（第一节）我国古代气象科学
我国气象科学源远流长。早在殷代甲骨文中就已发现有风、云、虹、雨、雪、霜、霞、龙卷、雷暴等气象记载。《尚书·尧典》中有“日中星鸟，以殷仲春；日永星火，以正仲夏；夜中星虚；以正仲秋；日短星昂，以正仲冬”，说明观测鸟、火、虚、昂四星，以检定仲春、仲夏、仲秋、仲冬的节气。可见当时观测星辰主要是为了制定历法，分清节气，了解气候，便于安排农事等生产活动。这就很自然地寓天文和气象于一体。
我国历代都设有专门的机构观测天文和气象，远在史前传说时期，天气机构多由世袭专业人员如羲和、重黎等充任。自周至清代，多设有天象行政机构和业务部门，前者称为局（太史局）或监（太史监、司天监、钦天监）；后者则称为台，从周至唐称为“灵台”，唐至元称为“司天台”，明清则称为观象台，清末至民国称为测候所。
因历代都严禁私习天象，自隋代以后，观象机构都重视天象技术人员，如元代规定颁历之政归太史院，而学校之设隶司天台，有提学、教授、学正等官，有天文生75人。明代对司业者分天文、漏刻、回回历等四科。自五官正以下至天文生、阴阳生，各分科肄业。清代有助教厅助教1人，教习2人，分教算学（历算、天文等）诸生。另外，对学习西洋历法也颇重视。古代气象科学本身的形成和发展足迹可从以下三个方面寻找：
一、大气物理认识史
大气物理是研究大气中风、云、雨、雪、雷、电、露和霜等大气现象及其生消机理的学科。
大气一词最早见于《黄帝内经·素问·五运行六论》篇；而气象一词最早见于魏晋及南北朝，但与今天的气象相去甚远。只是到了近代，日本人将西洋的Meteorology译为气象，后又传入我国。这样，“气象”和“气象学”就成为中日通用的科学术语。
云、雨、风、雷、虹、电、雹、霾、雾、霖、霁、蒙、启、晴、阴、晕、晦、飑等大气现象，最早见于殷代卜辞中。再如，《黄帝内经·素问》中就有“地气上为云，天气下为雨。雨出地气，云出天气”。这样的说法。《史记·天官书》中提到阵云、杼云、轴云、兑杓云等。
二、天气和气候认识史
早在殷代卜辞中已有大量卜问未来天气的甲骨文，有卜问短期天气的，又有卜问10天或10天以上长期天气的。《诗经》中有“如彼雨雪，先集维霰”；《焦氏易林》中有“蚁封穴户，大雨将至”；后魏《齐民要术》中有“天雨新晴，北风寒切，是夜必霜”等预报天气的经验。
在气候方面，《逸周书·时训解》最早将一年分为七十二候，以五天为一候；北魏《正光历》首次将七十二候载入历书；《淮南子·天文训》中，正式确定二十四节气名称。据吕才《阴阳书》，从夏至后第三庚为初伏，第四庚为中伏，立秋后初庚为后伏，谓之三伏。南朝宗懔《荆楚岁时记》中已提到“冬九九”说“从冬至次日数起至九九八十一日为寒尽”。
三、应用气象认识史
众多古籍中，对气象与国家管理、气象与农业、气象与蚕桑、气象与医疗卫生、气象与军事、气象与工程器制、气象与制盐以及气象与交通贸易等分别有精辟论述，其中特别以《齐民要术》《本草纲目》及《天工开物》最为著名。
我国是具有5000年历史的文明古国。我国古代人民在长期的社会生活中，积累了不少防止气象灾害、利用气象资源的经验。在对气象的认识上，也有许多贡献。
在有文字历史记载以前，通过考古我们发现，我国的先民们已知道防御气象灾害和利用气象资源，他们已知道进洞穴里避风雨，披着兽皮防寒，利用火来照明、取暖、烤肉。他们已能够根据气候特点来种植作物、养蚕、织衣、烧制陶器。
夏朝时候，我国东部民族还画出了正南-正北的线，现在还保留在江苏海州锦屏山的将军崖上。那时人们已能利用天象、物候进行农事活动。
商代时人们很重视天气对人类活动的影响。当时已用文字表述风、云、虹、雨、雪、雷等天气现象，还利用占卜来预求天气信息，以便安排未来活动。
西周时代人们能用土圭定方位，知道不论“雨、暘、燠、寒、风”五类气象状况是否反常，古代殷墟甲骨文气候资料（张德二摄）都与农牧业生产有密切关系。《诗经》记有一年各月的农事活动，有些篇章还记载了当时流行的一些天气谚语，如“习习谷风，维风及雨”等。《周礼》载有观测天文、气象的职能单位名称（如冯相、保章、胝浸）及其编制、分工和观测场所（灵台、清台、观台），还能分辨十种大气光学现象。周初完成的《夏小正》一篇，介绍了一年中各月的物候，是我国最早的物候学专著。
春秋时代的《春秋》一书开始把天气反常列为史事记载的重要内容之一。秦国人医和已将六种天气（阴、阳、风、雨、晦、明）的反常作为病的外部原因看待，似乎是医疗气象的先驱。曾参（公元前505～前435年）用阴阳学说解释风、雷、电、雾、雨、露、霰等天气现象的成因。管仲（？～公元前645年）不仅认识到植物生长种类与地势及地下水深浅的关系，还提出了齐国三十节气的划分。《孙子兵法》把天时作为军事胜负的五个重要因素之一，可以说是军事气象的源头。
战国时由于战争不断，军事气象学有所发展。吴起（？～前381年）主张打仗要重视风向，还谈到火攻、水攻和马厩小气候。庄周（公元前369～前286年）指出风是空气的流动的概念，并提到日光和风可使水面悄悄蒸发。《考工记》和《墨子》两书分别谈到了大气声学设备，如钟、磬和地听等。《礼记月令》提出了按季节施行政令的办法。《黄帝内经·素问》系统地讲述了许多以气候条件为依据的诊断、治病、养生、防病原则以及疾病形成的气象原因，其中涉及到一些气象病因的人体病理学问题。
秦代是我国大一统时期，已有了各地向中央政府上报告雨情的法律。吕不韦请人著的《吕氏春秋》已暗示出在天空云与地面水之间有水分循环。此书还介绍了山云、水云、旱云、面云的特点；书中有的篇章，可以说是我国现存最早的农业气象学文献。
汉代的刘安在《淮南子·天文训》中首次列有二十四节气名，与现在的名称相同。韩婴的《韩诗外传》最早提到雪花六角形状。汉代已存在三种测定风向的仪器，并有测温计，还暗示了影响乐器发声的大气湿度与天气变化有关。此外，汉代还有承露盘等凝露器的发明，董仲舒（公元前180～前l15年）在《雨雹对》一文中提到了风在云滴碰并中造成雨滴大小疏密的作用，后汉应劭还提出了梅雨、信风等名称。蔡邕（132～192年）《月令章句》中对虹的形成有较好的认识。王充（37～97年）认为雷电的形成与季节有关。雷声与水泼在冶铁炉的火上发出的声音相似，这一切表明汉代时一些气象知识有了很大发展。
晋代的张华在《博物志》中还提到利用圆冰把光线聚集到焦点来点火，该书还提及高空风影响地面风的过程，认为云间与地面风向相逆时，地面风向将有趋于适应云向的变化。
南北朝时期北魏贾思勰的《齐民要术》一书，是非常重要的一部农业气象著作。书中提出了熏烟防霜及积雪杀虫保墒的办法，还介绍了蚕室小气候。公元520年开始，北魏把七十二候列入历书（《正光历》）。南朝刘宋时，沈怀远在《南越志》中有对台风的描述。当时称台风为“飓风”。
隋代杜台卿的《玉烛宝典》，为月令性的书，按月摘录隋以前备书所载节气、政令、农事、风土、典故等，保存了不少农业气象轶文。
唐代天文学家李淳风（602～670年）的《乙巳占》，载有相风木乌的构造、安置及用法。《乙巳占》还按风力大小，将风分为八级。黄子发《相雨书》是最早收集天气经验的专书。唐医学家王冰，在整理注释《黄帝内经·素问》时（762年），曾对国内气候进行过区域划分，是世界上最早提出气温水平梯度概念的人。玄奘（600～664年）的《大唐西域记》，不仅记载了沿途各国的气候特点，还对印度的季节有较细的记述。白居易（772～846年）到庐山，发现山中春天到来较迟，写出了“人间四月芳菲尽、山寺桃花始盛开”的著名诗句。马初写的《平龙认》一书通过实验，首次发现了氧气，书中把氧气叫“阴气”。
北宋最著名的科学家沈括（1031～1095年）对气象学有不少创见，其所著《梦溪笔谈》，涉及气象及节气、历法的内容有25则（如蛾眉宝光、闪电、雷斧、虹、登州海市、羊角旋风、竹化石、瓦霜作画、雹之形状、行舟之法，垂直气候带、天气预报等）。宋初在广州怀圣寺光塔上曾建一金鸡风信器。张择端在《清明上河图》里，虹桥桥堍处绘有四个相风鹤杆，为水陆交通者分辨风向提供方便。北宋蒋之奇（1031～l104年）担任江淮发运职务时，曾在公署前树立相风旗，派专人观测，并令漕船上的人在航运时也逐日记录风情，以便对照。这说明当时的内河航运为了充分利用顺风和减少逆风阻力，已设置有不少简单的风信器。宋代的对外贸易兴盛，船帆的装置已较复杂，顺风、侧风均能控帆航行，谓之“三面风”。范成大（l126～l193年）写的《游峨眉山记》，对上山下山，气温由暖转寒然后又由寒转暖的情况，描写得淋漓尽致，他还指出山上气压低煮米难熟的现象。对峨嵋宝光的出现、消失过程，也描写得十分细致。朱熹（l130～l193年）也比当时一般人对气象现象的认识深刻些，他根据自己的亲身观测而提出看法，例如曾谈到雨的形成、虹是日照雨而成、高山无露以及雷犹如今之爆仗等问题。秦九韶《数书九章》列有四道测雨雪的算题，说明如何由不同形状的承雨雪器皿中所积雨雪，求算平地雨雪的深度。
元代和明代十分重视农业。元朝时司农司官编的《农桑辑要》、王帧的《农书》和鲁明善的《农桑衣食撮要》等书中，均包含丰富实用的农业气象学内容。
晏娄元的《田家五行》既是记载元末明初太湖流域农业气象谚语的专辑，又是现存的古代收集最丰富的天气和节气农谚集，影响深远。明代航海业发达，郑和曾奉命七次率大船队出洋，取得许多成就。其随行的译员写有好几本书，记述航途各地的风土气候。张燮的《东西洋考》记录了航海天气谚语，有利于航海时预估风雨，保障安全。徐光启的《农政全书》中有《占候》一章，对天气经验作了很好整理。明末因沿海有倭寇，东北战乱频繁，内地又有农民起义，故军事气象学有所发展。何良臣《阵纪》中指出，调练军队时，要有全天候的准备，这样才能提高战斗力。他主张军中应配备懂气象的人才，并重视车战、海战、火战时的气象条件，还考虑在有风雨雪雾时应如何作战。茅元仪的《武备志》汇集了当时尚存的许多军事气象文献及江湖上流行的气象歌诀，其中《占度载》中所录尤多，如《风雨赋》等，还录有各种称为《白猿经》的古云图，目的在于观云测天。其中有些云图又比唐代《占云气书》更近写实。
宋应星的《天工开物》中，载有不少工农商业所需的应用气象内容，如舟车、制盐等，有的还附有图示。16世纪周履靖著《群物奇制》一书，其罗列的一些日常经验常识中，也有些涉及气象知识的应用事例。如石灰可以藏铁等。
明末意大利传教士王丰肃（1566～1640年），化名高一志，他在山西曾与韩云合作，译述了《空际格致》一书，介绍西方“地、水、气、火”四元行学说，并以此反对我国的五行学说。但该书在“气属物象”、“火属物象”及“水属物象”中，分别介绍了许多欧洲传统的气象知识，如空际异色、虹霓、围光、多日之象、风云雨雪雾雹霜露、双火单火等，全书约二万五千字，写得条理井然，有定义、有例子、有说理。由于书中大部分讲的是气象现象及其特征和形成原理，应将它看作是最早介绍西方气象知识的专著。熊明遇为明万历二十九年进士，他在《格致草》中曾依西洋科学原理，辨析自然界变化与历史上所载灾异及风、云、雷、雨诸气象现象之所由。他设计的《日火下降、暘气上升图》，仅用一张图就系统地说明对流天气的形成，很有创见。明谈迁（1593～1657年）的《枣林杂俎》介绍了晒盐方法。
