第五节气候知识的应用元世祖忽必烈接受汉族谋臣的建议比较重视农业，曾由官方颁印《农桑辑要》七卷及《农桑杂令》等书，以提高农事中季节、气候变化对农业影响的认识。《授时历经》中专列气候一节，将每一个月两个节气的各种物候详细列出，以便掌握一些农事安排的时间。例如四月的记事有“蝼蝈鸣，蚯蚓出，王瓜生，苦菜秀，靡草死，麦秋至”。七月的记事有“凉风至，白露降，寒蝉鸣，鹰乃祭鸟，天地始肃，禾乃登。”在有了精确的历法后，继续列出物候，主要目的是供农事参考。

　　《元史·五行志》中也载有部分气象气候资料，此外还有一部具有很高实用价值的系统的天气谚语专辑《田家五行》。《田家五行》主要辑录农谚和老农之言，编者为元末娄元礼，霅川（今浙江吴兴）人。该书分上、中、下三卷，每卷分若干类。上卷为正月至十二月类；中卷天文、地理、草木、鸟兽、鳞虫类；下卷三旬、六甲、气候类。其中包括天气、气候、农业气象、物候等方面的谚语共500 多条，而用天象、物象预测天气的则有140 多条，中长期天气预报100 多条。这些谚语适用于长江下游地区，许多内容至今还可作参考。

　　气候知识水平的提高还表现在对气候规律的认识上，例如对信风的认识。娄元礼《田家五行·气候类》有“凡春有二十四番花信风，梅花风打头，楝花风打末”，将物候与信风结合。该书对寒潮或北方冷空气南下的信风记叙颇详，“九月中气前后起西北风，谓之霜降信。有雨谓之湿信，未风先雨谓之料信雨”，是下雨的预兆。但是“霜降前来信，易过而善；霜降后来信，了信必严毒。此信干湿，后信必如之”，告诉人们此信风晚了，气候干湿。立冬后冷空气频频南下，故有“立冬前后起西北风，谓之冬信”。“月内风频作，谓十月五风信。”同书也写了主旱的信风，它发生在梅雨以后，书中写道：“东南风及成块白云起，主半月舶 风，水退兼旱。”指东南或东北信风伴随着天空多淡积云的气候主旱。这些记载都反映出元代人们已能较好地应用气候知识了。

　　第二十四章物理学元代物理学总的水平与宋代大体相当，在某些领域，则有进一步的发展和更深的认识。

　　第一节力学、热学和声学知识大气压力（压强）、水力及风力的利用元代，利用虹吸现象制成的排灌器具已在农业生产中得到广泛的应用。

　　在王祯《农书》中有关于“连筒”的描述：“连筒，以竹通水也。凡所居相离水泉颇远，不便汲用，乃取大竹内通其节，令本末相续，连延不断，阁之平地或架越涧谷，引水而至。又能激而高起数尺，注之池沼及庖湢之间，如药畦蔬圃亦可供用。”陶宗仪在《辍耕录》记载了元大都的宫廷园林中，利用虹吸管及其他提水装置将水升高，造成人工喷泉的情形：“万寿山在大内西北，太液池之阳，金人名琼花岛。中统三年修缮之，至元八年赐今名。其山皆叠玲珑石为之，峰峦隐映，松桧隆郁，秀若天成。引金水河至其后，转机运大 ，汲水至山顶，出石龙口，注方池，伏流至仁智殿后，有石刻蟠龙，昂首喷水仰出，然后由东西流入太液池。”①农业生产中利用风力也很普遍。如在耶律楚材的《西域河中十咏》其六，就有这样的诗句与自注：“冲风磨旧麦（西人作磨，风动机轴以磨麦），悬碓杵新粳（西人皆悬杵以舂）。”②测定液体浓度的方法元代后，测试盐卤的浓度多用莲子，而且随着制盐业的发展，测定方法更加精细了。陈椿在《熬波图》中说到：“要知卤之咸淡，必用莲管秤试。如四莲俱起，其卤为上。..莲管之法，采石莲先于淤泥内浸过，用四等卤分浸四处：最咸■卤浸一处，三分卤浸一分水浸一处，一半水一半卤浸一处，一分卤浸二分水浸一处。后用一竹管盛此四等所浸莲子四枚于竹管内，上用竹丝隔定竹管口，不令莲子漾出。以莲管汲卤试之，视四管莲子之浮沉以别卤咸淡之等。”③这里所述的方法是：先把莲子分别浸泡在已知浓度的四种盐水中（咸水所占比例分别为100％、75％、50％和33％），然后把这四种莲子浸入未知浓度的盐水中，根据这些莲子的浮沉情况即可判断盐水的浓淡程度。这种方法十分合乎科学原理，浸泡过的莲子恰如浮沉子，可以定量地测出盐卤的浓度。

　　热胀冷缩实验① 王祯：《农书》卷十八《农器图谱》十三《灌溉门》。

　　① 陶宗仪：《辍耕录》卷二一“宫阙制度”。

　　② 耶律楚材：《湛然居士集》卷六。

　　③ 陈椿：《熬波图》卷下“淋灰取卤”。

　　元代陶宗仪进行过热胀冷缩的实验。把一玉轴塞进另一加热后的玉的孔洞之中，两者可以像“辘轳旋转，无分毫缝罅”。他认为这是后一物体“煮之胖胀”的缘故。①振动的音乐效果我国自古就重视乐器的制作及其声学和音律学性质，历代研究者不乏其人。宋代沈括科学地解释了古代乐钟所以是扁形的道理。元代吾丘衍在《闲居录》中也指出：“古人制乐，皆用律尺九，九九八十一分，琴、瑟、钟、磬：箫、管等皆准之，故八音克谐。后世琴瑟太长，长则声缓；笙不用匏而用木，木实而声过清；钟太圆，圆则声清而摇，故不协也。”这里已认识到，琴瑟的弦不能太长，否则声音过于低缓；笙不能用木制，否则声音过于清亮；乐钟不能用圆钟，否则声音清亮而不稳定，亦即声波易相互干扰而不协调。① 陶宗仪：《辍耕录》卷二三。