虽然日全食浮现在百般媒体上的频次其实不比某些明星的暴光率低,但对生活在某一固定所在的我们而言,要想一睹它的风仪,无疑比见到那些明星痛苦很多,由于即使在全球范畴内看,日全食每一年最多也只演出一两次,并且那扣人心弦的精粹“表演”老是转眼即逝,倏得得使人扼腕。
然而,日全食尽管看上去好像难于捉摸,但因为地球绕太阳和月亮绕地球的公转运动都有肯定的顺序,从而日蚀和月蚀的产生必定也具备顺序性,日全食自然不会破例。早在5000多年前,我们的前辈就发觉了日月蚀的某些顺序。假如我们认真察看本杂志附录中的日蚀表,就会发觉日蚀的产生也是有周期的,其中最有名的即是“沙罗周期”。
沙罗周期
传统的巴比伦人按照对日蚀的长期观察,发觉日蚀的产生有一个223个朔满月的周期。这个223个朔满月(异常于18年11.3日或18年10.3日(假如有5个闰年))的周期被称为“沙罗周期”,“沙罗”(Salo)一词在拉丁语里即是反复的意思。在这段光阴内,太阳、月亮和黄白交点的相对场所在-常常改观着,而经过一个沙罗周期以后,太阳、月亮、地球的相对场所又答复到和原来几近类似的场所上,从而地球上就会看见和前次相宛如的日、月蚀。注视,沙罗周期并非指两第二天食之间的平衡光阴隔断,而是产生两次“宛如”的日蚀的光阴隔断,比方2002年12月4日大欧美、非洲南部、印度洋、澳洲等局部地域产生了一第二天全食,全食延续光阴是2分3秒,一个沙罗周期后(2020年12月15日),静谧洋、南美洲南部、大欧美等地的局部地域产生日全食,延续光阴为2分9秒,与前次几近类似。而从2002年12月至2020年12月这段光阴内,还会产生11第二天全食,不过它们与这两次不属于一个沙罗周期。平衡而言,每一个沙罗周期内产生大概71第二天、月蚀,包含日蚀43次(全食、环食、全环食),月蚀28次。
沙罗周期之所以会保管,其根底子因是地球绕太阳、月亮绕地球的运动具备肯定的顺序性。在深刻明白沙罗周期之前,让我们先来熟悉几个天文学上的根底观念。
黄道与白道我们了解,月亮在环绕地球运动(轨道是一个椭圆),周期为一个月;地球同时又在环绕太阳运动(轨道也是一个椭圆),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”。白道与黄道其实不在统一个平面上,它们之间保管一个交角,平衡为5°09′。我们站在地球上观察,老是以本人为重心,从而在我们可见,黄道也即是太阳一年内涵天空中走过的轨迹,白道则是月亮一个月内涵天空中走过的轨迹。以地球为天球的重心,黄道与白道本来即是天球上的两个大圆,它们有两个交点,称为“黄白交点”。惟有当太阳、月亮都运转到黄白交点的临近时,才能够产生遮掩,孕育日蚀或月蚀。
望和朔“朔”即是月亮位于地球和太阳之间(不肯定在统一条直线上)的功夫,通俗产生于旧历的十五;“望”即是地球位于太阳和月亮之间的功夫(不肯定在统一条直线上),通俗产生于旧历的月朔。
朔满月月相变革的周期,也即是从朔到朔或从望到望的光阴,叫做朔满月。朔满月的长度并非固定的,有时长达29天19小时多,有时仅为29天6小时多,它的平衡长度为29.530588天。
交点月交点月是指月球在天球上连结两次经过统一黄白交点的光阴隔断。其平衡长度为27.21222日。它对日月蚀周期阴谋有重大意旨。
交点年太阳从一个黄白交点经过到回到这个交点所需的光阴,称为交点年,其长度为346.62003天。因为黄白交点每个月顺着黄道向西退行移约1.6°,所以交点年短于我们-平常所说的公积年(即365天)。
此刻,我们来看日蚀产生的前提:日蚀只能够在朔日产生,并且太阳、月亮一定差不多位于一条直线上,换句话说,产生日蚀时,太阳、月亮都一定位于黄白交点临近。假如某天产生了日蚀,那一天必然是朔日(一月月朔操纵),而且太阳、月亮都位于黄白交点临近,比方2008年8月1日将产生日全食,那一天恰是旧历月朔,黄白交点在巨蟹座,并且太阳、月亮也在巨蟹座。
假使再过n破晓,太阳、月亮又运转到了几近与此全面类似的场所(即黄白交点、月亮、太阳又都回到巨蟹座),那么在地球上可见势必产生与此宛如的日蚀。明显,这个n天应当是交点月、交点年、朔满月的长度的公倍数,经过计划可以发觉223个朔满月的长度与242个交点月、19个交点年的长度几近相配:
223个朔满月=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
也即是说,n的最小值是6585.3211天操纵,本来即是一个沙罗周期。这即是为何会保管沙罗周期的来由,此刻我们不难明白为何每始末一个沙罗周期,就会产生宛如的日蚀(或月蚀)了,然而须要注视的是,这两第二天食的见食所在其实不类似:2008年8月1日的日全食(延续光阴2分27秒)产生在加拿大、北冰洋、俄罗斯和华夏西北部;2026年8月13日的全食(延续光阴为2分18秒),见食所在形成了北冰洋、格陵兰、大欧美、欧洲极西部地域,这又是啥原因呢?
沙罗周期后话
相隔一个沙罗周期的两第二天食,不但见食所在其实不类似,并且日蚀表率也不肯定一样。这有两方面的原由。
其一,223个朔满月(6585.3211天)和19个交点年(即食年,6585.7806天)的长度其实不全面相配,而是出入了0.4605天。从而第二第二天食产生时,太阳在黄道上的场所和初次其实不类似,0.4605的光阴里它大概运动了28′(记得太阳在黄道上自西向东运动,每一年运转一周),也即是说此时的太阳比初次日蚀时偏西28′,结局致使月影扫在地球上的场所和初次比起来也有了变革,将向北或向南转移(取决于初次日蚀产生在两个黄白交点的哪一点)。每始末一个沙罗周期,太阳就偏西27.2′,同时月影就向南或向北退行一些。直至太阳赶过食限、月影离开地球,这个周期性的系列日蚀(称为一个沙罗食系)就完结了,以后即便再过一个沙罗周期也不会有宛如的日蚀产生了。方今公有12个分别的沙罗食系同时施行着,2009年将在我国境内演出的全食光阴大概为7.5分钟的日蚀,就属于其中一个食系,区别曾在1937、1955、1973、1991浮现过。而2008年8月1日的日蚀,属于另外一个分别的沙罗食系,曾在1954、1972、1990年浮现过。自然它们的见食所在都已分别了。
其二,每过一个沙罗周期,日蚀的见食所在除上述的南北转移除外,还有东西方位(即经度)的转移。这是由于一个沙罗周期的223个朔满月是6585.3211天,不是整数。举例来讲,假使有一次甲地产生了日蚀,经过一个沙罗周期以后,将产生宛如的日蚀,不过此时地球转移了6585.3211圈,此次的见食所在就不再是甲地,而是与它相距0.3211个地球周长并且场所偏西的乙地(由于地球自转方位是自西向东),易于算出乙地的经度要比甲地偏西120度操纵。再过一个沙罗周期,见食地又将西移120度。所以甲地要想再次看见宛如的日蚀(也即是这个沙罗食系内的日蚀),起码需在三个沙罗周期以后(54年34天)。不过因为月影在每一个沙罗周期还有南北转移,三个沙罗周期后日蚀时的相对场所究竟上不会返回甲地,一定经过300~400年操纵,甲地才能再次看见日蚀。