【天气敏知道】2022年3月4日气象课堂

 

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快来一起打开今天的“天气锦囊”!

 
【天气敏知道】2022年3月4日天气锦囊

今天是3月3日星期四,首先进入今天的知识科普小课堂时间:今天咱们有些热闹,很多朋友不知道,看似普通的一天,实则非比寻常,快拿出小本本,我要敲黑板了!今天是“全国爱耳日”、“二月春社日”、“世界野生动植物日”。

气温上来看,明天气温最高22℃,最低5℃,整体上来看,明天是多云天气,空气质量良,指数77,西北风3级,湿度46%,紫外线强。

好啦,接下来进入今天的“气象课堂”时间,今天敏敏就来和您分享一下“古人是如何测量空气湿度的”,记得收藏哦!

最早的测湿仪器

我国最早的测湿仪器出现于西汉时期,名为天平式湿度计,它比国外的测湿仪器早出现1600多年。这种湿度计的构造很简单:用一根粗细均匀的木杆悬挂在立柱的中点处,两端分别挂上吸湿能力不同的物品,它的样子好像一架天平。

西汉淮南王刘安主持撰写的《淮南子》一书曾对天平式湿度计有过记载,描述了当时人们用羽毛、木炭测湿,以预测降雨。

书中还指出了其中的测湿原理:因炭吸湿性强,也易变干燥,极易随空气湿度改变而产生质量变化,“燥,故炭轻;湿,故炭重”。这里用科学语言可以描述为,羽毛或炭的质量受温度影响较小,基本保持不变。把羽毛或炭悬挂在天平的两端,使之处于平衡状态,当湿度发生变化时,炭随湿度改变而产生质量变化,而羽毛不发生明显变化,天平因此失去平衡。经过多次测量,由天平倾斜角度的大小可以大体知道湿度情况。 

三国时期的孟康曾详细记载过天平式湿度计的结构:把铁和炭分别挂在天平的两端,让天平平衡。冬天时,空气比较干燥,炭端上翘,铁端低垂;夏天时,空气比较潮湿,炭端低垂,铁端上翘。 这两处关于天平式湿度计的记载并非孤例,历代古书中类似的记载有不少,天平式湿度计另一端挂的东西也不尽相同,有用铁和炭的,也有用羽毛和炭的,还有用土和炭的,等等,反正都离不开炭。 由于这种天平式湿度计具有简便、易制作的优点,且灵敏度尚可,故而如今在一些农村地区仍有人使用。不过,这种湿度计也存在体积太大、精确度不高等缺陷。

到了明清时期,出现了一种鹿筋式测湿计:以2尺长的鹿肠线夹在架子顶端,下面设有指针圆盘,空气的湿度变化会导致圆盘转动,可以精确得出湿度。西方学者认为,这种鹿筋式湿度计就是现代湿度计的雏形

在欧洲,到了16世纪中叶,才有人用鸟兽的肠子制成弦线,或用野雀麦芒的长度变化来测知大气的湿度。万物中以鸟兽的筋皮对燥湿气的效应最为明显,所以人们用筋弦来制作仪器,如前面所提到的鹿筋式湿度计。

古人测湿有妙招

归根结底,湿度计的发明源于古人对晴雨规律的观察。民间流传下来许多有关预知晴雨的谚语和土办法,其中有不少都是科学经验的结晶。 唐代有“壁上自然生水者,天将大雨”和“石上津润出液,将雨数日”等记载。东北地区有“水缸穿裙,大雨倾盆”“食盐化水,天将大水”之类的谚语。 明代科学家徐光启在《农政全书》里引用了一条农谚:“檐头插柳青,农人休望晴;檐头插柳焦,农人好作娇。”其中的“作娇”是指酿酒。这句农谚翻译为白话文是说:折下来插在檐头的柳枝如果保持常青,说明空气潮湿,柳叶中的水分不易蒸发,所以天气不得放晴;若柳叶枯黄,那是因为空气干燥,柳叶中的水分蒸发得快,天气必将放晴,气温回升,正好可以酿酒了。  元代以来,民间还有一种“称水”的方法,可以用来预知晴雨。这种方法是在每天晚上盛满一瓶水,翌日早晨称一下,如果分量还是很重,说明水分蒸发较慢,天气容易下雨;反之表明空气非常干燥,天气不容易下雨。

人们发现,影响晴雨的最重要因素是大气湿度,这一点在西汉时期的《淮南子》一书中有明确记载,即“湿易雨”。所以,古人很注意寻求受大气湿度影响的现象,战国古琴便是湿度计的雏形

▲古琴琴弦的长度会随外界湿度变化而发生改变,从而引起古琴音调的明显变化。古琴也因此成为湿度计的雏形

早在战国时期,人们就知道“风雨之变可以音律知之”。后来的《淮南子》中也这么说。对此,东汉科学家王充在其所著的《论衡》中指出:“琴弦缓”是天雨的征兆。这是一条很正确的经验。因为将要下雨时,空气湿度显著增大,拉紧的琴弦吸收了水分,就会变得长而松弛,所以其音调也就变低了。琴弦的长度随大气湿度的变化是很微小的,不易觉察,但因此引起的音调的变化十分明显。故而,通过音调的变化去预报天气的晴雨是相当灵敏的,也是十分巧妙的,其中已孕育着悬弦式湿度计的原理。

所谓悬弦式湿度计,即根据某种“悬弦”的长度随湿度而变化的原理制成的湿度计。如此说来,战国时代的那张古琴就起到了这种湿度计的作用。

 

编辑丨左一凡 

音频丨黄敏

审核丨倪娜 王珍