Kế thừa di sản từ thiên niên kỷ đầu tiên trong lịch sử loài người, các nhà khoa học thời Trung cổ đã cải tiến các phương pháp khí tượng và phổ biến nó trên toàn thế giới.

Một bức tranh miêu tả quan sát sao chổi Halleys xuất hiện năm 1456. Bức họa minh họa trong “The Luzerner Schilling” (Lucerne Chronicle) xuất bản năm 1513. Nguồn: medievalists.net

Bản tin “Dự báo thời tiết hằng ngày” đầu tiên trên thế giới xuất hiện vào tháng 8/1861 trên tờ The Times tại London. Thuật ngữ này của Robert FitzRoy đã đánh dấu một quan điểm mới: dự báo thời tiết là một hiện tượng hoàn toàn hiện đại, không giống như trong các thời kỳ trước đó khi người ta chỉ dùng các câu truyện dân gian liên quan đến thời tiết hoặc đơn giản là phỏng đoán.

Tuy nhiên, những nghiên cứu gần đây đã cho thấy các kiến thức thời cổ đại Hy Lạp, Ấn Độ, Ba Tư và La Mã đã được các nhà thiên văn và chiêm tinh học trong thế giới Hồi giáo thời Trung cổ sử dụng để tạo ra ngành khoa học mới gọi là khí tượng thiên văn. Nguyên nhân cơ bản là vì họ cho rằng các hành tinh và chuyển động của chúng xung quanh Trái đất ảnh hưởng đến khí quyển và thời tiết trên Trái đất. Luận điểm này cũng được đón nhận nhiệt tình ở châu Âu Latinh Cơ đốc giáo và được Tycho Brahe, Johannes Kepler, và các nhà thiên văn học khác phát triển thêm. Để đưa ra được các dự báo thời tiết đáng tin cậy, các nhà khoa học cũng cho rằng các dự báo khí tượng cần kết hợp thêm những quan sát và ghi chép chính xác về thời tiết để tinh chỉnh dự báo cho các địa phương cụ thể. Những hồ sơ như vậy được lưu giữ trên khắp châu Âu từ thế kỷ 13 và đồng bộ với dữ liệu thiên văn, là cơ sở cho các dự báo theo hướng dữ liệu do FitzRoy đưa ra.

Triển vọng có được những dự báo thời tiết đáng tin cậy liên kết chặt chẽ với yếu tố sức khỏe con người và sản xuất nông nghiệp khiến ngành khí tượng thiên văn mới cũng trở nên hấp dẫn ở châu Âu Cơ đốc giáo. Họ tự hào về những giải đáp thời tiết mới có được mà các nhà khí tượng học cổ điển đã không thể tìm ra. Ví dụ như vì sao thời tiết có thể thay đổi quá nhiều từ năm này sang năm khác khi mà các mùa chỉ là do Trái đất có hình cầu và nó quay quanh Mặt trời hàng năm?

Với khả năng dự báo thời tiết được cải thiện, các nhà cai trị đã giải quyết tốt hơn sự vận hành xã hội, chẳng hạn như chiến lược quân sự và cung cấp lương thực, những hoạt động ảnh hưởng lớn bởi thời tiết. Các chủ ngân hàng và thương nhân cũng sẵn sàng trả tiền cho những thông tin có giá trị như vậy. Kết quả là khí tượng thiên văn tiếp tục phát triển trong suốt thế kỷ 14 và 15, số người quan tâm càng đông hơn trong thế kỷ 16 và 17. Nó chỉ thoái trào vào thế kỷ 18 khi các nhà dự báo bắt đầu dựa trên các công cụ khí tượng và xem thường chiêm tinh học.

Cách hoạt động của khí tượng thiên văn

Các nhà khoa học thời Hy Lạp, đặc biệt là Ptolemy ở Alexandria, đã đạt được những tiến bộ lớn trong việc tạo ra các mô hình hình học và toán học về chuyển động của các hành tinh dựa trên những quan sát được ghi lại qua nhiều thế kỷ và những quan sát mới do chính ông thực hiện. Các công trình cơ bản của ông thường được biết đến trong thời kỳ Trung cổ với tên gọi Almagest và Tetrabiblos đã cung cấp phương tiện để tính toán các vị trí hành tinh và các hướng dẫn để giải thích dữ liệu.
Trong khí tượng thiên văn, mỗi hành tinh có những đặc tính cụ thể ảnh hưởng đến các hiện tượng liên quan trên Trái đất. Sao Thổ – có đặc điểm là xa xôi, di chuyển chậm và có màu lạnh – được liên kết với nguyên tố khô, lạnh của Trái đất. sao Thủy, nhỏ, di chuyển nhanh, và thường gần với sao Kim và Mặt trăng, có liên quan đến nguyên tố ấm và ẩm của không khí. Các nhà triết học – khoa học đã tranh luận về những ảnh hưởng của các hành tinh đến thời tiết như thế nào, và lập luận được chấp nhận rộng rãi nhất là các hành tinh phát ra các tia mang theo những đặc tính riêng của hành tinh đó đến Trái đất.

Hình 1: Các cung hoàng đạo. Hình minh họa này của Johannes de Sacrobosco’s De sphaera, in năm 1488, cho thấy vòng tròn của hoàng đạo và các dấu hiệu khác nhau của nó bao quanh một số đường vĩ độ phân định các vùng xích đạo, vùng nhiệt đới và vùng cực. Đối với các nhà khoa học – triết học thời Trung cổ, các đới khí hậu và các thiên thể là cơ sở để đưa ra các dự đoán khí tượng thiên văn. (Được phép của Bộ sưu tập Lịch sử Khoa học, Thư viện Đại học Oklahoma).

Mặt trời và Mặt trăng là những thiên thể quan trọng nhất. Mặt trời ảnh hưởng đến thời tiết và khí hậu thông qua ánh sáng và nhiệt của nó đã được biết đến từ lâu, và ảnh hưởng của Mặt trăng đối với thủy triều, chất lỏng trong cơ thể và sự phát triển của thực vật cũng đã được công nhận rộng rãi trong giới tri thức. Các nhà khí tượng học thiên văn cho rằng Mặt trời và Mặt trăng mạnh đến mức chúng thậm chí có thể điều chỉnh ảnh hưởng của các hành tinh yếu hơn.

Như vậy bước đầu tiên của các nhà khí tượng học thiên văn là tính toán vị trí của tất cả các hành tinh vào một ngày đã chọn so sánh với cung và đường hoàng đạo – đường đi biểu kiến của Mặt trời xung quanh đường chân trời. Cả hai đều có hình tròn và cung hoàng đạo được chia thành 12 cung hoặc dấu hiệu bằng nhau, như thể hiện trong hình 1. Ptolemy đã hệ thống hóa các phần của bầu trời và giải thích rằng mỗi cung có những đặc điểm riêng, tác động lên bất kỳ hành tinh nào đi qua các cung.

Các nhà khí tượng học thiên văn đã nhận ra mối quan hệ góc giữa các hành tinh rất quan trọng để xác định các tác động lẫn nhau của chúng. Các hành tinh đối mặt với nhau trên cung hoàng đạo có quan hệ tiêu cực; góc 45° cũng có vấn đề và có khả năng tạo ra nhiễu động khí quyển. Tuy nhiên, các hành tinh ở 60° hoặc 120° sẽ tương tác tích cực hơn và tạo ra thời tiết ôn hòa hơn. Khi các hành tinh ở gần nhau, cường độ ảnh hưởng của chúng sẽ tăng lên tùy thuộc vào bản chất và vị trí của các hành tinh liên quan. Các nhà dự báo cũng cần tính đến vùng khí hậu của địa điểm đã chọn và mùa hiện tại. Ví dụ, sự gia tăng nhiệt trong khí quyển sẽ có một số tác động vào mùa hè gần xích đạo và một tác động khác vào mùa đông gần chí tuyến. Tập hợp các nguyên tắc đơn giản và rõ ràng như vậy giúp các nhà dự báo đưa ra các phán đoán là kết quả tổng hợp của tất cả các yếu tố đang diễn ra.

Hình 2: Một vật thể thiên văn Astrolabes của người Anh thế kỷ 14 dựa trên các mô hình Islamicate được đặt tại Bảo tàng Anh. Nó bao gồm bản đồ các ngôi sao và hành tinh được hiệu chỉnh theo vĩ độ đã chọn với các con trỏ đến các ngôi sao được đặt tên. (Ảnh của Marie-Lan Nguyen, Wikimedia Commons, CC BY 2.5.)

Các dự báo thời tiết thiên văn được cải tiến rất nhiều bởi các thành tựu của các nhà thiên văn  Hồi giáo, những người đã xây dựng các mô hình và bảng chính xác và cập nhật về cấu trúc và chuyển động của thiên thể. Những kết quả đó đã tạo ra những tiến bộ trong toán học và sự cải tiến trong các công cụ và dụng cụ khoa học.
Các nhà thiên văn đã kiểm tra và sửa đổi các luận điểm của Ptolemy để đưa ra dự báo thời tiết và nhiều người trong số họ đã đưa ra các luận thuyết của riêng mình về chủ đề này. Những công việc chuyên môn đó không chỉ cung cấp nền tảng cơ bản của ngành khí tượng thiên văn mà còn bổ sung kiến thức về dữ liệu hành tinh và các mô hình vũ trụ mới. Kết quả là chúng ta có được một lượng tài liệu lớn, chất lượng, tinh vi, và hấp dẫn.

Chuyên gia dự báo thời tiết lên ngôi

Những tiến bộ khoa học của thế giới Hồi giáo lần đầu tiên được công nhận ở châu Âu Latinh vào thế kỷ 11 và đã kích thích sự tò mò, tưởng tượng chứ không loại bỏ. Ví dụ, hình 2 biểu diễn một vật thể thiên văn của Anh được vẽ trên một biểu tượng Hồi giáo. Các cuộc chinh phục lãnh thổ của các lực lượng Bắc Âu ở bán đảo Iberia của al-Andalus đã mang lại những học giả, thủ thư và dịch giả về phục vụ các nhà cai trị Cơ đốc giáo mới. Điều đó đã tạo ra một trong những phong trào giao lưu tri thức và văn hóa vĩ đại nhất trong lịch sử châu Âu, và các tài liệu khí tượng thiên văn chiếm một vị trí đáng trân trọng trong phong trào đó. Ví dụ, các học giả đã nhiệt tình dịch lại các tài liệu cập nhật của bảng Ptolemy về chuyển động của các hành tinh. Các bản dịch đã được đón nhận nồng nhiệt mặc dù khiến cho người dùng phải vật lộn với hệ thống lịch và niên đại mới, với các chữ số Hindu – Ả Rập và các khái niệm toán học xa lạ bên trong chúng.

Một số nhà triết học và khoa học Hồi giáo đã trở thành chức sắc quan trọng trong giới cầm quyền ở châu Âu Cơ đốc giáo, mang những tên Latinh hóa mới. Một người là Abu Ma’Shār – được biết đến trong tiếng Latinh là Albumasar – người đã dành phần lớn sự nghiệp của mình ở Baghdad, nơi ông đã viết một loạt các tác phẩm quan trọng trong thế kỷ thứ chín. Một người khác là Māshā’allāh, hay Messehalla; ông cũng làm việc ở Baghdad trong thời kỳ hoàng kim của khoa học về các vì sao và viết một cuộc khảo sát có ảnh hưởng về thiên văn học và chiêm tinh học, dành sáu trong số 12 chương của nó cho khí tượng thiên văn.

Có lẽ người nổi tiếng nhất về ngành khí tượng, ít nhất là ở thế giới Latinh, là al-Kindi. Các luận thuyết về dự báo thời tiết được trích từ các tác phẩm dài hơn của ông và được lưu hành bằng tiếng Latinh vẫn phổ biến trong thời kỳ Phục hưng. Chúng đưa ra lời giải thích rõ ràng về các nguyên nhân cụ thể của nóng, lạnh, hạn hán và mưa và cách tương tác của chúng trong khí quyển tạo ra thời tiết.

Regiomontanus, tên Latinh của Johannes Müller, đã tạo ra Ephemerides để ghi lại quỹ đạo của các vật thể thiên văn. Cùng với các hướng dẫn khác, công trình này đã thúc đẩy ngành khí tượng thiên văn hiện đại, tiền thân của dự báo thời tiết hiện đại. (Chân dung từ Thư viện Quốc gia Áo, phòng công cộng).

Những khái niệm của Al-Kindi và ý tưởng trung tâm trong các lý thuyết của ông là nhiệt tạo ra bởi các chuyển động của hành tinh là động lực của thời tiết, theo trường phái Aristot. Khái niệm này được liên kết với ý tưởng về bốn nguyên tố tạo nên vùng cận chính – đất, không khí, lửa và nước – và các mối liên hệ nội tại của chúng với các đặc tính cơ bản của nóng, lạnh, khô và ẩm. Các nhà chiêm tinh tin rằng các hành tinh và các ngôi sao cố định, bao gồm cả những ngôi sao tạo nên các chòm sao trên hoàng đạo được liên kết với nhau, có mối quan hệ đặc biệt với các yếu tố và phẩm chất riêng biệt. Những mối quan hệ đó xác định cách mà mỗi hành tinh tác động lên mặt đất khi nó di chuyển qua các tầng trời.

Bước đầu tiên trong phương pháp dự báo của al-Kindi, phương pháp điển hình của khí tượng thiên văn, là tính toán các vị trí và hướng hành tinh có liên quan. Tiếp theo, các nhà dự báo sẽ bắt đầu diễn giải thời tiết với vị trí và cường độ của Mặt trời. Trong mô hình của al-Kindi, Mặt trăng có sức mạnh đặc biệt đối với các nguyên tố đất và nước, cả hai yếu tố này sẽ được điều chỉnh vào bất kỳ ngày nào cụ thể theo vị trí của nó so với Mặt trời. Các nhà dự báo cần đánh giá sự tương tác đó để dự đoán gió vì họ tin rằng ảnh hưởng chung của Mặt trời và Mặt trăng quyết định không khí ở một khu vực cụ thể sẽ nóng hay lạnh. Sau đó, họ xem xét năm hành tinh đã biết khác và tính toán các yếu tố ảnh hưởng đến từng hành tinh riêng lẻ trước khi kết hợp các nhóm hành tinh và tương tác của chúng.
Các kỹ thuật trong phương pháp của al-Kindi yêu cầu các nhà dự báo đánh giá yếu tố nào sẽ có tác động lớn nhất và trong thời gian bao lâu, và họ chấp nhận rằng kinh nghiệm là yếu tố quan trọng để đưa ra dự đoán thành công. Các chuyên gia chia sẻ phương pháp đáng tin cậy của họ vào hồ sơ chung để mọi người cùng tham khảo. Đặc biệt có ảnh hưởng là việc al-Kindi áp dụng khái niệm được gọi là “mở cửa”. Các tài liệu không giải thích rõ cụm từ này nhưng nó hàm ý rằng mưa là do sự thay đổi vật lý trong khí quyển, được thúc đẩy bởi sự kết hợp cụ thể của các hành tinh và chuyển động của chúng trong mối quan hệ với nhau.

Thời gian và mức độ mưa quan trọng trong thế giới Hồi giáo đến mức tài liệu về dự báo thời tiết còn được gọi là “sách về mưa”. Một bổ sung có giá trị khác cho mô hình Ptolemaic cơ bản là khái niệm “biệt thự trên Mặt trăng”. Được các nhà chiêm tinh Ấn Độ ghi nhận, chúng dựa trên 28 ngôi sao cố định hoặc nhóm sao, mỗi ngôi sao trong số đó chiếm một khu vực trên đường đi của Mặt trăng qua cung hoàng đạo. Mỗi “dinh thự” với đặc trưng bởi độ ẩm của nó sẽ ảnh hưởng đến Mặt trăng.
“Dinh thự” nào đang bị Mặt trăng chiếm đóng sẽ đặc biệt ảnh hưởng đến thời tiết bốn lần mỗi tháng. Mô hình thời tiết chung hằng tháng có thể được dự báo bằng cách vẽ biểu đồ cho từng thời điểm trong số bốn thời điểm trên. Ví dụ, nếu Mặt trăng ở trong hoặc di chuyển vào một dinh thự ẩm ướt, thì kết quả thông thường sẽ là mưa. Tuy nhiên, một sự tương tác đáng kể của Mặt trăng và sao Thổ sẽ thay đổi kết quả đáng kể. Tương tự, ảnh hưởng gián đoạn của sao Hỏa sẽ khiến khả năng xảy ra bão, sấm sét và mưa đá cao hơn. Các yếu tố sẽ giảm dần sức mạnh khi Mặt trăng di chuyển trên quỹ đạo của nó và sẽ bị thay thế khi đạt đến điểm quan trọng tiếp theo.

Sự lan tỏa của khí tượng thiên văn

Mối quan tâm đến các luận thuyết về khí tượng thiên văn tiếp tục phát triển sau thế kỷ 13 ở Latinh và không bị ảnh hưởng bởi các lãnh đạo tôn giáo. Các nhà thần học xem dự báo thời tiết khác với việc đưa ra các dự đoán chiêm tinh cá nhân cho mỗi người. Cái sau này là lừa đảo, dị giáo và nguy hiểm nhất là vì nó đụng độ với những lời dạy quan trọng về ý chí tự do. Nhưng một chứng thực quan trọng cho dự báo thời tiết đến từ nhà thần học vĩ đại thế kỷ 13 Thomas Aquinas. Trong cuốn Summa Theologiae của mình, ông đã viết về sức mạnh của các ngôi sao đối với các vật trên Trái đất và trích dẫn tuyên bố của St Augustine rằng các thiên thể có thể gây ra các tác động vật lý trên Trái đất. Các nhà thần học không lên án nó là ma quỷ hay thần học.

Hình 3: Dự báo Almanac. Trang này từ niên giám của Thomas Buckminster cho năm 1590 ghi lại các dự đoán thời tiết của ông cho miền Nam nước Anh vào tháng 7 và tháng 8. (Hình ảnh từ Đại học Reading, Bộ sưu tập đặc biệt.)

Đối với những học giả đặc biệt là ở Paris, cuộc khảo sát hiện đại có thẩm quyền về tất cả các dạng chiêm tinh học là Speculum astronomiae (Gương thiên văn học). Công trình của nhà thần học thế kỷ 13 Albert Đại đế đã ca ngợi giá trị của việc hiểu biết các biến thể trong các thiên thể có thể gây ra những thay đổi như thế nào đối với những thứ trên đất, bao gồm cả thời tiết. Thay vì bác bỏ dự báo thời tiết thiên văn như những thứ ngoại lai và nghi ngờ, Speculum astronomiae ủng hộ phương pháp này. Các phát triển công nghệ đã giúp phổ biến khoa học mới. Đáng chú ý nhất là nhà máy in ấn đến Bắc Âu vào thế kỷ 15 đã giúp cho các dự báo thời tiết dài hạn, lịch và các dự đoán về sức khỏe và xu hướng chính trị được xuất bản dưới dạng nhật ký hằng năm.

Những dự báo khí tượng của các nhà khoa học nổi tiếng và ở trong những khoa thiên văn ở trường đại học được tích lũy dần dần. Rồi nhu cầu lan tỏa nhanh chóng ngay sau khi ngành khí tượng mới được truyền đến châu Âu Latinh. Một điển hình là nhà chiêm tinh Guido Bonatti, người đã cố vấn cho Guido da Montefeltro, người cai trị Urbino và các nhà lãnh đạo khác vào thế kỷ 13. Bonatti đã ghi lại các phương pháp dự báo thời tiết của mình trong một chương dài của cuốn sách của ông. Cuốn sách đã được sao chép rộng rãi trong hai thế kỷ tiếp theo và sau đó được nhân rộng khi công nghệ in ra đời.

Các vua chúa đầu tư rất nhiều vào các trường đại học trên khắp châu Âu trong thế kỷ 13 và 14 cũng một phần không nhỏ vì các ngành thiên văn, chiêm tinh và khí tượng học. Các nhà thiên văn và các nhà chiêm tinh chuyên nghiệp được chào đón ở nhiều nơi, ví dụ như Georg Peurbach, người đã học ở Ý, Pháp và Đức trước khi trở thành giáo sư thiên văn học tại Đại học Vienna. Ông làm việc cho Ladislaus V của Hungary và Bohemia và Hoàng đế La Mã Thần thánh Frederick III. Các dự báo và dự đoán cho vua chúa được giữ kín, nhưng cũng có những dự đoán đưa ra cho công chúng. Những dự đoán đó sẽ do các thành viên của trường đại học và những người bảo trợ trình bày vào những buổi thảo luận hằng năm, bao gồm cả dự báo về thời tiết theo mùa. Những hoạt động đó tồn tại từ đầu thế kỷ 15 và trở thành một hoạt động xã hội được ưa thích và tự hào.

Một trong những dự báo được đặc biệt quan tâm là của Peter xứ Monte Alciano, sống ở Pavia, Ý. Những dự báo của ông về năm 1419, 1421, 1430 và 1448 được thấy đúng với không chỉ Đế quốc La Mã Thần thánh (“the Holy Roman Empire”) mà còn cả với Pháp và Anh. Có lẽ người dự báo có ảnh hưởng nhất là Joannes Vesalius – ông cố của Andreas Vesalius, một bác sĩ còn nổi tiếng hơn và là tác giả của cuốn sách giải phẫu nổi tiếng Cấu trúc của cơ thể người (“De human corporis fabrica”). Joannes Vesalius làm việc tại Đại học Louvain vào năm 1429 trước khi trở thành cố vấn cho Công tước Philip the Good of Burgundy. Hội đồng thành phố Louvain đã xác nhận một dự báo của Vesalius năm 1431 mà ông đã đọc trước đó vào cuối năm 1430 cho một khách mời. Khi người thợ in đầu tiên của Louvain, Jan van Westfalen, xuất hiện, ông đã nhanh chóng xuất bản những dự báo hằng năm dựa trên mô hình của Vesalius.

Đáng chú ý là Đại học Bologna đã tuyển dụng hai giáo sư thiên văn học và chiêm tinh học vào thế kỷ 15. Một người được yêu cầu biên soạn niên giám hằng năm cho biết vị trí của tất cả bảy hành tinh trên cơ sở hằng ngày cho năm tới và lập bảng các góc của các hành tinh với Mặt trăng và với nhau. Còn giáo sư kia thì sử dụng dữ liệu để đưa ra dự báo, Các cuốn niên giám ngày nay vẫn tiếp tục được in theo cách tương tự.

Phần lớn công việc tốn thời gian trong việc tính toán vị trí của các hành tinh đã được giảm bớt nhờ sự đóng góp của nhà thiên văn Regiomontanus, trong hình 3. Ông đã tạo ra một cuốn lịch và Ephemerides, một cuốn sách về bảng thiên văn. Cả hai được in từ năm 1476. Các cuốn sách đồ sộ đó không chỉ cung cấp dữ liệu hành tinh đầy đủ mà còn bao gồm hướng dẫn giải thích chúng và bảng hiệu chỉnh để áp dụng khi điều chỉnh tọa độ cho một thành phố hoặc khu vực cụ thể ở châu Âu. Sức ảnh hưởng của các hành tinh trong mỗi dấu hiệu và khía cạnh được lập bảng dưới dạng số, và các cung Mặt trăng cũng được đưa vào một bảng.

Regiomontanus đã đưa ra các nguyên lý của bài toán dự đoán, và phần đầu tiên áp dụng cho dự báo thời tiết. Các quy tắc này dựa trên những phương pháp tiêu chuẩn của thời đó và được chính Regiomontanus áp dụng hằng ngày. Ông xác định rõ thời điểm các hành tinh xuất hiện và ảnh hưởng mạnh. Ví dụ như khi Mặt trăng nằm đối diện với sao Mộc ở vị trí cung lửa của Bạch Dương và cung nước của Hổ Cáp, sẽ tạo ra những đám mây. Nếu Mặt trăng di chuyển về phía sao Thủy, Regiomontanus dự báo các cánh cửa của gió sẽ mở ra. Nhưng đối với những người theo chủ nghĩa truyền thống thì ông đã thêm vào sau các quy tắc của mình một số những quy tắc dự báo phổ biến, theo trường phái al-Kindi chẳng hạn.

Thời đại cách mạng khoa học

Nhu cầu đối với các tác phẩm của Regiomontanus khá cao đồng nghĩa với việc các bản in nhanh chóng xuất hiện, nhiều phiên bản trong đó còn vi phạm bản quyền. Ông được ca ngợi là nhà chiêm tinh vĩ đại nhất trong thời đại của mình: Hồng y Bessarion và Vua Matthias Corvinus của Hungary đã tuyển dụng ông, lý thuyết của ông cũng được Christopher Columbus sử dụng để tính toán ngày của những cơn bão sắp tới. Các nhà khoa học hiện đại tán thành khí tượng thiên văn bao gồm Tycho Brahe và Johannes Kepler. Sự chấp nhận ngày càng tăng của quan điểm vũ trụ nhật tâm cũng không làm lung lay niềm tin rằng các thiên thể ảnh hưởng đến khí quyển, thời tiết của Trái đất và sức khỏe của cơ thể con người. Thật vậy, những cải tiến liên tục của các phương pháp dự báo thời tiết trong giới khoa học đã củng cố vị trí của khí tượng thiên văn trong nền văn hóa khoa học và đại chúng.

Sự ủng hộ khí tượng thiên văn đã xuất hiện ở nhiều nơi từ giữa thế kỷ 14. Từ khoảng năm 1340, các nhà thiên văn học và khoa học ở Đại học Merton ở Oxford, Anh, bao gồm cả John of Ashenden nổi tiếng, đã thể hiện sự quan tâm đặc biệt đến ngành thực hành này. Ashenden đã soạn một tài liệu tóm tắt đồ sộ về chiêm tinh học, trong đó khí tượng thiên văn thống trị phần thứ hai của nó. Ông trở nên nổi tiếng vì đã dự đoán về Cái chết Đen trong năm 1348–1349 và dự báo thời tiết của ông cho năm 1368–1374 nhấn mạnh các liên hợp hành tinh chính xảy ra vào năm 1365 và 1369. Các liên kết này cho thấy rằng một thời kỳ mưa lớn và lũ lụt sẽ kéo theo ba năm hạn hán và hậu quả là mất mùa và thiếu lương thực.

Song song với công việc của Ashenden, nhiều nghiên cứu địa phương về thời tiết và các dự báo cũng được ghi lại trong các chuyên luận và được William Reed, giám mục của Chichester trình bày ở Đại học Merton từ năm 1369 đến năm 1385. Một chuyên luận khác có tựa đề Quy tắc Dự báo Thời tiết được trình bày bởi Thạc sĩ William Merle. Các quy tắc này đi kèm với các số liệu quan sát thời tiết chi tiết trong năm 1337–1344, thực hiện chủ yếu ở Lincolnshire và Oxford. Mục đích chính là tìm ra mối tương quan giữa các yếu tố khí tượng thiên văn và các số liệu thời tiết thực tế, từ đó xác định các yếu tố nào là quan trọng nhất để đưa ra dự đoán. Nghiên cứu trên có lẽ được truyền cảm hứng từ công trình tiên phong của giáo sĩ dòng Phanxicô Roger Bacon, người đã thực hiện các nghiên cứu của mình ở Oxford trong cuối thế kỷ 13. Một trong số những công trình của ông là một bản lịch với các vị trí hành tinh hằng ngày và ghi chú thời tiết chi tiết.

Trong một dự án tương tự độc lập với Bacon, Eyno ở Würzburg cũng dựa trên các ghi chú thời tiết từ năm 1331 đến năm 1355. Giống như nhóm Oxford, Eyno đặc biệt chú trọng đến việc dự báo trước những thời tiết có khả năng gây hại; ông tự hào ghi lại chẳng hạn như đã dự báo thành công tuyết rơi dày đặc vào ba dịp riêng biệt.

Một tài liệu có nguồn gốc không chắc chắn của Dominicans từ Basel cũng mô tả kết quả tương tự từ năm 1399 đến năm 1406. Tài liệu bao gồm các quy tắc về dự đoán khí tượng thiên văn kèm theo các bộ hồ sơ và quan sát thời tiết. Các ghi chú xác định các yếu tố khí tượng thiên văn nào sẽ phù hợp với thời tiết được ghi lại. Ví dụ, ngày 7/4/1400 được báo cáo là nhiều mây với khoảng thời gian nắng ngắn và gió Tây mạnh. Một ghi chú chỉ ra rằng Mặt trăng đã di chuyển ra khỏi một hành tinh của sao Mộc đi về phía sao Thủy, là một hành tinh được cho là gây ra nhiễu động không khí.

Theo hướng ngược lại, lập luận về những nghiên cứu thời tiết cũng cải thiện và làm rõ ràng hơn ngành khí tượng thiên văn, thay vì thách thức nó, cũng được thừa nhận trong giới khoa học trong thế kỷ 15 và 16. Ví dụ vào thế kỷ 16, nhiều nhà khoa học nghiệp dư cũng đưa ra các dự báo của riêng họ và lượng công bố về dự báo thời tiết hằng năm ngày càng tăng lên.

Sách dành cho người không chuyên cũng được xuất bản bằng tiếng địa phương thay vì tiếng Latinh. Tài liệu tiếng Anh có lợi thế hơn bởi những từ vựng trong ngành đã được dùng từ lâu. Ví dụ, cuốn “Một niên giám dự báo cho Năm 1598” của Thomas Buckminster chỉ ra rằng đầu tháng tư sẽ có thời tiết “đẹp” và “trong lành”. Quý đầu tiên của Mặt trăng vào ngày 3/4 đã chứng kiến ​​sự thay đổi của thời tiết có mây, lạnh và sẽ trở thành “thô” vào ngày 6/4. Vào lúc Trăng tròn vào ngày 11/ 4, thời tiết được dự đoán là trở nên “đẹp” và “trong lành”.

Công trình của Tycho củng cố thêm bằng chứng về giá trị của khí tượng thiên văn. Ông đã dành một thời lượng lớn đến ngạc nhiên cho chủ đề này trong chuyên luận năm 1572 của mình, nói về một ngôi sao mới xuất hiện ở Cassiopeia. Tycho đã đưa ra những quan sát và tính toán về khí tượng và hỗ trợ việc xuất bản các dự báo thời tiết hằng ngày. Ông thừa nhận sự không chính xác của các dự đoán, nhưng ông cho rằng việc lưu giữ hồ sơ thời tiết sẽ củng cố việc thực hành khí tượng thiên văn.14 Học trò của Tycho, Kepler, đã làm theo lời khuyên của ông và ghi chép hằng ngày về thời tiết. Lịch và lịch biểu được xuất bản của Kepler bao gồm các quan sát và dự báo thời tiết của ông. Giống như các học viên khác trước đó, Kepler xác định những yếu tố quan trọng nhất để dự đoán thời tiết — trong trường hợp này là các hành tinh.

Sự ủng hộ như vậy đối với khí tượng thời Trung cổ cho thấy nó không phải là kết quả của sự mê tín và thiếu hiểu biết. Các quan sát thực nghiệm và hiệu chỉnh về chuyển động của các hành tinh mà các nhà khoa học như Tycho và Kepler tạo ra đã giúp cải thiện bảng hành tinh và được các nhà khí tượng học thiên văn sử dụng. Việc ghi lại thời tiết một cách chính xác và các kỹ thuật dự báo đó có lẽ là di sản lớn nhất của khí tượng thiên văn đối với thế hệ hiện đại sau này.□

Nguyễn Quang dịch

Nguồn: Bảo tàng lịch sử Quốc gia và https://physicstoday.scitation.org/doi/full/10.1063/PT.3.4724

  • Anne Lawrence-Mathers là giáo sư sử học trường đại học Reading, Anh.

Bài này được đọc 168 lần!