日全食周期怎麽计算具体计算过程要明确

日全食周期怎麽计算
具体计算过程要明确

古代的巴比伦人根据对日食的长期观测,发现日食的发生有一个223个朔望月的周期.这个223个朔望月(相当于18年11.3日或18年10.3日(如果有5个闰年))的周期被称为“沙罗周期”,“沙罗”(Salo)一词在拉丁语里就是重复的意思.在这段时间内,太阳、月亮和黄白交点的相对位置在经常改变着,而经过一个沙罗周期之后,太阳、月亮、地球的相对位置又回复到和原来几乎相同的位置上,因此地球上就会看到和上次相类似的日、月食.注意,沙罗周期并不是指两次日食之间的平均时间间隔,而是发生两次“类似”的日食的时间间隔,例如2002年12月4日大西洋、非洲南部、印度洋、澳洲等部分地区发生了一次日全食,全食持续时间是2分3秒,一个沙罗周期后(2020年12月15日),太平洋、南美洲南部、大西洋等地的部分地区发生日全食,持续时间为2分9秒,与上次几乎相同.而从2002年12月至2020年12月这段时间内,还会发生11次日全食,但是它们与这两次不属于一个沙罗周期.平均而言,每个沙罗周期内发生大约71次日、月食,包括日食43次(全食、环食、全环食),月食28次.沙罗周期之所以会存在,其根本原因是地球绕太阳、月亮绕地球的运动具有一定的规律性.在深入理解沙罗周期之前,让我们先来熟悉几个天文学上的基本概念.黄道与白道 我们知道,月亮在围绕地球运动(轨道是个椭圆),周期为一个月；地球同时又在围绕太阳运动(轨道也是个椭圆),周期为一年.天文学上把月亮的绕地球运动轨道面称为“白道”,把地球绕太阳运动的轨道面称为“黄道”.白道与黄道并不在同一个平面上,它们之间存在一个交角,平均为5°09′.我们站在地球上观测,总是以自己为中心,因此在我们看来,黄道也就是太阳一年内在天空中走过的轨迹,白道则是月亮一个月内在天空中走过的轨迹.以地球为天球的中心,黄道与白道其实就是天球上的两个大圆,它们有两个交点,称为“黄白交点”.只有当太阳、月亮都运行到黄白交点的附近时,才有可能发生遮挡,形成日食或月食.望和朔 “朔”就是月亮位于地球和太阳之间(不一定在同一条直线上)的时刻,通常发生于农历的十五；“望”就是地球位于太阳和月亮之间的时刻(不一定在同一条直线上),通常发生于农历的初一.朔望月 月相变化的周期,也就是从朔到朔或从望到望的时间,叫做朔望月.朔望月的长度并不是固定的,有时长达29天19小时多,有时仅为29天6小时多,它的平均长度为29.530588天.交点月 交点月是指月球在天球上连续两次经过同一黄白交点的时间间隔.其平均长度为27.21222日.它对于日月食周期推算有重要意义.交点年 太阳从一个黄白交点经过到回到这个交点所需的时间,称为交点年,其长度为346.62003天.由于黄白交点每月沿着黄道向西退行移约1.6°,所以交点年短于我们平时所说的公历年(即365天).现在,我们来看日食发生的条件：日食只可能在朔日发生,而且太阳、月亮必须差不多位于一条直线上,换句话说,发生日食时,太阳、月亮都必须位于黄白交点附近.如果某天发生了日食,那天必定是朔日(正月初一左右),并且太阳、月亮都位于黄白交点附近,例如2008年8月1日将发生日全食,那天正是农历初一,黄白交点在巨蟹座,而且太阳、月亮也在巨蟹座.假设再过n天后,太阳、月亮又运行到了几乎与此完全相同的位置(即黄白交点、月亮、太阳又都回到巨蟹座),那么在地球上看来必将发生与此类似的日食.显然,这个n天应该是交点月、交点年、朔望月的长度的公倍数,经过计算可以发现223个朔望月的长度与242个交点月、19个交点年的长度几乎相等：223个朔望月＝223×29.530588天＝6585.3211天242个交点月＝242×27.21222天＝6585.3572天19个交点年＝19×346.62003天＝6585.7806天