当时，张衡在发明了浑天仪和地动仪以后，又对风产生了兴趣。“测天我有了浑天仪，测地我有了地动仪，而这天与地之间的风倒是一个难题。有没有办法制造一件测风的仪器呢？”张衡开始了对风的研究。
张衡感到，测风最主要的应该是测它的方向，“我制造的这件仪器，必须满足一个条件，就是能够随风转向，这样，将它安装在高处，抬头一看不就清清楚楚吗？”
对张衡来说，制造这样一件仪器并不是难事，不久他就制成了，并把它安在5丈高的杆顶上。
“嗨，这是什么玩意儿？大家快来看呀！”人们纷纷前来观看这个从未见过的东西。
只见杆顶上有一只铜铸的小鸟，鸟嘴里衔着一朵花。
“诸位，这是我刚刚制造成功的一件仪器，我叫它‘相风铜鸟’，这只铜鸟的头总是对着风吹来的方向，有了它，我们可以随时知道东西南北风啦！”张衡兴致勃勃地对大伙说着。
“你们看，这只铜鸟真的在转动了！”人们发出了啧啧赞叹声。
这只“相风铜鸟”又叫作“候风仪”，也就是我们现在说的风信器。同样的仪器在欧洲直到12世纪才出现，比张衡要晚1000多年呢！
风速怎么测呢？这可不是一件容易的事。能测风速的“风速计”直到17世纪才出现，它的发明者便是罗伯特·胡克。
胡克的这项发明真是绝妙！原来，它的关键是一块很轻的木板，这块木板可以自由摆动，当风吹来时，这块木板就在一个分度标尺上移动，这样就记录下了风的速度。胡克的这项发明大约在17世纪末期，到了18世纪，风速计又有了很多新的设计。例如，皮克林在胡克的基础上增加了一个抓钩，它可以防止木板在被风吹起后摆回去，这样就能观测到某段时间内的最大风力了。法国一位博学的教士于埃在一篇文章中记载了U形风速计。U形管中有一些液体，当风吹入U形管的一个弯肢后，风的压力使一边的液体表面下降，另一边则上升，风力便由这两边的高度之差来表示。
以后，风速计虽然有了很大的改进，但是其基本原理却是相同的。现在，在气象台的观测场地上，10多米高的测风仪总是“高高在上”，它既能测风向，又能测风速，日日夜夜为我们提供着最新的风向风速资料。
下雨是最常见的一种自然现象。人们如何了解下雨的程度呢？仅仅用形容词来形容，显然是不够的，还得发明一种仪器来进行测量。雨量计便应运而生了，它是一种计量雨水量的仪器。
在雨量计的历史上，我们中国是走在前列的。早在宋代，数学家秦九韶，在他撰写的《数书九章》中，就有一道关于计算雨量计容积的题目。
到了公元1424年，明永乐末年，当时的政府为了掌握全国各地的旱涝灾情，同时也为了测算农业的收成，责成有关人员统一制定了一种雨量计，发到全国各地，命令各州、县将记录到的降雨量向政府报告。其实，这种雨量计十分简陋，和我们今天常见到的量筒差不多，上面标有刻度，可以清楚地知道某一段时间内某一地区下了多大的雨。因为有了统一的标准，当时的政府就可以了解全国各地的下雨情况。如今，在北京文献馆内还存有北京、江宁、苏州、杭州等地的晴雨录，这可算是世界上最早的气候记录了。
在欧洲，雨量计的发明则要晚得多。英国最早的测量降雨量的仪器是克里斯多夫·雷恩爵士于1662年设计的。到了1695年，发明风速计的胡克也设计了一种雨量计，它是一个玻璃漏斗，安装在一个木架上，漏斗的下端伸进一个较大的容器内。在漏斗上，有2根绳子将它牢牢地固定在木架上，以防被风吹动，所收集的雨水用秤称量就可以了。
与现代雨量计相像的仪器是1722年由英国人霍斯利制造的，他用一个漏斗把雨水收集在一个玻璃量筒里，这样不正好省去了称量雨水的麻烦了吗？
后来，经过人们的改进，又出现了许多种类的雨量计，而且向自动记录的方向发展。其中最常用的便是虹吸管雨量计：它有一个承雨筒，里面装一个浮筒，浮筒会随着承雨筒中水面的升降而上下移动；同时，它还有一个装时钟的钟筒，当时钟走动时，钟筒就会转动起来。这样，钟筒外面的一张自记纸上就会记录下一条降雨量曲线，雨量大，线条就上升，雨量小，它就下降。
有了这种仪器，人们就可以很方便地从这些曲线上了解任何一段时间的总雨量和其他数据了。
我们常常用“冷热干湿”四个字来说明周围大气的情况，“冷热”指的是温度，“干湿”指的便是湿度。
“能不能制造一种像温度计一样的湿度计呢？这样，一看上面的刻度不就知道大气干湿的程度了吗？”这一想法最早是德国人兰贝特在1774年前后提出来的，但是兰贝特对此却无能为力。
兰贝特的想法却引起了另一个叫布兰德的德国人的注意，“这倒是个好主意！湿度计，一旦发明出来，肯定会受人欢迎的。”
于是，布兰德一头钻进了干和湿的世界里，每遇到一种东西，他首先就要看一看这种东西在干和湿的情况下会有什么变化。
功夫不负有心人，布兰德终于找到了一种东西，可以用来表示干和湿的变化。说来你也许不相信，这种东西便是最最普通的绳子。
布兰德发现，同样一根绳子，弄湿了要比干燥时略微长一点点，利用这种变化不就可以制造湿度计了吗？于是，世界上最早的湿度计诞生了，它其实就是一根下系重物、上端固定的绳子，绳子背后标了一些刻度，可以表示它长度的变化。我们可以想象，这种绳子湿度计的精确度是很小的，只有在大气干湿变化十分悬殊时，它才会有一点点变化。
真正具有应用价值的湿度计是由瑞士科学家索绪尔发明的，时间是18世纪70年代。
索绪尔对地质学、气象学和植物学具有浓厚的兴趣。他长期从事着阿尔卑斯山的科学研究，是冰川研究的先驱者之一，在他的一生中，曾多次登上了阿尔卑斯山，并将他的所见所闻都记录到了《阿尔卑斯山旅行记》一书中。
在研究阿尔卑斯山及其冰川的形成过程中，自然离不开对气候的研究。
除了温度之外，湿度成了一个主要问题。当时，温度计已经达到一定水平，但是湿度计却还不如人意。
“要是有一种像温度计那样的湿度计就好了，我可以随身携带，测量阿尔卑斯山上各处的湿度了，”索绪尔在撰写《阿尔卑斯山旅行记》一书时，常常闪出这样的念头，“我来设计制造湿度计，人家不会说我是越俎代庖吧！”
于是，他开始了湿度计的研制。他首先去图书馆翻阅了所有关于湿度计的论文资料，发现有人用野燕麦芒来制造湿度计，有人用羊肠线来制造湿度计，还有人索性用一根绳子来制造湿度计——周围空气的干湿变化会使绳子的长短相应发生变化……然而，所有这些材料制造的湿度计都不理想。
“有没有可能找到一种更合适的材料来制造湿度计呢？”索绪尔开始了新的探索。
他把自己能收集到的材料都进行了干湿度方面的测试，希望找到一种在干和湿时长度发生较明显变化的材料。
索绪尔对湿度计的研制并不顺利，他遇到了种种困难而进展缓慢，而且他还要外出去阿尔卑斯山勘探。
1775年的某一天，索绪尔对他妻子梳下的一堆长发发生了兴趣。
“哎，我怎么就没有想到用头发试一试呢？”
索绪尔小心翼翼地挑选了几根较长的头发进行了干湿研究。他发现，一根绷紧的头发在受潮时伸长，干燥时缩短，这种长度的变化可达1/40左右。
“这种湿度计不妨称‘毛发湿度计’吧！”
索绪尔首先设计的一种毛发湿度计，毛发的下端由螺丝夹住，上端则夹在一个圆筒上，毛发的伸缩会使圆筒旋转，从而带动一个指针转动。
索绪尔发现，这种毛发湿度计太脆弱了，外出考察携带很不安全。因此，他又设计了第二种毛发湿度计，这种新的湿度计虽然不及第一种灵敏，但却便于携带。
在这种湿度计上有一片金属制成的扇形指针，边上有2条槽，一条槽放毛发，另一条槽为丝线，当毛发长度发生变化时，指针便会显示出来。
在索绪尔之后，又出现了其他类型的湿度计。例如，利用木板吸湿变宽性质制成的“木板湿度计”，类似的还有“鲸骨湿度计”。另外还有利用某些材料吸湿后重量变化进行测量的“海绵湿度计”、“岩石湿度计”等。
以后，人们又相继发明了干湿球湿度计、电阻式湿度计、红外线吸收式湿度计等，为现代科学技术的发展做出了积极的贡献。
大气压计的诞生
为什么人们登上高山时会出现头晕、心跳、呼吸急促的症状？原来，这是大气压力发生了变化的缘故。由于平地上大气压力较大，空气中氧的压力比血液中的高，所以氧就往人体动脉里渗，再通过血液循环带往全身；高山上由于大气压力减小，空气中的氧气少，动脉血液中氧的压力比外界高，氧气便很难进入人体。通常，人到了海拔6000米左右的高原地区就会出现这些不舒服的症状了。
当然，平地和高山上大气压力的不同是通过一种仪器测量出来的，这就是气压计，气压计上的指针可以告诉我们此时此地大气的压力究竟有多大。
通过测量大气压力的变化，我们可以预测天气会有怎样的变化等。
那么，我们是如何知道自己生活在有压力的大气中的呢？这还得从一次十分有名的实验说起。
故事发生在1654年的德国马德堡市，市长叫盖里克，他是一位业余科学爱好者，这一年，他进行了一项非常壮观的实验——马德堡半球实验。
那天，春日融融，绿草如茵。远处山坡下人山人海，近处草地上热闹非凡，人们又是跳起德国传统的舞蹈，又是扬鞭策马举行赛马表演。