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二十四節氣:科學與中國文化智慧相融

時間:2017-12-06 16:13:00

  聯合國教科文組織將『二十四節氣——中國人通過觀察太陽周年運動而形成的時間知識體系及其實踐』列入人類非物質文化遺產代表作名錄,這極大激發了國人對氣候形成和認知的興趣。二十四節氣是中國民間認知天象、物候、時令和大自然變化規律的知識體系,這一認知譜系在國際氣象界被認為是中國的『第五大發明』,本版特邀國家氣候中心首席專家周兵撰文談談中國二十四節氣的形成過程及科學價值。

  氣候源於地球太陽互動

  氣候(climate)一詞源自希臘語中的klima,意思是傾斜,指的是地平線上太陽光線的角度。古希臘人已經知道如果太陽傾角較小,則氣候較冷,因此接近赤道的地方較熱,而高緯度較冷。馬克·吐溫曾描述氣候是一直持續不斷的;海因萊因認為氣候是任何人所能夠期待的。中國古代文明中對氣候的認識更加接近現實:以五日為候,三候為氣,六氣為時,四時為歲,每歲二十四節氣,七十二候應,氣候的實質是農業生產過程中物候與氣象的有機組合。

   氣候是地球與大氣之間長期的能量交換與質量交換過程所形成的一種自然環境因子。氣候的一般性表述是指長時期內(月、季、年、數年、數十年乃至數百年以上時間尺度)大氣的平均或統計狀況,通常由某一時段內的平均值以及距平均值的離差(距平值)表征,主要反映一個地區的冷、暖、乾、濕等基本特征。

  氣候的外延是指地球大氣熱量、水分及空氣運動的大氣綜合狀態的統計特征,既包括平均狀況,也包括各種可能狀況的概率分布及極端狀況,氣候視其空間尺度大小可分為全球氣候、區域氣候與局地氣候;視其時間演變可分為古氣候、現代氣候和未來氣候。這種多時間—空間尺度的氣候狀況,是包括人類在內的一切生物賴以生存的重要自然環境。

  氣候的形成主要有以下三個方面的原因:第一:太陽輻射與地球運動。第二:地理分布。第三,大氣環流的作用。

  古希臘認識氣候是從地球與太陽活動的角度開始的,地平線上太陽光線的角度觀察不同季節的氣候差異。中國古代文明中對氣候的認知與希臘文明相比,有異曲同工之妙,且歷史更加長遠,揭示的現象和事實能一直沿用至今。《夏小正》一書是我國最早記錄節氣以及物候變化的裡程碑式的文字,所記載的內容和觀察的范圍是後來二十四節氣形成的基礎。古人以五日為候,三候為氣,六氣為時,四時為歲,每歲二十四節氣,七十二候應,氣候的實質是地球與太陽的相互運動,以及農業生產實踐過程中物候與氣象的有機組合。

   古籍中的二十四節氣

  二十四節氣是根據太陽在黃道(即地球繞太陽公轉的軌道)上的位置來劃分的。視太陽從春分點(黃經零度,此刻太陽垂直照射赤道)出發,每前進15度為一個節氣;運行一周又回到春分點,為一回歸年,合360度,因此分為24個節氣。節氣的日期在陽歷中是相對固定的,如立春總是在陽歷的2月3日至5日之間。但在農歷中,節氣的日期卻不大好確定,再以立春為例,它最早可在上一年的農歷12月15日,最晚可在正月15日。

  二十四節氣是中華民族的祖先在長期的生產實踐中逐步認識到季節更替和氣候變化的規律,凝聚了對大自然的感情以及科學的態度和正確的觀點及方法,是華夏祖先歷經千百年的實踐創造出來的寶貴科學遺產。把全年分為立春、立夏、立秋和立冬等二十四節氣,以反映四季、氣溫、降雨、物候等方面的變化,以便掌握農事季節的經驗,對指導農業生產活動的貢獻很大。二十四節氣的劃分是以太陽年為基礎的,是中國農歷特有的重要組成部分,由於那時候陽歷還沒傳入中國,寄附在陰歷的歷書上,使之成為混合歷。

  二十四節氣系統是逐步完備起來的。早在春秋戰國時期,中國就已經能用土圭(在平面上豎一根杆子)來測量正午太陽影子的長短。戰國末期《呂氏春秋》已明確提到冬至、夏至、春分、秋分四個節氣。一年中,土圭在正午時分影子最短的一天為夏至,最長的一天為冬至,影子長度適中的為春分或秋分。隨著山西襄汾陶寺古觀象臺的發現,進一步印證了《尚書·堯典》『分命羲仲,宅嵎夷……寅賓出日,平秩東作。』的記載。陶寺古觀象臺形成於公元前2100年的原始社會末期,比目前世界上公認的英國巨石陣觀測臺(公元前1680年)還要早近500年。

  西漢劉安著的《淮南子》一書裡就有完整的二十四節氣記載,並詳細地介紹了節氣推算的方法和節氣的有關內容,論述了天地日月、風雨雷電等自然現象的生成,以及對人類和社會生活秩序與農業生產的影響。

  二十四節氣與氣候變化

  中國幅員遼闊,從南到北依次跨越了熱帶、副熱帶以及中緯度溫帶地區。中國的西北地區為內陸地區,為大陸性氣候,冬冷夏熱。而在中國的東部和南部,是東亞大陸和西太平洋的交匯區,海陸熱力差異明顯,是典型的季風氣候區,由南往北依次為熱帶和副熱帶季風氣候,溫帶季風氣候。

  中國地理氣候環境及各地理區域氣候環境的差異性,是中華文明多元一體格局形成的重要基礎,黃河流域的氣候環境優勢則是促成該地區逐漸成為多元一體文化格局中心的重要因素之一。黃河流域最適宜人類生存繁衍,農耕時代的幾千年裡,黃河流域一直依靠二十四節氣來安排生活和生產活動。二十四節氣的影響由黃河流域擴展到整個華夏大地,又遠播海外各大洲。

  從二十四節氣的命名可以看出,節氣的劃分充分考慮了季節、氣候、物候等自然現象的變化。其中,立春、立夏、立秋、立冬、春分、秋分、夏至、冬至是用來反映季節的,將一年劃分為春、夏、秋、冬四個季節。春分、秋分、夏至、冬至是從天文角度來劃分的,反映了太陽高度變化的轉折點。而立春、立夏、立秋、立冬則反映了四季的開始。由於中國地域遼闊,具有非常明顯的季風性和大陸性氣候,各地天氣氣候差異巨大,因此不同地區的四季變化也有很大差異。

  小暑、大暑、處暑、小寒、大寒等五個節氣反映氣溫的變化,用來表示一年中不同時期寒熱程度;雨水、谷雨、小雪、大雪四個節氣反映了降水現象,表明降雨、降雪的時間和強度;白露、寒露、霜降三個節氣表面上反映的是水汽凝結、凝華現象,但實質上反映出了氣溫逐漸下降的過程和程度:氣溫下降到一定程度,水汽出現凝露現象;氣溫繼續下降,不僅凝露增多,而且越來越涼;當溫度降至攝氏零度以下,水汽凝華為霜。小滿、芒種則反映有關作物的成熟和收成情況;驚蟄、清明反映的是自然物候現象,尤其是驚蟄,它用天上初雷和地下蟄蟲的復蘇,來預示春天的回歸。

  在全球氣候變暖的背景下,24節氣的適用性也發生了變化。人們發現桃花往往在驚蟄節氣到來前就紅了;清明節後時常出現氣溫飆昇,一日入夏;夏日裡雨日少了,暴雨強降水多了;冬天裡冷空氣頻數小了,寒潮強度變弱了。

  二十四節氣歌

   (節選)

  春雨驚春清谷天,

  夏滿芒夏二暑連。

  秋處白秋寒霜降,

  冬雪雪冬小大寒。

   七言節氣詩

   (節選)

  一月小寒接大寒,

  二月立春雨水連;

  驚蟄春分在三月,

  清明谷雨四月天;

  五月立夏和小滿,

  六月芒種夏至連;

  七月大暑和小暑,

  立秋處暑八月間;

  九月白露接秋分,

  寒露霜降十月全;

  立冬小雪十一月,

  大雪冬至迎新年。

  《光明日報》( 2016年12月16日10版)

來源:光明網  作者:周兵            編輯:錢晶
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