气象观察与物候记录

沈括十分注意观察与研究天气和气候现象。《梦溪笔谈》一书中就有不少这方面的记载。

1075 年，沈括出使契丹时，曾观察和记载了虹现象，并分析了虹的原因。书中写道：在一个雨过初晴的黄昏，住所帐前的小溪上出现了虹，虹两垂入小溪。当站在小溪旁朝东方望时可以看见虹，而站在东面朝西望时，则只见阳光闪烁而不见虹。这说明虹的位置和太阳相对，傍晚时只有自西向东观看才能见到，因为“虹是雨中的日影，日光照着雨点时便发生”。这个解释虽然还不够完整，但在 900 年前能说清这种观点，也是很有价值的。

沈括在物候学方面也有精辟的研究和贡献。他在《梦溪笔谈》中用白居易的诗句“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，说明了高度对温度的影响， 地势增高，温度降低，植物开花也随之延缓。他还以岭南小草经冬不凋，山西乔木却秋天先自落叶等事例，说明不同地区的物候亦存在着差异。他运用古今物候比较法，来推断气候的变迁。