是利用星象和云气变化来占验灾异变故、战争胜败的书籍。

律管候气是在缇室(古代察候节气之室。该室门户紧闭,密布缇缦,故名)里进行。《续汉书律历志上》记载:室中以木为案,每律各一,内卑外高。从其方位,加律其上,以葭莩灰抑其内端,案律而候之。气至者灰动,其为气所动者灰散……。节气到了,对应的律管里的灰才会散出来,这种灰从律管里散出来的现象,是节气的阴阳之气到来的表现。

《古今律历考》还考证了律管候气的另一种情况:十二月律,布室内十二辰,若其月气至,则辰之管灰飞而空管。管子斜埋地下,入地处卑,出地处高。*钟埋于子位,上头向南;蕤宾埋于午位,上头向北;夹钟埋于卯位,上头向西;南吕埋于酉位,上头向东。其余八律各依其辰位。这种方法可能测不同深度地温。

秦汉时代,随着农业的发展,中央王朝命天下郡国上雨泽,即所谓“气象情报网”。年湖北云梦县睡虎地11号秦墓出土的竹筒《秦律十八种》,在《田律》中记载上雨泽,以法律的形式规定天下郡国向朝廷上报雨水情况。内容包括降水起讫时间、农田得雨顷数、雨水普泻情况、湿土深度、水旱虫灾以及对年景的影响等,这是我国历史上最早监测水、旱灾害的气象情报网。

在汉代,朝廷对季节,节气的观测十分重视,而且有比较严格的观测方法和具体要求。在每年冬至、夏至日,天子要亲自主持测候工作,观测人员将每一项观测结果报告给太史,太史再上封事奏知天子。观测项目包括:听乐均、测晷影、候钟律、权土炭、效阴阳。

所谓“候钟律”,是指查验律管所候节气是否及时(埋木案式和埋土式);“听乐均”是指审听音乐的清与浊,与阴阳对应,实际上是湿度指标;“测晷影”为测定日晷的影子是否准确;而“权土炭”则是测定空气燥湿。

土炭测温,是天平式湿度计的原型。在汉代几百年间不断改进,以铁易土,用铁炭测湿,用羽代替土,用羽炭测湿。

东汉古观象台(灵台),建于汉光武帝中元元年(公元56年),遗址在今河南省洛阳市偃师县境内,是现存世界上较古老的观象台遗址之一。属太史令管辖,专管天文气象,有灵台丞主持工作,下有42名工作人员。张衡在此发明水运浑天仪、候风地动仪、相风铜乌的著名仪器,是世界最早和最先进的。

三国至明代(公元年至公元年)这一时期,长达年之久,中国处在农业社会封建制度曲折发展的盛期,农业对气象的要求更为迫切,气象记载更加丰富。这一时期,中国气象科学的主要成就是向地域的广度发展。

唐代文化昌盛,天文气象史上出现了一些著名学者和世界一流的成果。唐太史局大量录用西域气象人员,汉晋时代通行数百年的相风乌也通过丝绸之路传到阿拉伯,中国气象科学开创了对外开放和东西方交流的格局。

元代国家观象台拥有当时世界最强的天文气象学家队伍,元代科学家郭守敬(公元年至年)创制了多种仪器,其中天文观测仪器,除观星台之外,还有十八种之多。

明代钦天山观象台,拥有当时世界最先进的设备。

元代正方案是用于测定正南正北方向的一种仪器,为元代科学家郭守敬创制。

正方案为木制,四面见方,厚一寸,案面中心挂有一组十字线,取交点为圆心,再以一寸为间隔划有19个同心圆,四边有一周水槽,注水用来校对案面的水平。案心处插入一尺长的木竿,太阳东升时,竿影在西,西落时,竿影在东,这样竿影端点由西边最外圆相交,中午交最内圆,傍晚于东边与最外圆交止,每个圆上均有两个交点,连接同一圆上的两点,取连线终点与圆心的连线,即为正南正北方向。

元代赤道日晷是利用日影位置的变化,计量时间的一种仪器,它是由圭表演变而来。晷面和地球面(天球赤道面)平行,晷面中心铜制指针与地球自转轴平行,晷面刻有子,丑,寅,卯等十二时辰,针影投射在晷面上所指示的时刻即为当时的太阳时刻。

明代浑仪是按照元代郭守敬创制的浑仪仿制,元代科学家郭守敬曾对秦汉浑仪进行了改进。

明代简仪是按照元代科学家郭守敬创制的简仪仿制。简仪是我国古代测定天体位置的传统仪器,是对浑仪的改进。它避免了浑仪环圈的互相遮挡,提高了观测精度,被后人誉为新创造。

古代的测风仪器也从最原始的测风仪器羽葆类发展到秦汉的相风铜乌,再到晋代的相风木乌。传说晋朝皇帝出行,仪仗队最前方就有人手举着一个很高的相风木乌用于测量风向,同时古时也有为皇帝候祥风之来的说法。

旗幡、羽葆测风器为古代原始的测风器,是用布帛之类挂在竿上来定风向的工具,谓之旗幡类测风器,后来改用鸡毛做成条形或扇形的羽葆,古人称五两、八两,多为长条形或扇形。

秦代宫中的观象台上有“相风铜乌”,汉代承袭下来,汉灵台仍然用“相风铜乌”来测风。“乌”即乌鸦,太阳的代称,古代神话传说太阳中有三足鸟,故称。

汉晋时代,相风乌已经流传到郡县、藩国及民间。“相风木乌”是为了普及和实用,对铜乌的一种改进。晋代以后,“相风木乌”开始普遍使用。“乌口衔花,花旋则占之”,用乌身的转动来测风向,用花的旋转测风速。

到了唐宋时代,阿拉伯人到广东进行贸易,曾造风信金鸡,改乌成鸡。广东番禺怀圣寺金鸡是我国唯一有详细记载的测风金鸡。

周秦时代,对各类风有过一些描绘,汉代也划分了一些风力等级,但真正列出一个风力等级表,则是到了唐代才完成。公元年,唐代的太史令李淳风在其所著的《乙巳占》中,制定出了0—11级风力等级,科学而又有说服力。其中无害6级,有害6级,后3级为非常大风。英国的蒲福风力等级表制定于年,而唐代的李淳风氏风力等级表制定于年,早了0年。

人类很早就十分重视对云的观测,现在尚存有《白猿风雨图》、《白猿图书序》抄本以及描绘大气对流的《日火下降暘气上升图》等书。其中《白猿风雨图》,为明代刘基所著,此书共有云图幅,包括日、月、北斗、银汉旁云气,并有日食。每幅云图都有形象描绘和文字叙述,指出气象预报意义。《日火下降暘气上升图》为明代进士熊明遇所著,后来他的学生游艺作了补充修改,成为《日火下降暘气上升诸象图》和《云飞雨降雷鸣电掣之图》两种,形象的说明大气对流和雷电产生的过程。

从宋代到元,测雨所用都是日常使用的一般容器,没有专用的雨量器。

宋代秦九韶(公元年至年)计算“天池测雨问题”,用“平地得雨之数”(积雨深度)来量度雨水,是世界最早为雨量测定奠定的理论基础。《天池测雨》中叙述的雨量器,盆口径八寸,底径一尺二寸,深一尺八寸,接雨水深九寸,他运用数学方法计算出平地雨深三寸。《圆罂测雨》中所述的雨量器,口径一尺五寸,腹径两尺四寸,底径八寸,深一尺六寸,罂内接雨一尺二寸,他运用数学方法算出平地雨水深一尺八寸七万四千八十八分寸。

明代延祐滴漏是古时的一种计时仪器,为一组多级壶漏系统,以滴入最下面壶的水量多少来显示时刻。

仰仪是我国古代测定太阳的球面位置的传统仪器,元代仰仪为元代科学家郭守敬创制。

仰仪是一个仰放的中空铜半球,形状像一口大锅,锅沿为平的一圈槽,注水以校仪面的水平,仪面内刻有赤道坐标网,仪唇上刻有二十四节气的位置,在仪面南半部有两根十字相交的直竿和横竿,两者支撑着水平伸向仰仪的中心,其北端装有一个既能南北向转动又能东西向转动的璇玑板,板的中心有孔。观测时,转动璇玑板,使之与阳光垂直,在仪面内会得到一个倒立的太阳实像,与天空中太阳的方位正好相反,通过仪面经纬网可以读出太阳的球面位置,用看到太阳一年之中的位置来确定节气。古人把仰仪称为“太阳钟”。

元代古观象台(观星台)为元代科学家郭守敬所建,今河南省登封市境内。台型结构是台身和石圭组成,台上有简仪、高表、浑天仪等十八种仪器,测日影、测星辰,测定二十四节气,并制定《授时历》颁布全国执行。

古观象台(观星台)是一座高大的青砖石结构建筑,由台身和量天尺组成,台身形状是覆斗状,其作用是“昼参日影,夜观极星,以正朝夕”。观星台高12.60米,底部有一面带有雕刻的矮墙,台北面设两个对称的梯道口,梯道的边沿筑围栏一周,顺砖砌壁,红石压顶并造60级石阶,可盘旋登临台顶。

北京古观象台建于明代正统七年(年),今北京建国门古观象台台址。观象台上仪器仿南京钦天山观象台制造。有浑仪、简仪、圭表、日晷、天体仪等。北京古观象台是明清两代的国家天文台,台体高约14米,台顶南北长20.40米,东西长23.90米,从明正统初年到年止,古观象台从事天文观测近年。

古代的观象台也是气象科学发展的展示,不同时期古观象台反映了当时的气象科学状况,历史上主要的七个观象台分别为,唐尧时代陶寺古观象台、周文王灵台、西汉时期古观象台、东汉时期观象台、南京钦天山观象台、元代古观星台以及北京建国门古观象台等。

西汉古观象台(灵台)建于元鼎元年(公元前年),汉武帝在长安修筑建章宫、灵台,规模很大。建有风阙,上置金凤(铜凤凰);别风阙,测风专用;通天台,上置承露盘;灵台,上置浑仪、相风乌等。

清代前期(公元年至年)阶段,在这近年时间里,随着封建制度的没落,中国沦为西方列强觊觎的对象,气象事业也举步维艰。中国气象科学几乎没有进展,丧失了走向近代气象科学技术的机遇,远远落后于西方。而西方各国在18-19世纪相继实现产业革命后,近代科学技术产生并得到迅速发展,气象仪器发明辈出。这期间,世界气象史上发生两件大事:年,第一个载人氢气球上天,带着气压表、温度计等对高空大气进行探测;年,用近代气象监测网资料绘制出的第一张天气图诞生。

测雨器和蒸发器是这一时期的一些具体成果。戴源在《测圆图解》中记载了迄今所知发现我国最早的以方型为特点的第一套测雨器和蒸发器。两种仪器相匹配研究水分收支,在我国气象仪器史上具有十分重要的意义。

直到清代前期,用测雨器测雨才有了史料记载和实物考证。乾隆测雨器是清代乾隆年间制造的测雨器,*铜圆筒置于测台上。

这段时期里,西方的近代气象科学技术迅速发展,有一些气象仪器仪表传到中国。如空盒气压计(年发明)、铜镀金滚球压力钟(18世纪,整个钟无发条,以球体压力为动力源,带动机芯运转)、温度计(年左右)、湿度计(鹿肠线湿度计,年左右)、风速计(年,胡克发明的风速计)等。

从中国古代气象机构历史发展演变中,可以看到,自*帝起,历朝历代的帝王都非常重视观天测候,每个朝代都设有专门的机构、官职,建有专门的场所。

清代后期,中国的气象事业远远落后于西方。华蘅芳翻译的近代气象学书籍和太平天国开展的气象工作为中国气象史填写了有意义的一页。

年,上海江南制造总局专门设立一个翻译馆,翻译一些自然科学的书籍,其中,科学家华蘅芳也担任了该馆的翻译工作,为了航海业的需要,曾与美国人金楷理合译《测候丛谈》和《御风要术》二书,又与英国人傅兰雅合译《气学丛谈》一书,这是我国最早翻译的三本近代气象学书籍。

《测候丛谈》全书共分4卷,阐述一般气象原理、气象要素及形成、推算方法以及空气含水量问题及大气光学现象等。《御风要术》全书共分节,以13个飓风论题和1个附论介绍了飓风的一般性质和活动规律以及航海者趋避飓风的方法。《气学丛谈》全书共分两卷,上卷以45个课题,论述了水银风雨表和寒暑表仪器制作的沿革、方法、原理、构造及使用利弊等;下卷以22个课题,讨论了空盒风雨表的构造、方法、原理及测高推算等。

太平天国建都南京后,开展了气象观测和天气预报方面的业务,并且非常注重风的观测和记载。太平天国每年颁发的新历将当年的气候变化、植物生长情况以及有关农业生产的知识附在历书里,供农民耕作时参考。清人汪坤编辑的《盾鼻随闻录》中附有吴家桢所写的一首诗说:“高台百尺入青云,天父传言下界闻,第一惑人藏幻术,阴晴三日预先分。”其中的“高台百尺”是指太平天国观测气象的地方,很可能是较大的气象台。“阴晴三日预先分”说明当时已有三天的天气预报了。天气预报内容是通过挂牌的办法通告群众的。

清朝末年到新中国建立前夕,中国社会逐步走向半殖民地半封建的道路,在这样的社会背景下,中国的气象事业也逐步受到英、法、德、日、俄等国的影响,比较先进的气象技术亦因之输入得以发展,与此同出,中国人民为了发展自己的气象事业,相应地建立了中央观象台、气象研究所等机构,成立了中国气象学会,各地(包括私人)也陆续兴办了一些地方气象机构,中国近代气象事业在一个多元而又复杂的时代中逐步发展。

辛亥革命推翻了清*府的统治,但是,随之而来的是内战频繁、外人侵略。年,民国*府在北京设立我国自办的第一个气象台,即中央观象台,隶属教育部。这是中国气象发展史是上一个显著的标志。观象台下设气象科,到年已能开展24小时观测,观测内容有气压、气温、风、雨量、云量、云状、地温等项目。台址设在北京东城建国门内泡子河北岸的全代候台遗址(即古观象台)。高鲁任观象台第一任台长。蒋丙然任气象科第一任科长。

年,南京创立大学院(下设国立中央研究院并于年春独立),设立观象台筹委会,高鲁、竺可桢为常务委员。在成贤街57号大学院安装仪器,从年元旦开始每小时一次的地面气象观测。年2月,观象台筹委会分为气象和天文两个研究所,竺可桢为气象研究所第一任所长。观测地址几度迁移,最后迁到北极阁。年12月和年6月,新建的北极阁气象台和图书馆分别落成使用。

“楼外山川知是何年图画,槛前烟雨须看此日天工。”这两块门联高约2.83米,宽30公分,是当时的中央研究院院长蔡元培先生为气象研究所图书馆所题。

年4月,第三届全国气象会议决定由中央气象研究所等单位组成委员会,以促成全国气象行*机关的成立,当年5月,在竺可桢主持下,第一次委员会在南京北极阁召开,一致同意呈请国民*府筹设中央气象局。经各方共同努力,国民*府中央气象局于年10月在重庆沙坪坝正街6号成立,先后由*厦千、吕炯、李鹿萍担任局长,到年7月实有人数人。中央气象局通过接收、增设两种办法进行气象台站建设,形成以局为总枢纽的全国气象台站网。年9月,全国共有气象台站所个。从事的基本业务工作包括:地面观测、高空测风、天气预报、天气情报传送、气象服务等。

年5月,中央研究院气象研究所与湖南农业改进所合办的南岳气象测候所在衡山祝融峰望月台开始观测记录,这是湖南衡阳设高山气象观测机构进行气象观测的开始。抗日战争期间,该所停止工作。抗日战争胜利后恢复观测。

年,高鲁、蒋丙然、竺可桢等气象学先驱共同发起组织中国气象学会,加入学会的团体会员有6个,个人会员31人。年10月10日下午,中国气象学会在青岛胶澳商埠观象台宣告成立,年至年期间共举行年会16届。

民国时期,地方有识之士及海关、航空、学校、农场等系统先后创办测候所,进行与其密切相关的气象工作。年,清末状元、实业家与教育家张謇(-)在江苏南通博物苑建测候室,年又在南通创办了中国历史上最早的私人气象台“*山气象台”,开展气象观测、预报和出版中英文报表,并与世界40多个国家和地区的多个气象台或机关交流。这是我国最早的私人气象台。年7月,云南盐津人陈一得在昆明创办我国第二所私人测候所——私立一得测候所,自费购买和制作观测仪器,在简陋的条件下坚持气象工作十多年,其家人都参加了气象工作,可以说是一个“家庭气象站”。

年,八路*总部接收了美*延安观察组气象台,成立了延安气象台,张乃召为负责人。另外,在东北、华北的解放区也相继开始了气象工作以及气象培训。

年竺可桢在南京高等师范(中央大学前身)文史地学部开设气象课,这是中国气象教育的开端。年国立东南大学地学系成立气象组,竺可桢任系主任兼气象组组长。年中央大学地理系设立气象组。年清华大学地学系分设地理、地质、气象组。年浙江大学史地系设气象组。年中央大学成立中国第一个高校气象系,*厦千任系主任。年清华大学成立气象系,李宪之为系主任。中央大学年至年期间共有气象专业毕业生73人。

年12月8日,中央人民*府人民革命*事委员会气象局成立,当代中国气象事业历经初创(年至年)、大力建设和调整巩固(年至1年)、上世纪六七十年代、改革开放四个发展阶段,逐渐形成具有中国特色的气象管理体制。建成了布局合理的气象台站网;建立了现代气象业务服务体系;天气预报准确率和短期气候预测水平明显提高;科研教育培训体系不断健全;培养造就了一支素质较高的气象人才队伍;取得了一批重大科研成果。以防灾减灾为目的的气象服务工作,在经济发展、社会进步和国防建设中发挥了重要作用。

新中国的气象台站是在接收整编前国民*府气象台站的基础上不断创建、发展起来的。基础台站网建设从年起步到年基本建成,之后进入以质量建设为主的时期。年底时,实际建设台站个,其中,气象台个,气象(候)站个。年将民航、农业、林业,盐场等气象台站分别移交各有关部门建制领导。年开始,气象部门结合自然条件和行*区划,合理调整各类台站布局并实施分级管理。截止7年,全国气象部门共有气象观测台站个。

气象技术装备系常规气象仪器及专用气象设备的统称,是气象信息采集、传输、加工、处理的必备工具,包括各类地面、高空气象观测仪器和雷达、卫星设备以及用于气象通信、气象预报和服务工作的各种设备和器材。

建国初期,我国十分缺乏必要的大气探测设备,在引进前苏联和东欧的仪器同时,开始筹建气象仪器厂。年在北京、天津、上海等地开始仿造结合生产国产的水银气压表、温度表、毛发温度表、风向标、日照计、雨量器、三杯风向表、维尔达(压板)测风器和百叶箱等气象仪器设备并相继装备台站,投入业务使用。

建国初期,气象台站数量少、分布不均匀,仪器设备残缺陈旧。根据年初统计,台、站、所总共只有个,包括农场和水利部门的32个气象所。仅有南京北极阁、北京两个探空观测站。到年底,全国台站总数达个(个气象台,个气象站),探空和高空测风点发展到69个和65个。20世纪50年代末到70年代中后期,我国大气探测技术和业务有了新的发展。

气象工作的宗旨是为国民经济建设、国防建设和保护人民生命财产安全服务。各级气象部门一直把气象服务作为气象工作的出发点和归宿,坚持以气象服务需求为引领,努力适应社会经济发展对气象服务的需求,不断提高气象服务的能力和水平。

气象预报技术有了很大的进步,预报业务水平有了明显的提高。气象预报业务基本实现由传统的人工为主的定性分析预报向自动化、客观化、定量化分析预报方向的重大变革。已建成国家、区域、省、地区、县五级有机结合的天气预报业务体系。气象预报预测业务由单一天气预报扩展到短期气候预测、气候变化预估、农业气象、大气成分、雷电预警、人工影响天气、空间天气等领域,开展空气质量等级、地质灾害气象等级、森林草原火险气象等级、海洋气象和城市积涝等专项预报业务。

随着气象事业和气象科学的发展,气象中等教育和高等教育体系逐步健全,气象业务培训,气象函授等在职教育也得到发展,形成多层次学历教育和岗位培训相结合的气象综合教育体系,适应和满足了气象科学发展的需求。

气象新闻出版是开展气象宣传工作的重要舆论工具之一,也是气象科技人员获取新知识、新信息、开展学术讨论与交流、普及气象科学知识的园地。年7月,气象出版社成立,30年来已经出版近种约10多亿字的气象专业图书。年4月,《中国气象报》正式创刊发行。

在“现代气象科技展示厅”中,重点展示近年来气象事业现代化建设的成就,展示气象工作的服务领域、服务能力、服务产品和服务水平,展现气象事业的发展理念和发展前景,展现气象人的科学精神和特有的气象文化。

展厅正中央有一个圆球,实际上是一个大型度视频播放系统,其原理是由一台计算机控制四台高性能投影机,通过将画面投射到直径为1.73米的球体屏幕上来呈现映像。通过转动这个“地球”,我们可以很直观地观察世界各地的气温、洋流、风、大气等活动的规律和历史数据,简直就是一部含纳万千数据的“气象字典”。

中国北极阁气象博物馆建于古观象台遗址之上,利用国立气象研究所原存建筑,欲以物为证,以史为脉,以微见著,力图展现中国丰厚的气象历史文化资源,展示现代气象业务发展成就,宣传气象知识,弘扬气象文明。

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