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為什麼古中國不能掌握日食預測 ?

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發表於 2011-2-16 13:18:08 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最後由 mca 於 2011-2-22 00:17 編輯

月球盈虧週期,除了朔望月外,還有一個較大的循環,例如公元前五世紀的希臘天文學家 Meton,他留意月相的日子每隔 6939 天 (19.00 回歸年) 便重複一次,後人稱這個 6939 天的周期為 Metonic Cycle,中譯「默冬章」。中國古人以 19 年為一「章」,也很早知道一章 = 235 個朔望月,這原本是陰曆與四季的協調基礎 (十九年七閏),但若用來預測日食或月食,像以下的失誤情況就會出現:
   
例一           
1888.01.14無日食 *
1907.01.14日全食 #
1926.01.14日全食 #   
1945.01.14日全食 #
1964.01.14日偏食 #
1983.01.14 無日食 *

例二
1945.06.10無日食 *
1964.06.10日偏食 #
1983.06.11日全食 #   
2002.06.10日環食 #
2021.06.10日環食 #
2040.06.10無日食 *

        # 與默冬章同步        
        * 不與默冬章同步 (日食預測失敗)

從上例可見,默冬章跟數次日食同步後便脫節了,因為它只顧及月的朔望,但是交食除了要有朔或望外 (圖一左),還要太陽、月球與黃白道交點排成直線 (圖一右)。

        


漢代的三統曆以 135 個朔望月 (3986 天) 為一交食周期,後來的曆法又以 235 個朔望月 (6939 天) 為一交食周期,這些都是以類似默冬章的慨念來預測日食,所以經過幾次交食周期後,預測交食便不時失誤了,也遠遠落後於歐洲和巴比倫 (今伊拉克國境)。三千年前的巴比倫人已知日食或月食以 6585 天 (223 個朔望月 或 18.03 年) 為一循環,歐洲人稱之為 Saros Cycle「沙羅週期」,每隔一個沙羅週期,太陽、月球與黃白二道交點重歸成一直線的同一位置上,因此更適合來預測日食或月食,例如 2001 年 1 月 9 日的月全食,18.03 年之後將會出現同一食份,同一持續時間的月全食 (圖二),相隔一個沙羅周期的日食也會重複同樣的食份和持續時間。

        


十九世紀的西方天文學已具這些知識:

223 個朔望月 = 223 x 29.53059 天 = 6585.321 天 (即是沙羅週期)
239 個近點月 = 239 x 27.55455 天 = 6585.537 天 (近點月 = 月球過兩次近地點的週期)
242 個交點月 = 242 x 27.21222 天 = 6585.357 天 (交點月 = 月球過兩次黄白道交點的週期)
  19 個食年   = 19 x 346.62003 天 = 6585.781 天 (食年 = 太陽過兩次黄白道交點的週期)
黄白道交點退行 = 每年 19.34 度,相當於18.6 年的週期

朔望月、近點月 (日全食關鍵)、交點月、食年都是交食預測中要考慮的協調因素,它們最接近的的公倍數是 6585 天 (沙羅週期),利用這些微妙關係,日月食預告準確性又比以前更進一步,但中國古天文由於種種原因沒有發展起來。今天我們仍以沙羅週期為日月食的預測基石。


下次談「沙羅序列」(Saros Series) 與日食的關係。
發表於 2011-2-16 15:13:06 | 顯示全部樓層
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 樓主| 發表於 2011-2-16 17:06:38 | 顯示全部樓層
本帖最後由 mca 於 2011-2-16 17:08 編輯

回應 #2

國內書 胡繼勤《日月交食基本原理》 有簡略提到三統曆以 135 朔望月為交食週期,但只舉出一個乎合這週期的例子

1943.8.1  日全食
1954.6.30 日全食
1965.5.31 日全食
1976.4.29 日偏食

你可將上例擴長,再與 NASA 預測日期比對便知它可以準確幾多次啦。

至於歷代以那些方法預測日食,我無資料了。
發表於 2011-2-16 17:24:18 | 顯示全部樓層
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