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沒(méi)有現(xiàn)代科學(xué)儀器,古人如何測(cè)量空氣濕度?

[2017/4/5]

沒(méi)有現(xiàn)代儀器,古人如何測(cè)量空氣濕度?江南連著陰天,說(shuō)說(shuō)古人是怎么做天氣預(yù)報(bào)的。相比起來(lái),在古代氣象預(yù)報(bào)中,對(duì)大氣濕度的觀測(cè)難度更大些,因?yàn)楝F(xiàn)代有精確的濕度儀,在古代有嗎?也有呢。
  
  空氣濕度是指空氣中水汽含量和濕潤(rùn)程度。濕度對(duì)人影響都很大,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已證實(shí),濕度與呼吸之間的關(guān)系非常緊密。在一定的濕度下氧氣比較容易通過(guò)肺泡進(jìn)入血液,濕度過(guò)高影響人調(diào)節(jié)體溫的排汗功能,人會(huì)感到悶熱?偟膩(lái)說(shuō),人在高溫但低濕度的情況下(如沙漠),比在溫度不太高但濕度很高的情況下(比如雨林)的感覺(jué)要好。
  
  古代天氣預(yù)報(bào)時(shí)咋測(cè)空氣濕度的?古人這招絕妙!
  

(現(xiàn)代電子測(cè)溫測(cè)濕)
  
  古人雖然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)濕度與人體健康的科學(xué)關(guān)系,但也認(rèn)識(shí)到了濕度對(duì)人們生活、學(xué)習(xí)有多方面的影響,所以很早就知道"測(cè)濕"了,而且想出來(lái)的方法甚是絕妙。
  
  觀測(cè)空氣濕度,先秦時(shí)期的氣象預(yù)報(bào)工作中便應(yīng)該出現(xiàn),西漢時(shí)已有文字記載!痘茨献 · 本經(jīng)訓(xùn)》中便有這樣的說(shuō)法:"雷震之聲,可以鐘鼓寫也;風(fēng)雨之變,可以音律知也"。
  
  這句話里透露時(shí)人已注意到了濕度問(wèn)題。 為什么?東漢王充《論衡 · 變動(dòng)篇》稱:"故天且雨,螻蟻徙,丘蚓出,琴弦緩,固疾發(fā)。"這里的"琴弦緩",就是濕度發(fā)生變化所致。元末婁元禮《田家五行》一書中對(duì)此有具體說(shuō)法。
  
  書中記載一句流行諺語(yǔ),叫"晴干鼓響,雨落鐘鳴"。婁元禮就此注釋:"琴瑟弦索調(diào)得極和,則天道必是一望略無(wú)纖毫,方能如是;若是調(diào)卒不齊,則必陰余之變,蓋亦氣候致而然也。若高潔之弦忽自寬,則因琴床潤(rùn)濕故也,主陰雨。"
  

(古人撫琴)
  
  大概意思是,古人通過(guò)聽(tīng)琴聲,凡能知道空氣濕度大小,預(yù)知陰陽(yáng)。如果琴弦松了,音律調(diào)不準(zhǔn),是因?yàn)榭諝鉂穸仍黾恿,預(yù)示天氣有變,未來(lái)是陰雨天。可見(jiàn)秦漢時(shí),人們對(duì)空氣濕度已有準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí),通過(guò)琴弦變化知道大氣濕度變化。
  
  通過(guò)琴弦的變化來(lái)觀察空氣濕度,一直到清朝都在用。清明發(fā)明家黃履莊發(fā)明的"驗(yàn)燥濕器",就是利用"弦線吸濕"的原理制作出來(lái)的,相當(dāng)靈驗(yàn),靈敏度并不比現(xiàn)代的濕度差:"內(nèi)有一針,能左右旋,燥則左旋,濕則右旋,毫發(fā)不爽,并可預(yù)證陰晴。"但是,現(xiàn)代科學(xué)家再也制作不出這樣的"測(cè)濕儀"了。
  
  1658 年來(lái)華傳教的比利時(shí)人南懷仁,也曾使用鹿筋,于清朝康熙年間制作了一件"濕度器"。需要注意的是,選用動(dòng)物的筋線制弦有講究,動(dòng)物不能太老,動(dòng)物越小筋對(duì)濕度越敏感,測(cè)濕時(shí)越靈。南懷仁制作的濕度器,用的便是小鹿的筋。
  

(南懷仁)
  
  為了準(zhǔn)確觀測(cè),西漢時(shí)用上了"測(cè)濕儀",這比達(dá) · 芬奇于十五世紀(jì)時(shí)設(shè)計(jì)出的濕度計(jì)要早一千多年。這種測(cè)濕儀是利用炭吸濕性強(qiáng)的特點(diǎn),借助天平原理實(shí)現(xiàn)測(cè)濕目的。
  
  中國(guó)是最早發(fā)明測(cè)濕儀器的國(guó)家!妒酚 · 天官書》記載:"冬至短極,縣(懸)土炭,炭動(dòng) …… 略以知日至,要決晷景。"
  
  西漢時(shí)人們有"縣土炭"的風(fēng)俗:冬至節(jié)氣前,把土和炭分別掛在天平兩側(cè),通過(guò)觀測(cè)天平兩端升降,來(lái)判斷濕度變化。如果空氣干燥,炭中水份散發(fā)快,會(huì)變輕,放炭這端就發(fā)上升;如果空氣濕度增加,正好相反。
  
  此即《淮南子 · 天文訓(xùn)》中所謂:"燥故炭輕,濕故炭重。"《淮南子 · 泰族訓(xùn)》則進(jìn)一步說(shuō)明了測(cè)濕儀工作原理:"夫濕之至也,莫見(jiàn)其形而炭已重矣;風(fēng)之至也,莫見(jiàn)其象而木已動(dòng)矣。"

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