天气预报中常提的降水量是如何测算的？古人有高招

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作者：黄卫

  谷雨决定谷物种植时间  

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公元前4世纪

公元前 4 世纪印度文献中所记载的雨量器，据称是最早有文献记载的雨量器。他们使用直径约 45.72 厘米的雨量计来确定应种哪种种子，为谷物生产设定了精确的时间标准。

从犹太文本中获得的第二笔记录显示，巴勒斯坦部分地区的年降雨量约为54厘米，尽管目前尚不清楚是一年还是几年，仍可推测他们正在使用某种雨量计来测量降雨量。

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公元1200年

从公元 1200 年开始，雨量器的使用遍及整个亚洲。天池盆被认为是中国古代最早被记载的雨量器之一，天池测雨实为天池盆测雨。南宋《数书九章》第二卷中《天时类》共 9题，与测雨相关占了 4 题，可见天时对农时的重要程度。（关于《数书九章》中的4道数学题，我们将于近期推送相关文章，敬请期待！）

文字显示，中国人在主要城市安装了雨量器，对雨量特别感兴趣。这些地区的降雨量还被应用来估算全国各地的降雨量。

韩国也在各地使用了雨量器，他们使用的雨量器设计从15 世纪到 20 世纪都没有太大变化。根据英国皇家气象学会的研究，这些量具（量规）非常先进，当时的欧洲没有使用过任何这样的量具（量规）。

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1411年

1441 年，据称，朝鲜王朝（韩国）的世宗大王制作了第一个标准化的雨量计。

试制的铁质测雨器标准尺寸：高 2 尺、径 8 寸 , 次年改为高 1. 5 尺、径 7 寸的铜测雨器。

世宗大王将之置于书云观台上 , 并颁令全国仿造 , 每次降雨后由专人观测并上报雨量深度。1770 年政府又重按原规格制测雨器，并责令八道两都仿造测雨器。

目前 , 韩国中央气象台还保存有 1837 年所造的古青铜测雨器。

  雨量关联降雨时间  

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1639年

1639 年，意大利数学家卡西内斯·本尼迪托·卡斯特利在圣彼得罗修道院构想了测量降雨强度的雨量计，以研究雨量水平的波动，还就其实验与伽利略交换了想法。

在 1639 年 6 月18 日卡斯特利神父给伽利略·伽利莱的信中描述了测量操作及其推论。这次雨量计的发明将降雨时间与降雨量的测量联系了起来。

卡西内斯·本尼迪托· 卡斯特利

卡西内斯·本尼迪托· 卡斯特利（Cassinese Benedetto Castelli）（1577 年—1643 年）意大利数学家 , 伽利略的弟子。他当时最著名的论文之一《关于水的测量》于 1628 年在罗马出版。他还被认为是雨量器的发明者。

这是在佩鲁贾（Perugia）的圣彼得罗修道院庭院的第一次实验。卡斯特利遇到了一场暴雨，这场暴雨袭击了特拉西梅诺湖。

他给伽利略的信中提到：“湖上下雨了……于是拿了一个圆柱形玻璃容器（已知量的水校准，在玻璃容器上标出了相应的高度）……我将它暴露在露天以接收掉进里面的雨水，我独自待了一个小时……又一个小时。”

他用记号笔每小时标记雨水所达到的高度，成功地进行了欧洲降雨量的首次测量。他用简易的手持式雨量设备记录了当天圣彼得罗修道院持续数小时的降水量。

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1662年

时间推进到1662 年，克里斯托弗·雷恩爵士将广泛的情报用于气象研究：他发明了翻斗式雨量计。

这一雨量计由 1 个接收漏斗和 3 个隔间组成，3 个隔间轮流每小时收集 1 次降水。他还在1663 年设计了1 个“天气钟”，用于记录温度、湿度、降雨量和气压。

克里斯托弗·雷恩（Christopher Wren）毕业于牛津大学，英国皇家学会的创始人（1680 年—1682年任会长），历史上最著名的英国建筑师之一，同时也是解剖学家、天文学家、几何学家和数学家物理学家。

克里斯托弗·雷恩

从1675 年开始，他在大火过后重建了伦敦市 86座教堂中的 51 座，（包括 1710 年竣工，被视为他的杰作的在拉德盖特山上的圣保罗大教堂（StPaul's Cathedral）。

1723 年 3 月8 日雷恩在汉普顿宫逝世，被安葬于圣保罗大教堂唱诗班席位之下的地穴内。教堂的门口建有墓碑，刻有拉丁文的墓志铭：Si monumentum requiris, circumspice（你在寻找他的纪念馆吗？请看你的周围）。

1695 年，罗伯特·胡克（Robert Hooke）设计了翻斗式雨量器，是最早的翻斗式雨量器，而他的设计理念也一直沿用至今。

罗伯特·胡克

胡克将一个玻璃漏斗安装在一个木架上，漏斗的下端伸进一个较大的容器（集水盆）内，以将容器所收集到的雨水用秤称量。胡克的雨量器在伦敦使用了一年，收集了 74 厘米（29 英寸）的水。

而早在 1679 年，他在好友雷恩爵士的空气钟基础上完成了他对空气钟的设计。

来源：《一只早飞千年的鸟：中国古代气象观测与测量科技》

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编辑：Lemon