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至穿越古今,听风读云 玩转气象仪器(下)

2021年10月14日

穿越古今,听风读云 玩转气象仪器(下)

上篇带大家穿越回古代,见识了世界上早的测风仪相风铜鸟和古代大数学家秦9韶发明的天池盆。没想到,没有高科技装备的古人也能凭仗智慧玩转气象,发明出这些测天神器。那末,除此以外,我国古代还有哪些有趣的气象仪器,现代又发明了哪些黑科技呢?下面,请坐上时光穿梭机。

测温:冰瓶VS温度计

比起测风向风速和降水量,丈量温度实际上是1件很简单的事,普通人通过人体感官就可以大致辨别出是冷还是热。但是要定个标准,精准丈量出温度的数值其实不简单。中国古代并没有这类高精度的温度丈量仪器,直到比利时传教士南怀仁将西方温度计带入中国,我国才开始有了温度丈量仪器。

虽然我国古代没有量化温度的概念,但不代表古人没有测知温度的意识。史料记载,中国古代很早就确立了寒、冷、温、热的温度概念,先秦时期的瓶中之冰就是1种可以视察温度变化的瓶子。人们会在瓶子中装上水,如果水结冰了说明气温低于零度,冰熔化则代表气温回升。这类叫做冰瓶或水瓶的平整机,可谓是中国原始的1种温度计,被视为现代温度计的雏形。不过,这类丈量低温的方法在温暖的南方明显不适用。

除冰瓶以外,古代人还通过时序轮换和自然天气的变化来推测当天气温和未来的气温,比方大家熟习的2104节气。直到现代,人们还可以通过2104节气判断近期的气温走势和天气情况。这不,前不久刚过的春分,预示着可能会出现连续阴雨和倒春寒天气,诸位不要急着脱去冬衣。

固然,比起看2104节气推算气温,不如直接看天气预报来的方便。现代人用温度计就能够直观地丈量出温度数值,人们也对温度有了普遍的印象,比如210度温度适合,310度以上较为酷热,10度以下比较寒冷。现代用于丈量气温的仪器种类繁多,包括玻璃温度计、金属温度计、金属电阻温度表、热敏电阻温度表、温差电偶温度表等等。气象台站用来丈量近地面空气温度的主要仪器是装有水银或酒精的玻璃管温度表。1般将其放在离地约1.5m处4面透风的百叶箱里,丈量出所谓的地面气温。

测湿:县土炭VS湿度计

古代典籍记载,我国是早发明测湿仪器的国家。《史记 天官书》记载:冬至短极,县土炭,炭动略以知日至,要决晷景。提及的县土炭就是1种把土和炭分别挂在天平两侧、观测挂炭1端天平升降的测湿仪器。如果空气干燥,炭中的水份散发更快,那1头就会变轻,反之则相反。这也就是《淮南子 天文训》中所谓:燥故炭轻,湿故炭重。这类天平式湿度计可称得上是世界上早的湿度计,比欧洲制造的类似的湿度计要早上也有螺旋髓核置换装置1600多年。

古代还有1种相当精致的方法是利用琴弦判断湿度。东汉王充在《论衡 变动篇》中谈到,琴弦变松,天就要下雨。琴弦变松,是天变湿润、弦线伸长所酿成的,表示空气湿度较大。可见,古代的弦琴也可当作原始的湿度丈量仪器,类似现代的毛发湿度计。现代除简单的湿度计以外,还漏电自动断电系统、自动断点停机功能可以用干为增进石墨烯的实际利用铺平了道路湿球温度计、毛发湿度计和电阻式湿度片等仪器来丈量湿度。可能有人发现,很多气象仪器可以同时丈量温度和湿度。比如干湿球温度计就是1种可以测定气温、气湿的1种仪器。它由两支相同的普通温度计组成,1支用于测定气温,称干球温度计。另外一支在球部用蒸馏水浸湿的纱布包住,纱布下端浸入蒸馏水中,称湿球温度计。这类气象仪器早在18世纪就诞生了,1直沿用至今。

小结:说起中国古代发明,除为人熟知的4大发明以外,还有着许多不为人知的小发明。比方那些可谓古代黑科技的气象仪器,都是古人生活生产中逐步积累起来的经验造就的。虽然我们年产值过亿也只有10来家没法亲眼见证这些古代发明的诞生,但是还可以在博物馆看到它们的复刻品,感受千年之前先人的智慧。或,还有机会去到南京鸡鸣山,参观中国近代气象发源地北极阁,听听竺可桢、涂长望、赵9章、叶笃正、陶诗言等1批气象科学家的故事。

编辑点评

2018年是第58个世界气象日,今年的主题是:智慧气象。如今,我们比以往任什么时候候更需要智慧气象。希望在未来,科研人员能够研发出更加精准实用的气象仪器,用以满足广大人民听风读云的需求。