风向仪的发展历程（讲义）

风向仪的发展历程古人是如何认识风的？早在殷商时期，甲骨文中就有较多关于风的记载，出现了四方风的描述。此后，随着人们经验的积累以及对风的认识不断深入，到唐宋时期，对风的基本特性、季风、台风等有了较为科学的认识。同时，古人开始利用风能，促进了当时生产生活的发展。早在殷商时期，甲骨文中就有较多关于风的记载，出现了四方风的描述。此后，随着人们经验的积累以及对风的认识不断深入，到唐宋时期，对风的基本特性、季风、台风等有了较为科学的认识。同时，古人开始利用风能，促进了当时生产生活的发展。殷商的武丁时期出现了与“四方神”和“四方风神”有关的记载，如“东方曰析，凤（风）曰劦（协）；南方曰夹，凤（风）曰微；西方曰夷，凤（风）曰彝；北方曰宛，凤（风）曰伇”。古人将风与东南西北4个方向联系在一起，并为之命名。因此，此时的古人开始认识到，风与劳动生活密不可分，但是尚不能认识到风是冷热空气对流产生的，而是赋予其神化色彩。此后，古人对风的认知逐渐摆脱神化色彩，认识到“气”是在天地间流动的产物。战国末年，有关于八个风向名称的记载。在《吕氏春秋》中提到：何谓八风？东北曰炎风，东方曰滔风，东南曰熏风，南方曰巨风，西南曰凄风，西方曰飂风，西北曰厉风，北方曰寒风。这是我国古代最早有关八种风向的记载。这一时期，中国古人对风的认知逐步从对风的神化转化为认识到风与气的关系，即风是气的一种表现形式。到了唐代，古人对风力系统有了科学的表述。李淳风详细记录了观测风的方法，并将风划分为八个等级，成为世界上第一个给风定级的人，比西方蒲福风力等级早了一千多年。目前最早的测定风向的仪器可以追溯到商代。甲骨文中记载了一种简单的风向仪，称为“伣”，是在一根风竿上系上布帛或者长羽的最简单的“示风器”。它在风竿上系一个铃铛，当风吹过的时候，铃铛就会发出声音。一般有专门人员负责实时监看伣被吹动的方向，并监听铃铛发出的声响，以此来报风向。此时的伣，类似于现代的风铃。随着生活水平与制造水平的不断提高，伣经过不断的发展与完善之后，其改进版本“五两”在秦汉时期被广泛使用，用五两或八两重的羽毛制成侯风旗，即使有一点点的风，也可以随风而动，其灵敏度相当高，不仅可以用来观测风向，还可以根据风旗的上扬程度简单判断风力的大小。到了西汉时期，出现了对“綄”这种风向器的记载。据《淮南子》叙目上记载：辟若綄（伣）之候风也，无须臾之间定矣。綄，候风者，楚人谓之五两。綄是一种羽毛或饰带，在伣的基础上进行了重量的统一，将重量定为五两，便于不同地方对风力和风向进行比较。因此，綄比伣在风的观测上更加精密，是我国测风技术的一大进步。候风旗，唐朝人称为“相风旗”，宋朝人称为“占风旗”，名字虽然不同，但功能一样。宋朝时，有位叫蒋颖叔的苏州人很擅长使用占风旗。除了候风旗，古人使用较广的测风器还有“相风乌”。“相风乌”也称“伺风乌”，有木质和铜质两种，传说发明于舜禹时代。汉武帝太初元年（公元前104年）建的建章宫上立有“凤阙”，此阙得名便因上立铜质相风乌——凤凰造型的测风仪，人称“铜凤凰”，俗称“铜雀”。西汉末年，出现了另外一种测风仪器，叫做“相风鸟”。由于“凤凰”在体型上相对庞大笨重，而鸟相对于凤凰而言，除了更加轻便外，也同时具有与凤凰一样的神话色彩，因此相风鸟逐渐取代了铜凤凰。关于相风鸟有这样一段描述：铸铜凤，高五尺，饰黄金，栖屋上，下有转枢，向风若翔。当有风的时候，相风鸟下的转枢会随风转动，鸟头部也随之转动，头部指向的方向便是风的来向，这是对相风鸟工作原理的最早描述。三国时期，由于金属质地的测风仪器过于笨重，转动不灵便、搬运不方便，古人逐渐用相对轻巧的木制测风仪器“相风木乌”代替相风铜乌。相风木乌不仅被广泛应用于官方大型建筑物上，也被民间应用于庭院、车辆、舟船等日常生活和交通中。到了唐代，人们开始使用结构更加简单、移动更加方便的测风器——羽占。它是由伣等发展而来的，在《乙巳占》中有关于羽占的记载：常住安居，宜用乌候；军旅权设，宜用羽占。这里将相风木乌和羽占的用途加以区分，相风木乌适合设在固定居所，而羽占由于其更加轻便的特性，适合在军队中使用。古代国外有哪些测风“神器”？古希腊人通过建立风塔来占方位、竖风标。建筑师薛拉斯特斯于公元前48年前后建造了一座风塔，用以观测风向。风塔呈八边形，八边代表八个方位，包括四正向、四隅向，每一条边上雕刻着一个风神，象征各种风的性质。公元12世纪，西方教堂屋顶上开始有了候风鸡的装置，其外形像公鸡，可随风自由转动，人们通过观测鸡首的方向来判断风的方向。它与现在的风向标原理相似，但是候风鸡只能观测到风的大致方向，而不能以度数来表示精确的方向。欧洲文艺复兴和哥伦布发现美洲大陆，极大促进了海上贸易的发展，气象相关需求愈发强烈，逐渐出现了方便海上航行的测风仪器。这时的测风仪器不仅能够测量风向，还能测量风速。公元1450年，利昂·阿尔贝蒂发明了第一台风速计。公元1625年，意大利帕杜亚大学医学教授山脱利发明了一种压板风速仪。十八世纪中叶，包格根据压板风速仪的原理，将其改造成一种很轻的、可携带的风速仪，用来测定海上的风速。工业革命的到来推动了新型气象仪器的快速发展，大量气象观测站开