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李渊建唐之初，沿用隋《大业历》。武德二年（619）又颁用傅仁均的《戊寅元历》，开创了中国历史上第一个在民用历中采用定朔法的历法。该历关于日行盈缩、月行迟疾等计算方法，与大业历大致相同。但采用定朔法可能会出现连大月或连小月的特殊现象，如贞观十九年（645）出现了四个连大月，因而《戊寅元历》受到攻击，不得已又改用平朔，失去了其历法的特征。唐高宗麟德二年（665）起，颁用李淳风编造的《麟德历》。《麟德历》是一部著名的历法，有不少创新，在中国历法史上占有重要地位。该历再次采用定朔并独创了一种进朔法，即根据朔日小余数据的具体情况，将朔日上退一日或下推一日，使相应大月变成小月或小月变成大月，从而解决了出现连续四个大月或三个小月的违反日常习惯的问题。《麟德历》还采用“总法”1340作为各天文数据的统一分母，立法巧捷，为后世历家所遵用。《麟德历》的又一创举是正式废除沿袭已久的章蔀纪元之法，不用闰周而直接以无中气之月置闰。由于该历是以《皇极历》为基础而编制的，在推算五星运动时考虑到日月五星的不均匀运动，并吸取了《皇极历》的先进计算方法，且所得数据更为精确。《麟德历》的主要缺点是没有在历法中考虑岁差。这部历法虽然是比较好的历法，但毕竟存在误差。《麟德历》用到开元九年（721）已显疏漏，于是唐玄宗诏令一行编撰新历，于开元十五年编成《大衍历》。这年十月，一行随玄宗巡幸途中病逝。开元十七年（729），《大衍历》正式颁行全国。
《大衍历》分“历议”和“历术”两大部分，历议论述编历的原理，历术则又细分为步中朔术、发敛术、步日躔术、步月离术、步轨漏术、步交会术和步五星术等，这些是说明计算日月五星位置、运动、时刻和日月交食的方法。为了取得制历的数据，一行组织了大规模的天文测量，研制了新的天文仪器，测量了二十八宿距星及许多恒星的位置，对日月五星进行了大量的新的观测，从而使《大衍历》有了深厚的观测基础。通过观测，一行发现：“日南至，日行最急，急而渐损，至春分及中，而后迟。至北日至，其行最舒，而渐益之，以至秋分，又及中，而后益急”，也就是说冬至时日行最急，夏至时日行最缓。这是对太阳周年视运动比较正确的认识，改正了刘焯以春分前一日日行最急，后一日最舒；秋分前一日最舒，后一日最急的错误说法。《大衍历》的重要成就还有在计算太阳运动时创用定气法，发明不等间距二次差内插法的数学方法，用以计算太阳的位置等。与《皇极历》相比，《大衍历》在计算日食的时候，不但考虑了不同地理纬度对日食的影响，还考虑了季节的影响，月亮视差对日食的影响等，并提出判别日食亏起方位角的方法。《大衍历》也吸收了《麟德历》的数学技巧，以3040 1 = 36574330401 = 2910133040为通法，从而得到： 回归年日； 朔望月日； 周天＝ 度的基本数据。《大衍历》完善的体系为1 365779。753040以后各制历家所效仿。
公元762 年，因《大衍历》未报代宗宝应元年六月望的月食，改颁郭献之编修的《五纪历》。建中四年（783），又以《正元历》替代了《五纪历》。821 年起颁行徐昂编撰的《宣明历》。《宣明历》有一些新发现和新成就，如在日食计算中引出时差、气差和刻差三差，所用近点月与交点月的数值与今采用值相同，是一部较好的历法。唐代最后使用的一部历法是边冈编撰的《崇玄历》，昭宗景福二年（893）颁行。
第六节古代天文文献的收集和整理唐《开元占经》是唐代收集整理古代天文文献资料的一大成就，主编为瞿昙悉达，其祖父原是天竺（今印度）婆罗门僧人，于隋代携全家来中国定居。其父瞿昙罗曾向唐太宗献上《经纬历》，武周圣历元年（698）又献上自编新历《光宅历》。瞿昙悉达供职太史监，担任过太史令。约在开元二年（714）奉旨领导编纂《开元占经》，约历时十年完成了这部有120 卷之多的巨著。《开元占经》前两卷辑录了古代天文学家的宇宙理论，从第3 卷到第90 卷辑录的是对各种天象的占法，第91 卷到第102 卷辑录了气象占，第103 卷为《麟德历经》，104 卷为《九执历》，105 卷为先秦至开元期间29 种历法的基本数据，106 至110 卷记星图中的星位，最后10 卷是杂占。
《开元占经》所集古代天文星占著作不下七八十种，明代程明善曾称赞此书的收录“可谓无遗珠矣”。面对浩瀚的素材，该书的编辑是十分成功的。他采用的方法是先编目录纲要，按照对天地的认识，日月五星和二十八宿及与之相关的占语，星占理论基础（分野和星官），偶见天体及相关的占语，历法，杂占等的顺序，将各家有关的论述纳入相应的章节，使这部书成为经过系统编辑的天文星占资料精粹汇编。《开元占经》直接节录原著原文，未经编者改写，因而保存了大量原始资料，得以传世，其中许多珍贵资料是仅见于此书的，这是这部书的一项重要贡献。《开元占经》中所记载的中国古代天象记录，恒星观测记录，甘、石、巫三家星表的星名和星数，前人历法的主要天文数据，《麟德历》全部内容，《九执历》，历代天文学家对宇宙结构和天体运动的论述以及各种纬书等，也都有重要的研究价值。
另外一部著名的作品是李淳风的《乙巳占》。与《开元占经》相同的是，两者都对大量古代天文星占材料进行了整理，不同的是，《乙巳占》是一部编著而成的作品，是作者综合各家之说并参以经传子史及发挥己见写成的书。全书共10 卷，介绍了甘德、唐昧、梓慎、裨灶、箕子、张衡、陈卓、刘表、郗萌、庾季才、袁充、郭璞等近30 位星占家的观点，主要内容是分类载述日月五星占、列宿占、彗孛流陨占和气象占等，此外还有候风法，以及适应唐代郡县划分的分野理论，天象记录，天文仪器结构等内容。
经李淳风整理编撰而成的《晋书·天文志》、《隋书·天文志》，也是整理前代天文史料的典范，其所作的概括和总结，内容全面，体系完整，反映了作者“政教兆于人理，祥变应乎天文”的观点。
第七节中外天文学交流无论是从天文历法、天文星占看，还是从天象观测、天文仪器看，隋唐时期都表现出它的成熟，中国古代天文学以历法与星占服务于皇帝的体系得到进一步强化，历法的研究和编历技巧也满足了当时社会的需要。同时，隋唐时期与域外的天文学交流也得到加强，在中外天文学交流方面的成就是很突出的。
前面提到的来自印度定居中国的瞿昙悉达，其一家有四代人在唐代从事过天文工作：其父瞿昙罗曾任太史令，其子瞿昙譔曾任司天监，其孙瞿昙晏曾任司天台冬官正。这种情况一方面是由于瞿昙家族自身的文化素质高，既掌握印度天文历法，又通晓中国的天文学，世代相传，影响至深；另一方面反映出当时重视的是人才，不因其来自异域而受到岐视。
瞿昙悉达不仅主持过天文仪器的修复，编纂过《开元占经》，而且他还于开元六年（718）奉旨译成《九执历》。“九执”就是“九曜”。《新唐书·历志》说：“《九执历》者，出于西域。”这部先于《大衍历》完成的历法其全文后来收入《开元占经》第一○四卷，此外还有《九执历》立成算法2 卷，收入张说、陈玄景根据一行的《大衍历草》编成的书中作为附录。《唐会要》卷四二记载说：“洎十五年（727）一行定草，诏说成之。因编以勒成一部：经章十卷，长历五卷，历议十卷，立成算法天竺《九执历》二卷，古今历书二十四卷，略例奏章一卷，凡五十二卷。”瞿昙悉达自己也说：“《九执历》法，梵天所造，五通仙人承习传授”，说明它出自印度，是从精通印度历法的人那里学习来的。据研究，《九执历》是根据几部印度历法编译而成的一部历法。正如他在按语中所说：“今削除繁冗，开明法要，修仍旧贯，缉缀新经，备述算术，具算如左”，从而将印度古代历法较系统地传入中国。《九执历》引进了印度天文学中的一些先进的内容，如周天360 度和60 进位的圆弧度量方法，黄平象限等概念，以及太阳远地点位置、黄白交点运动周期等比汉历精确的数据。其中七曜值日次法，如该历所载：“又置积日，以七除，弃之余，从荧惑月命得之七曜直日次，其七曜直用事法，别具本占”，也是以前汉历所没有的。但当时中国的天文学家并未将《九执历》中的先进内容学到手，吸取到汉历中来。这部历法只是“与《大衍历》相互参奉”，作为参证大衍历的一种方法。
另一部含有七曜内容的历法是《符天历》。《新五代史·司天考》载：“唐建中时，术者曹士 始变古法，以显庆五年为上元，雨水为岁首，号《符天历》。世谓之小历，只行于民间。重绩乃用以为法，遂施于朝廷。赐号调元历。”过去人们一般认为曹士 《符天历》包含的内容并没有超出传统历法的框架，只是废除上元积年，简化历法计算，故为民间历所取用。后来得到颁行的马重绩的《调元历》，实际上用的也是《符天历》术。但是日本学者从保存在日本的于1765 年编撰的《天文秘书》卷六四中，发现了《符天历经日躔差立成》的抄本。经研究，《符天历》各年历书中，每月都载有九曜的运行方位。九曜就是日月五星这七曜再加上罗■、计都（罗■、计都是印度天文学家推想的两个看不见的天体，实际上指的是黄道与白道的开交点和降交点）。这些内容表明《符天历》确实“本天竺历法”，从而在一定程度上反映出印度天文学对中国天文学所产生的影响。
唐代中国同朝鲜、日本的天文学交流也十分频繁。当时的新罗、日本曾派遣很多留学生来学习中国文化，其中包括天文历法，中国的天文历法成就和书籍大量传入朝鲜和日本。如朝鲜刻于672 年的一幅石刻星图，其绘制方法就是中国的盖图法。据记载，传入日本的天文学著作，就有四百六十一卷。唐代的《麟德历》、《大衍历》、《宣明历》等都在日本行用过。因此，中国天文学对朝鲜、日本天文学产生了巨大的影响。
第八节气象知识的进步隋唐时期，对气象气候不论在实际观测还是在理论方面都有所进步。关于气象气候的观测资料在《隋书》、《旧唐书》和《新唐书》的《五行志》中有记载。此外，在农书和方志中也有不少涉及雨、雪、雹、霜、雾、气温异常、大风、干旱等天气现象的记录。
这一时期对气象规律的认识尤其是在观风和观雨等方面都有所进展。如李淳风对风就很有研究，在《乙巳占》中有专论风的候风法、占风远近法、推风声五音法等。其中候风法专门介绍了相风旗、羽葆和木乌等测风仪器。在另一部著作《观象玩占》中，按子、癸、丑、离、寅、甲、卯、乙、辰、巽、巳、丙、午、丁、未、艮、申、庚、酉、辛、戌、乾、亥、壬将风向定为24 个，其中子、午、卯、酉分别表示北、南、东、西四个方向。他在该书卷四八中还写道：“凡风发，初迟后疾者，其来远；初急后缓者，其来近。动叶十里，鸣条百里，摇枝二百里，落叶三百里，折小枝四百里，折大枝五百里，飞砂走石千里，拔大根三千里。凡鸣条以上，皆百里风也。”《乙巳占》卷十《占风远近法》也有类似的记载。这一记载对风力大小和形成风的范围作了生动形象的描述。这实际上也是一种用树木动态作标准来判断风力的方法。这种方法与十九世纪初英国人蒲福提出的风力分级法类似，但比蒲福早一千一百多年。
邵谔的《望气经》，对于各种云的区别，如颜色和形状的差异等有相当仔细的观察和记述。关于雨的预兆，《开元占经》卷九八中有：“虹蜺见，雨即晴，旱即雨。”“久雨虹见即晴，久旱蜺见即雨也。”唐代黄子发的《相雨书》可说是一部关于降雨的气象学专著。该书主要内容有：（1）观云，从云的形状、颜色、所处地理位置、云行速度等来预报下雨的时间及雨量大小，如“清晨云如海涛者，即时风雨兴也”①。（2）候气，如“视日出，气正白，日入，气正赤者，皆走石飞砂”。（3）看虹，如“晚有断虹占，半夜有雨达日中”。（4）看雾，如“日始出，南方有雾者，辰刻雨”。该书还有关于风雨云气等气象占的内容和一些有参考价值