我国先民怎样观测风向和风速
文/刘昭民(台湾)

  风向和风向的测定,不论是农业和工业生产或者军事都非常需要,所以现代气象人员要使用由风向标和记录器所构成的风向计来观测风向,要使用风杯风速计和达因风速计等仪器来观测风速。
  我国古代先民虽然缺少现代化的气象仪器来观测风向和风速,但是他们很早就已经知道观测风向风速的重要性,而想尽办法发明一些简单的工具和仪器来观测。由殷墟出土的甲骨卜辞中已发现有“俔”字,这个字就是候风羽,也就是在风杆上系布帛、茅草、鸟羽或鸡羽的简单测风器。到了汉武帝时,《淮南子》一书上说:
  “綄之候风,许注云:綄,候风者,楚人谓之五两。高注:綄作云,世谓之五两。”
  说明这是使用绸绫之类的东西所做成的旗子,或者使用羽毛结成一串长羽,悬在高杆之顶,看旗子或长羽的吹向来观测风向,并由扬起的程度估计风速的大小。《淮南子》一书又说:
  “譬之见风,无须臾之闻定(安定)矣!”
  由此可见这种测风器还相当灵敏。
  西汉武帝时,中国人也已经发明铜凤凰——观测风向的仪器,《三辅黄图》卷之二《建章宫》有载:
  “汉武帝太初元年(公元前104年),作建章宫,建章周围三十里,东起别风阙,汉武帝造,高二十五丈,乘高以望远,又于宫门北起园阙,高二十五丈,上有铜凤凰,……铜凤,高五尺,饰黄金,楼屋上,下有转枢,向风若翔。”
说明当时的铜凤凰系装置在屋顶上,铜凤凰下面有转枢,风吹来时,它的头会向着风,好像要飞的样子,可知铜凤凰很像今日之风向标。
  东汉时代,科学家张衡也发明了相风铜乌,《古今图书集成》上有载:
  “东汉张衡制相风铜乌,置之于长安宫南灵台之上,遇风乃动。”《三辅黄图》卷之五<台榭>篇记载得更详细,文曰:
  “汉灵台(天文台)在长安西北八里,汉始曰清台,本为候风者(占候人员)观阳阴之变,更名曰灵台,郭缘生述征记曰:长安宫南有灵台,高十五仞(120尺),上有浑仪,张衡所制,又有相风铜乌,遇风乃动,察其所自,云鸟动百里,风鸣千里,又有铜表(铜质日晷仪),……题云太初四年(公元前101年)造。”
  由“遇风乃动,鸟动百里,风鸣千里”,可知它能指示风速之快慢,故可能是雏形风速表。
  1920年,考古学家曾经在河北省安平县逮家庄东汉墓中,发掘到画砖上绘着一副大型建筑物,上面有群鸟鸟瞰之图。在主要建筑物后面有一座钟鼓楼,其上并绘有相风铜乌和测风旗,这是最早的相风铜乌图形,绘于东汉灵帝时代(距今1800多年)。
可以证明东汉时代,我国先民确已使用相风铜乌和测风旗。
  到了魏晋南北朝时代,我国先民继续使用相风铜乌,为了减轻重量,乃将铜制改为木制,如此,搬运更加方便,因此它被使用的范围更加扩大,无论是城墙、官吏富豪家的庭院园林中、舟船和车辆上,都可以看到相风铜乌。
  到了唐太宗时代,科学家李淳风提出“候风必于高平远畅之地”以及“须除外,不被隐蔽”的观点,与今日测候所安置风向风速仪器的原则相同,并提出二十四个风向的方位:四个卦名——乾(西北)、离(东北)、巽(东南)、艮(西南),八个天干——甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸,十二个支辰(地支)——子(北)、丑、寅、卯(东)、辰、巳、午(南)、未、申、酉(西)、戌、亥等,先定风的去向,就可以明白风的来向。
  唐代李淳风还首次将风力分成十个等级,《观象玩占》卷四十八《风角占风来远近法》有云:
  “凡风发初迟后疾者,其来远;初急后缓者,其来近。动叶十里,鸣条百里,摇枝二百里,落叶三百里,折小枝四百里,折大枝五百里,飞沙走石千里,拔大根三千里。凡鸣条以上,皆百里风也。”
  当时系利用目力观测风力,将风力分成十个等级(上述八个等级加上静风与和风,共十个等级),于公元1804年英人蒲福所定之蒲氏风级,以区分风力之方法相近,但是李淳风定此风力等级比蒲福早1100多年。
唐玄宗时也有相风旌的设置,《开光天宝遗事》有曰:
  “五王宫中,各于庭中竖长竿,挂五色旌遇竿头。旌之四垂缀以小金铃,有声,即使待从者视旌之所向,可以知四方之风候。”
此相当于测风旗,也相当于近世纪来测候所使用的风向旗和风向袋。
  到了宋代,我国先民仍然使用相风鸟,不久以前,山西省浑源县辽代圆觉寺发现释迦舍利砖塔塔顶上有一个铁质鸾凤风向标,呈黑色,构造精巧,转动自如,是我国现存最古老的风向标——相风鸟。宋代各地之地方官署也使用占风旗,每天进行风场观测,而且还逐日记录下来,一如现在气象台气象观测人员之日常作业一般。
  唐朝时代,西人于9世纪所创制的候风鸡,可能由回人传到中国,宋代方信儒曾在《南海百示》上记载唐代广州怀圣塔上立有风向鸡,随风南北。文曰:
  “番塔——适于唐时,回怀圣塔,轮囷直上,凡六百十五丈,绝无等级,其顶标一金鸡,随风南北,每岁五六月,夷人(西人)率以五鼓,登其绝顶,叫佛号,以祈风信,下有礼拜堂,系怀圣将军所建,古今称怀圣塔。”
  清道光年间,江南道总督麟庆,在《河工器具图说》卷一中说:
  “刻木象鼻型,尾插小旗,立於长竿之抄或屋顶,四面可以旋转,如风自南来,则鸟向南,而旗向北。”
  由此可见我国自汉代以还就一直使用相风铜乌和相风木乌,而西人直到8世纪(相当于我国唐代)才发明候风鸡,我国先民是凤凰形或鸟形,而西人是作用公鸡形,但是中国人的发明比西人早1000年。

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