باران از نظر دانشمندان
ذخیره مقاله با فرمت پی دی اف
یکی از مواردی که دانشمندان اسلامی به آن پرداخته‌اند بحث باران می‌باشد و در این مورد آرای متفاوتی دارند.
عقاید و نظریات دانشمندان اسلامی درباره باران و
برف و
تگرگ و
شبنم و
یخچه به‌طور عمده مأخوذ از آرای
ارسطوست که از راه ترجمه عربی کتاب >
آثار علوی < او به دست [[مسلمان|مسلمانان]] رسیده است. این کتاب را [[یحیی بن البطریق]] به عربی برگردانده و [[عبدالرحمان بدوی]] این ترجمه را در [[قاهره]] به سال 1961 منتشر کرده است. شرح این کتاب از اسکندر افرودیسی نیز به عربی ترجمه شده بود، ولی اکنون در دست نیست. مقاصد و نظریات [[ارسطو]] را [[ابن رشد]] (متوفی 595) در کتاب الا´ثارالعُلویّه به روشنی بیان کرده است. علمای اسلام در کائنات جوّ و آثار علوی عموماً از ارسطو پیروی کرده اند، ازینرو خلاصه ای از اقوال مندرج در کتاب ابن رشد درباره باران و برف غیر آن را در اینجا می‌آوریم.
به عقیده ارسطو، عناصر چهارگانه (
خاک و
آب و
هوا و
آتش) به تأثیر مزاج‌های چهارگانه (خشکی و رطوبت و سرما و گرما) به یکدیگر تبدیل می‌شوند. این تغییر و تبدیل در نتیجه حرکت یا مَیْل خورشید از محور خود صورت می‌گیرد: هرگاه به سوی جنوب میل کند، هوای منطقه معتدل جنوبی گرمتر و هوای منطقه معتدل شمالی سردتر می‌شود؛ برعکس، هرگاه به سوی شمال میل کند، هوای منطقه معتدل شمالی گرمتر و هوای منطقه معتدل جنوبی سردتر می‌شود. این پدیده را دَوْر و
تعادل می‌نامند، زیرا در طی یک سال دوبار تکرار می‌شود و در نتیجه آن در فصولِ سال تعادل پدید می‌آید.
هرگاه یکی از دو منطقه معتدل جنوبی و شمالی در نتیجه میل آفتاب گرمتر شود، دو نوع بخار پدید می‌آید که یکی دُخانی یا دودی و گرم و خشک است و دیگری بخاری گرم و تر یا سرد و تر است. به عقیده ارسطو، بخار دخانی به بالاترین طبقه هوا، که مجاور طبقه آتش است، می‌رسد و
شهاب‌ها و نَیْزَک‌ها و
ستاره‌های ابری و دیگر آثار علوی، از قبیل دنباله دارها و مجَّره و غیر آن، را می‌سازد. بخار دیگر، که گرم تر و یا سردتر است، در طبقات پایینتر تشکیل می‌شود که آن نیز دارای دو طبقه است: طبقه بالا که محل پیدایش باران و برف و تگرگ است و طبقه پایین که محل پیدایش
ژاله و یخچه است.
ارسطو
آفتاب را گرم و آتشین نمی‌داند و گرمای سطح زمین را نتیجه انعکاس نور می‌شناسد.
هنگامی که آفتاب به سوی جنوب می‌گراید، انعکاس نور در منطقه معتدل شمالی کمتر است، زیرا در این هنگام نور آفتاب بر این قسمت از زمین عمود نمی‌تابد. انعکاس نور در سطح
زمین بیش‌تر و در طبقات بالاتر کمتر است و، به همین دلیل، گرمای هوای طبقات بالاتر نیز کمتر است. بخار گرمتر چون به طبقات بالاتر یعنی سرد و تر هوا می‌رسد فشرده تر می‌شود و
ابر تولید می‌شود. اگر این فشردگی بیش‌تر شود ابر به صورت
قطرات آب باران در می‌آید و فرود می‌آید. این جریان تا رقیق شدن ابر ادامه دارد و چون ابر رقیقتر شد، مِهْ پدید می‌آید و از اینروست که مه دلیل بازشدن هوا و از میان رفتن ابر است. ارسطو فضای گرمابه‌ها و ادوات و ابزار
تقطیر، مانند
قرع و
انبیق، را برای تبدیل بخار به
آب بر اثر فشردگی و تراکم و گرما و رطوبت شاهد می‌آورد. به قول ارسطو باران تابع نظام حرکت و میل آفتاب است.
ارسطو بر آن است که ابر در هوای گرم و مرطوب بیش‌تر از هوای سرد به آب و باران تبدیل می‌شود، ازینرو نزول باران در
بهار و
پاییز بیش‌تر از
زمستان و
تابستان است، زیرا هوای زمستان هر چند مرطوب است گرم نیست و هوای تابستان هر چند گرم است مرطوب نیست.
هر چه گرما و رطوبت هوا بیش‌تر شود انفعال و اثرپذیری آن نیز شدّت می‌یابد و بخار بسرعت به آب تبدیل می‌شود. در این حالت،
قطرات باران درشت تر است؛ و اگر گرما و سرما باهم در ابر اثر کنند باران درشت تر و رگباری می‌شود. اگر گرما و رطوبت هوا ملایم باشد و سرمای ناگهانی به آن روی نیاورد
قطرات باران ریزتر و ملایمتر است. ریزی و درشتی
قطرات باران و درجه شدت آن به همین استعداد و انفعال ماده باران و نیروی فاعلی گرما و رطوبت بستگی دارد.
ژاله از طبقه ای از هوا فرود می‌آید که پایینتر از ابر است. به عبارت دیگر، ژاله یا شبنم از ابر فرود نمی‌آید. هنگام
روز بخار بر اثر گرما متصاعد می‌شود ولی به طبقات بالاتر نمی‌رسد؛ و چون
شب فرا رسد و هوا خنکتر شود، این بخار اندک اندک به
قطرات ریزتر و ملایمتر تبدیل می‌شود و فرود می‌آید. ازینرو ژاله یا شبنم در حکم باران خفیف است و چون از ابر فرود نمی‌آید در ارتفاعات زیاد و قلل جبال دیده نمی‌شود. همچنین ژاله به هنگام وزش بادهای شمال و بادهایی که بخار را می‌پراکَنَد پدید نمی‌آید و بیش‌تر به هنگام وزش بادهای لَواقح (بارور سازنده درختان و گیاهان)، که در بسیاری از بلاد از سمت جنوب می‌وزد، و نیز در بلادی که در معرض بادهای دریایی است بر زمین می‌نشیند. اگر هوای شب سردتر شود
قطرات شبنم یخ می‌بندد و به صورت یخچه بر زمین می‌نشیند. بنابراین، ژاله و یخچه از یک جنس است و جایگاه تولّد هر دو از ابر پایینتر است؛ فقط علّت فاعلی، که سرما باشد، در یخچه قویتر است و در ژاله ضعیفتر می‌باشد.
ماده برف و باران و جایگاه تولد آن دو یکی است، یعنی ماده هر دو بخار است و جایگاه تولد هر دو برابر. فقط علت فاعلی آن دو از جهت میزان حدّت متفاوت است، یعنی علت فاعلی در برف سرمای سخت تر و در باران سرمای ملایمتر است و به همین دلیل در زمستان بیش‌تر برف می‌بارد.
علت فاعلی
تگرگ نیز سرمای سخت است که باعث یخ بستن
قطرات آب در درون ابر می‌شود. با این فرض، علی القاعده باید تگرگ در زمستان بیش‌تر ببارد که چنین نیست. علت آن است که اجزای ابر در زمستان به یکسان سرد می‌شود و
قطرات آب بملایمت به حالت یخین نزدیک می‌شود، و این حالتِ نزدیک به یخ همان برف است. اما در بهار و پاییز گرما و سرما در همه جای ابر یکسان نیست و اتفاق می‌افتد که سرمای درون ابر از گرما می‌گریزد و در اعماق ابر جا می‌گیرد و تراکم سرما سبب یخ بستن
قطرات آب می‌شود و به صورت تگرگ فرو می‌ریزد و قسمت دیگر ابر، که سرمای کمتری دارد، تبدیل به
قطرات باران می‌شود و ازینروست که نزول باران و تگرگ باهم است.
اگر سرما به درون ابر بگریزد و قسمت دیگر ابر که گرمای بیش‌تر دارد متراکم شود، این قسمت راهی برای رهایی می‌جوید و ابر را بشدّت می‌شکافد و با این شکافتن غرّشی پدید می‌آورد که همان رعد است. شدت خروج هوای گرم از درون ابر نیز تولید
آتش میکند که همان برق است. تولد
رعد و برق و
صاعقه باهم است، ولی چون سرعت صدا کمتر از سرعت نور است دیرتر از دیده شدنِ برق شنیده می‌شود.
ارسطو علت گریز سرمای درون ابر را از گرما، افزایش ضدّیت ضد در حضور ضد می‌داند. به همین جهت، سرما در برابر هجوم گرما شدت بیشتری پیدا میکند. ارسطو می‌گوید به همین دلیل است که آب گرم سرما را زودتر از آب ملایم می‌پذیرد (عقیده ای که با مخالفت عدّه ای از دانشمندان مواجه شده است). ارسطو می‌گوید اگر اطبا بخواهند آب را زودتر سرد کنند ابتدا آن را گرم می‌کنند.
چنانکه اشاره شد، اسکندر افرودیسی بر کتاب > آثارعلوی < ارسطو شرحی نوشته است که به [[نقل ابن ندیم]]
به عربی ترجمه شده بود، ولی این ترجمه در دست نیست. ابن رشد در الا´ثار العلویه از این شرح استفاده کرده است.
لامفیدورس نیز این کتاب را شرح کرده است که بدوی آن را ضمن شروح علی ارسطو المفقودة فی الیونانیّه چاپ کرده است.
تئوفرسطس، شاگرد ارسطو، نیز کتابی دارد که به نام الا´ثار العلویه به عربی ترجمه شده است و این ترجمه موجود است. از میزان استفاده دانشمندان اسلام از این کتاب در زمینه آثار علوی، به ویژه باران، در کتاب سزگین گفتگو شده است.
ابن سینا، هرچند دربیان تکوین ابر و باران و برف و تگرگ از ارسطو پیروی کرده، از مشاهدات خود نیز سخن گفته است. او ابر را جوهر بخاریِ فشرده ای می‌داند که در طبقات فوقانی هوا تشکیل می‌شود و هر کس که بر بالای
کوه رود و دقت کند به این معنی پی خواهد برد و پیدایش ابر را درآنجا خواهد دید. این جوهرِبخاری ابر، آبی است که تبخیر شده و به بالا رفته یا هوایی است که فشرده شده است. ابن سینا بارها در بالای کوه سردشدن هوا و تبدیل شدن آن را به ابر مشاهده کرده و پی برده است که پیش از سرد شدن هوا ابر و بخاری در هوا دیده نمی‌شد و پس از آن‌که هوا سرد و
مه به ابر بدل شده برف از آن باریده است. او این پدیده را در
ویمه از جبال طبرستان و نیز در کوههای طوس دیده است. ابن سینا، همان گونه که شاهد تشکیل ابر از هوای سرد بوده، صعود بخار آب و تبدیل آن را به ابر در بسیاری از مناطق کوهستانی مشاهده کرده است. به عقیده او برای نزول باران لازم نیست که بخار آب به طبقات بالا و سرد هوا برود، زیرا خود او دیده است که در بعضی از کوه‌ها بخار آب کمی بالا رفته و قسمتی از زمین را، که محیط آن در حدود
نیم فرسخ بوده و در آن دهی وجود داشته، همچون سرپوشی فرا گرفته است. او در کوه بالای این ابر و در هوای صاف بوده، در حالی که در پایین بر روی مردم ده از ابر باران می‌باریده است. از مشاهده این احوال دریافته است که بخار آب گاهی، بر اثر فراوانی و فشردگی، بکندی بالا می‌رود و، بی آن‌که به طبقه سرد هوا برسد، مانند پارچه ای خیس چلانده می‌شود و
قطرات باران از آن فرو می‌ریزد. گاهی نیز باد مانع بالا رفتن ابر به سوی بالا می‌شود و آن را به کوه می‌زند یا بادهای متقابل ابر را می‌فشرد و در هر دو حال سبب نزول باران می‌شود و باد و ابر به هم برمی‌خورند و متراکم می‌شوند و باران تولید می‌کنند. علت فراوانی باران در
سرزمین حبشه، با آن‌که هوا در آنجا گرم است، این است که بخار آب بر اثر وزش بادها به کوههای آن سرزمین می‌خورد و متراکم و به باران تبدیل می‌شود. اما علت عمده تکوین باران صعود بخار آب به طبقات سرد و فوقانی هواست. در آن طبقه، دودی گرم و خشک از ابر جدا می‌شود و این امر سبب سرد شدن ابر و باران زایی آن می‌شود. ابن سینا این پدیده را نیز در قلل کوه‌ها مشاهده کرده است. به عقیده او باران‌های مداوم یا تند از اینگونه ابرها می‌بارد.
اگر بخاری کمی بالا رود و بر اثر سرمای شب به
قطرات آب مبدّل شود، ژاله یا
شبنم پدید می‌آید و اگر سرما بیش‌تر شود
قطرات ژاله به صورت یخچه بر روی زمین می‌نشیند.
اگر ابر در طبقات فوقانی بر اثر سرما تبدیل به
قطرات آب شود و این
قطرات آب با سرمای بیش‌تر رفته رفته رو به انجماد نهد، به دانه‌های برف تبدیل می‌شود و این دانه‌ها از سنگینی بر زمین می‌نشیند. اگر این یخزدگی ناگهانی باشد، نه تدریجی،
قطرات آب به دانه‌های یخ تبدیل می‌شود و به صورت تگرگ درمی‌آید. دانه‌های تگرگ در اصل خرد و ریز نیست تا سپس به هم بچسبد و درشت تر شود، زیرا اتصال جسم جامد و خشک به جسم جامد و خشکِ دیگر سخت است؛ سبب درشتی دانه‌های تگرگ این است که اجزای این بر اثر سرمای شدید ناگهانی، دفعتاً به هم می‌پیوندد و آب می‌شود و منجمد می‌گردد و دانه‌های درشت تگرگ پدید می‌آید؛ با
قطرات باران به هنگام فرود آمدن به یکدیگر می‌پیوندد و بر اثر سرما یخ می‌زند، بویژه اگر
قطرات سرد باران از منطقه ای گرم عبور کند که، در این هنگام، به تأثیر عَرَضیِ گرما تولید برودت بیش‌تر می‌شود (زیرا کیفیات متضاد چون برابر هم قرار گیرند اثرشان شدیدتر می‌شود، و سرمای موجود در ابر یا در
قطرات باران با حضور گرمای محیط بشدّت منقبض می‌شود و تولید یخ میکند). علت دیگر پیدایش
تگرگ این است که بادی سرد بر ابری گرم، که به زمین نزدیکتر است، بوزد و آن را فشرده کند و اجزای آن را منجمد سازد.
ابن سینا خود این پدیده را مشاهده کرده است و نقل میکند که در زمان او، در
بلاد جبل، دانه درشت تگرگی از آسمان به وزن یک من افتاده بود که آن را نزد بدربن حَسَنویه، والی کردستان، برده بودند. تگرگ در تابستان کمتر می‌بارد، زیرا در این فصل بخار گرمِ تر و سنگین کم است؛ و در زمستان نیز کمتر می‌بارد، زیرا در این فصل بخار پیش از آن‌که منجمد شود به صورت برف در می‌آید و این خود نظریه دیگری است درباره برف که آن را ابر منجمد می‌داند نه آب منجمد. از این گذشته، در تابستان گرمای هوا بخار آب را به تحلیل می‌برد، بنابراین نزول باران و تگرگ در آن فصل نادر است؛ اما در
پاییز و
بهار رطوبت و ماده بخاری، چون هوا چندان گرم نیست، به تحلیل نمی‌رود و تا طبقات سرد هوا بالا می‌رود و ازاین‌رو باران و تگرگ تولید می‌شود.
ابن سینا از تأثیر بادها در تولید باران و برف نیز یاد میکند و می‌گوید که در منطقه معتدل شمالی یا در
خراسان و
ماوراءالنهر (ابن سینا از این منطقه به «عندنا» تعبیر میکند) بادهای شمالی باران زا نیست، ولی بادهای جنوبی ابرها را جمع میکند. اما بادهای شمالی را برف زا و بادهای جنوبی را شبنم زا می‌داند، مگر در بعضی نواحی
طوس که در آن باد شمال در نواحی سرد نمی‌گذرد و در مبدأ حرکت خویش است ولی بادهای جنوبی از مناطق سرد عبور میکند. با این بیان، ابن سینا عوامل محلی و موضعی را نیز در تولید برف و باران مؤثر می‌داند.
فی الجمله، ابن سینا آثار علوی، از باران و برف و غیر آن را، دو عامل بخار و دخان (دود) می‌داند. بخار جوهری است تر و صعود آن کُند و سنگین است و دود یا دخان جوهری است گرم و خشک و صعود آن سبک و سریع است، بندرت اتفاق می‌افتد که بخار تنها یا دودِ تنها به طبقات بالا صعود کنند. این دو در بیش‌تر اوقات باهم به طبقات بالا می‌روند و به جوهری که غالب است (بخار یا دود) خوانده می‌شوند. بخار آب چون سنگین است با اندازه معیّنی بالا می‌رود، اما دود به سبب خشکی و سبکی تا مجاورت کره آتش، که به عقیده قدما بالای کره هوا و محیط بر آن است، صعود میکند. ابن سینا خود جدا شدن دود را از ابر در بالای کوههای بلند مشاهده کرده و دیده است که چگونه دودِ جدا شده، که به رنگ سیاه بود و بوی سوختگی می‌داده است، بخار آب را در زیر گرفته و رو به بالا نهاده است. بخار آب ماده ابر و باران و برف و ژاله و تگرگ است و ظهور پدیده‌های هاله و قوس قزح و نیازک به آن برمی‌گردد؛ ماده صاعقه و شهاب و دنباله داران و علامات خوف انگیز دیگر دود است.
هر چند ابوالبرکات بغدادی (متوفی ۵۴۵) در فصل طبیعیات کتاب المعتبر، در اساس، پیرو نظر ارسطو درباره چگونگی پیدایش باران و
برف و
تگرگ است، اما بیان او حکایت از استقلالِ بینش و روش علمیش دارد.
ابوالبرکات معتقد است که، بر اثر گرم شدن آب و
خاک از گرمای آفتاب،
بخار و
غبار از آن دو متصاعد می‌شود که گاهی با یکدیگر می‌آمیزند. پاره های این بخار، چون از مرکز به محیط متصاعد شود در حال صعود مانند خطوط شعاعی که از مرکز به محیط دایره می‌روند رفته رفته از یکدیگر فاصله می‌گیرند تا به محیط سردترین طبقه هوا برسند. این طبقه در میان دو طبقه قرار دارد. در بالای آن کره آتش است که محیط بر هواست و، در زیر آن، طبقه ای که نزدیکتر به زمین و حدّ نهایی تأثیر تابش آفتاب بر زمین است. این طبقه میانی، که سردترین قسمت هواست،
زَمْهَریر نام دارد و مجاور کوههای بسیار بلند است. در تابستان، که هوا بسیار گرم است، بخار به این طبقه سرد نمی‌تواند برسد و بر اثر شدت گرما از میان می‌رود و به همین دلیل باران در تابستان کمتر است. اما این بخار در بهار و پاییز به طبقه سرد یا زمهریر می‌رسد و بادهای سرد از قلل کوه‌ها برآن می‌وزد و خود سرد می‌شود و رو به پایین می‌رود و با بخارهای متصاعد دیگر تلاقی میکند و ابری فشرده پدید می‌آید. به عقیده ابوالبرکات، ابر چیزی جز باران و برف نیست؛ چنانکه اگر کسی بر بالای کوه بلندی که بالاتر از ابر است برود و سپس از آن بلندی فروتر آید و به منطقه ای که ابری است وارد شود، چیزی جز باران و مه نخواهد دید و همین است که از دور به صورت ابر دیده می‌شود. ابری که باران زا نباشد همان بخار آب است که چون سرد نشده است به شکل
قطرات باران درنیامده است و مانند گرد و غباری است که هوا را تیره کرده باشد. بخار آب پس ازسرد شدن به صورت
قطرات بسیار ریز درمی‌آید که از سنگینی نزول میکند. چون این
قطرات از محیط به مرکز می‌آیند به یکدیگر نزدیکتر می‌شوند تا با هم تلاقی کنند و درشت تر گردند.
اگر بخار آب سردتر شود،
قطرات بسیار ریز آب، که ابوالبرکات آن‌ها را «رَذاذ» می‌خواند، یخ می‌بندد و چون بسیار ریز است شکل برف به خود می‌گیرد. دانه‌های برف، به هنگام فرود آمدن، با بخار آبی که از زمین متصاعد می‌شود درمی‌آمیزد و به همین دلیل است که ابر در روزهای برفی نزدیکتر به زمین جلوه می‌نماید و هوا در این هنگام کمی ملایمتر است.
پس از آن‌که برف قطع شد، سرمای سطح زمین شدت می‌یابد و بخارات از میان می‌رود و هوا باز و سردتر می‌شود. دانه‌های ریز برف بر اثر بادهای سرد به هم می‌چسبد و به صورت تگرگ درمی‌آید. در این هنگام، هر چه ابر بالاتر و بادها سخت تر شود دانه‌های تگرگ درشت تر می‌گردد؛ ازینرو، تگرگ با باد همراه است، اما باران و برف همیشه با باد همراه نیست
.
قزوینی (متوفی ۶۸۲) نیز در مقاله دوم عجایب المخلوقات، ذیل عنوان «فی السحاب و المطر و ما یتعلّق بهما»،
درباره ابر و نزولات آن، باران و برف و تگرگ، و کیفیت پیدایش آن‌ها کمابیش همین مطالب را به اختصار آورده است.
ابویوسف یعقوب بن اسحاق کِندی (متوفی نیمه قرن سوم هجری) چند رساله موجز در آثار علوی دارد که در ضمن رسائل الکندی الفلسفیه به طبع رسیده است. از جمله رساله ای است به نام «فی العله التی لهاتکون بعض المواضع لاتکاد تمطر» (در بیان علتی که در بعضی جاها باران تقریباً نمی‌بارد). کِندی نیز، در این رساله، علت باران را بالاگرفتن بخار آب به منطقه سرد جو و فشردگی (حصر) و تراکم آن بر اثر وجود علل و شرایطی موضعی و محلی می‌داند. علت سرد شدن مناطق میل یا انحراف آفتاب در حرکت خود از
فلک البروج است. با این میل یا انحراف، منطقه شمالی و جنوبی (خط استوا) زمین بترتیب گرم یا سرد می‌شود. کندی در اینجا مسئله ای را مطرح میکند که ظاهراً نخستین بار است که اظهار شده است و آن این‌که اجسام بر اثر گرما و سرما منبسط و منقبض می‌شوند؛ هوا نیز بر اثر گرما منبسط می‌شود و جای بیشتری می‌طلبد و بر اثر سرمامنقبض می‌شود و جای کمتری می‌گیرد. در نتیجه، جریان هوا از شمال به جنوب و از جنوب به شمال پدید می‌آید و باد تولید می‌شود (بادهای تابستانی شمالی و بادهای زمستانی جنوبی است). هنگام میل آفتاب به جنوب، در شمال هوا سرد می‌شود و بخار آب می‌تواند خود را به این منطقه سرد برساند، در آنجا، در نتیجه وجود عوامل فشار، مانند باد و کوه و ارتفاعات و نظایر آن، ابر پدید می‌آید و باران می‌بارد. در مناطقی مانند مصر، که وجود این عوامل فشار در آنجا ضعیف است (نبودن ارتفاعات و عوامل دیگر)، ابری تشکیل نمی‌شود، در نتیجه باران بسیار اندک است. اما در تولید باران شرایط موضعی و محلی دیگر، از قبیل جریان رودخانه‌ها و وجود
جنگلها و مخازن آب (دریاچه‌ها و نظایر آن)، نیز دخیل است.
کندی رساله دیگری درباره علت مه و رساله ای درباره برف و تگرگ و جز اینها دارد که هر دو در جلد دوم رسائل الکندی چاپ شده و آرای او در این ابواب تقریباً مطابق با نظریات ارسطوست.
رساله هجدهم از رسائل
اخوان الصّفا، که رساله چهارم از «الجسمانیّات الطبیعیّات» است، درباره آثار علوی است. به نظر اخوان الصفا، کره هوا از همه جوانب بر کره زمین محیط است و ارتفاع یا ضخامت آن از سطح زمین تا
کره ماه شانزده برابر و نیم
قطر کره زمین است و بنابراین، هوا ۷۵۸، ۳۵ فرسخ است. کره هوا دارای سه طبقه مختلف است: آنچه مماس با فلک قمر است، به جهت حرکت دَوَران سریعِ فلک قمر، بسیار گرم و داغ است و طبقه «اثیر» خوانده می‌شود. هر چه از سطح فلک قمر دورتر باشد گرمای آن کمتر می‌شود تا برسد به طبقه دوم که طبقه «زمهریر» است و بسیار سرد است. از طبقه زمهریر به پایین باز هوا رفته رفته گرمتر و ملایمتر می‌شود تا به سطح زمین برسد. این طبقه «نسیم» خوانده می‌شود و محیط بر کره زمین و محاط در طبقه زمهریر است. علت اعتدال طبقه نسیم انعکاس اشعه آفتاب و ماه و ستارگان بر سطح زمین است که موجب گرمای آن می‌شود و اگر چنین نبود سطح زمین از هر جای دیگر سردتر بود، چنانکه در قطب شمال که شش ماه تمام آفتاب بر آن نمی‌تابد چنین است.
زوایای حاصل از انعکاس اشعه آفتاب و ستارگان یا حادّه است یا قائمه یا منفرجه. به هنگام طلوع آفتاب این زوایا منفرجه است، ازینرو گرمای حاصل از این اشعه کمتر است. هر چه آفتاب بالاتر می‌آید زاویه منفرجه کوچکتر می‌شود تا به زاویه قائمه برسد و بعد زاویه بتدریج حاده و کوچکتر می‌شود، یعنی آفتاب و شعاع آن به زمین نزدیکتر می‌شود و هوا گرمتر می‌گردد، و این حدّ اعلای گرمای روز است. پس از آن، باز آفتاب و شعاع آن از زمین دورتر می‌شود و زوایای منفرجه را تشکیل می‌دهد و هوا رو به خنکی می‌گذارد.
تغییرات و استحالات هوا بر اثر همین سرما و گرمای حاصل از نور آفتاب و تاریکی شب است. تغییرات دیگری در نتیجه بادهای حاصل از بخارات و دودها روی می‌دهد و از این تغییرات گوناگون ابر وباران و مه و
رعد و برق و
هاله و
قوس قزح و برف و تگرگ و شبنم و یخچه پدید می‌آید.
علاوه بر عوامل مذکور، تأثیر منازل قمر و اتصالات و تقارن
ستارگان به یکدیگر نیز در نزول باران مؤثر است. به هر حال حوادث جوّی مانند پدیده‌های دیگر دارای چهار نوع علت است: علت مادّی یا هیولانیِ ابر و باران دو نوع بخار بالا رونده است (بخار آب و دود و غبار)، علت فاعلی آن اشعه آفتاب و ماه و ستارگان است، علّت صوری آن انعقاد و بستگی آن دو نوع بخار است که سبب آن برودت جوّ است، علت غایی رویش گیاه و تغذیه جانوران است.
ابوریحان بیرونی می‌نویسد که دانشمندان اوضاع و احوال جوّی را یا به طلوع و خفای ثوابت نسبت داده اند (عرب‌ها بر این عقیده بودند و آن را نَوْء جمع اَنْواء می‌خواندند)، یا آن را از خواص ایام سال می‌دانستند و سایر اسباب و علل را که بر آن افزوده می‌شد یا از آن کم می‌شد امری ثانوی می‌شمردند؛ مثلاً می‌گفتند طبیعت فصل تابستان گرماست و طبیعت فصل زمستان سرماست، و این معنی گاهی فزونی و گاهی کاستی دارد (یعنی دما در هر تابستان و زمستانی فرق میکند). در اینجا ابوریحان اختلاف نظر
ثابت بن قُرّه را با
جالینوس در این معنی ذکر میکند و می‌گوید در هر حال یکی از این دو شق درست است و شقّ سومی وجود ندارد.
پس از آن، تقویم یونانیان و سریانیان را درباره اوضاع جوّی و باران بر طبق ماه‌های سریانی نقل میکند و اقوال
اوقطمین و
قاللبس و
ماطن و
مطرودوروس،
وقونون و
اودوکسوس و
ذوسیثاوس را درباره روزهای بارانی و گرم و سرد غیر آن ذکر میکند. این تقویم همان است که به یونانی پاراپگما نامیده می‌شد.
بنابراین، ابوریحان بیرونی بر خلاف دانشمندان دیگر اسلامی، از نظریات
ارسطو در آثار علوی پیروی نمی‌کند و به تأثیر ثوابت و طبیعت ایام سال معتقد است.
ابوریحان بعضی عقاید عامیانه را نیز درباره آثار علوی ذکر میکند، مانند آن‌که اگر در قلل کوههای طبرستان
سیر بکوبند باران می‌آید
یا در کوه طاق طبرستان در
غار اصبهذان، محل معروف به «دکّان سلیمان» اگر با پلیدی آغشته شود هوا ابری می‌شود و آن قدر باران می‌آید که آن را پاک کند؛ یا در کوهی در ترکستان پاهای گوسفندان را با پشم می‌پوشانند، زیرا اگر پایشان به سنگ بخورد باران می‌آید و ترکان از این سنگ با خود دارند تا برای دفع دشمن از آن استفاده کنند (گویا همان سنگ باران آور معروف به جَده یا یده است که در تاریخ جنگ‌های ترکان ذکر آن بسیار به میان می‌آید) و نظایر آن.
ابوریحان می‌نویسد که
گرگان و
طبرستان باران خیز است و
فسطاط مصر و اراضی مجاور آن باران ندارد و اگر در آنجا باران ببارد هوا فاسد و بیماری زا می‌شود و به جانوران و گیاهان ضرر می‌رساند. ابوریحان این مسئله را نتیجه طبیعت محل و کوهستانی بودن یا مجاورِ دریا بودن و پستی و بلندی
زمین و اندازه عرض آن از استوا در شمال و جنوب می‌داند. ضمناً ابوریحان درباره حرارت و کره نار و انعکاس اشعه شمس و حرارت سطح زمین و درون زمین اقوالی دارد که در آثار الباقیه آورده است و در آن به «مذاکرات» خود با ابن سینا اشاره میکند که ظاهراً مذاکرات شفاهی است و بجز مکاتبات آن دو تن است.
در زبان فارسی هم رساله‌هایی مفرد در آثار علوی هست، از جمله دو رساله درباره آثار علوی که یکی از آن‌ها الرّسالة السنجریه فی الکائنات العنصریه تألیف
زین الدین عمربن سهلان ساوجی است، و دیگری رساله آثار علوی از
شرف الدین مسعودی مروزی می‌باشد. مطالب این دو رساله در اصل همان عقاید ارسطوست که در طبیعیات و شفا بیان شده است.
(۱) ابن رشد، الا´ثار العلویه، حیدرآباد دکن ۱۳۶۵.
(۲) ابن سینا، دانشنامه علائی، طبیعیات، تهران ۱۳۳۰ ش.
(۳) ابن سینا، الشفاء الطبیعیات، الفن الخامسن: المعادن و الا´ثار العلویه، چاپ ابراهیم مدکور، قاهره ۱۳۸۵/۱۹۶۵.
(۴) ابن مَلکا (ابوالبرکات بغدادی)، کتاب المعتبر، ج ۲، حیدرآباد دکن ۱۳۵۸.
(۵) ابن ندیم، کتاب الفهرست، چاپ رضا تجدد، تهران ۱۳۵۰ ش.
(۶) ابوریحان بیرونی، کتاب الا´ثار الباقیه، لایپزیگ ۱۹۲۳.
(۷) رسائل اخوان الصفاء، بیروت ۱۳۷۷/۱۹۵۷، ج ۲.
(۸) ارسطو، فی السماء الا´ثار العلویه، مصر ۱۹۶۱.
(۹) بدوی، شروح علی ارسطو المفقودة فی الیونانیة، بیروت ۱۹۷۲.
(۱۰) دو رساله درباره آثار علوی، چاپ محمد تقی دانش پژوه، تهران ۱۳۳۷ ش.
(۱۱) محمدبن زکریا قزوینی، عجائب المخلوقات و غرائب الموجودات، چاپ فاروق سعد، بیروت ۱۹۷۸.
(۱۲) یعقوب بن اسحاق کندی، رسائل الکندی، الفلسفیة، ج ۲، مصر ۱۹۵۳.
دانشنامه جهان اسلام، بنیاد دائرة المعارف اسلامی، برگرفته از مقاله «باران از نظر دانشمندان»، شماره۱۳۷.
