世界大事記公元前7世紀巴比倫人發現日月食循環的沙羅周期
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日食和月食統稱交食。
由日月食的原理可看出,交食的出現與日、地、月三者的會合運動密切相關,此會合運動具有周期性,所以日月食自然也應有周期性。
交食的周期是古代巴比倫人發現的,叫做「沙羅周期」(「沙羅」是重複的意思),為18年零11天多一點。
即6585.32天。
一個沙羅周期是6585 + 1/3
天(相當於18年11.3日或18年10.3日(如果有5個閏年)),這是古巴比倫人對日食的觀測後發現的其周期性。
沙羅周期的起源是223個朔望月的時間長度大約與242個交點月相似,有與239個近點月接近 (大約只相差不到2小時)。
這意味著經過一個沙羅周期,月球所經歷的朔望月、交點月和近點月幾乎都是整數,地球、太陽和月球三者的幾何關係幾乎完全一樣:月球在相同的交點上,有著相同的相位和與地球相同的距離。
知道在某一天曾經發生一次食,則經過一個沙羅周期之際,幾乎一樣的食將再度發生。
然而,沙羅周期
(18.031年)與月球的進動周期 (18.60年)並不相同,因此即使地球、太陽和月球三者的幾何關係幾乎完全一樣,但以恆星為背景的月球位置仍然不同。
沙羅周期的日數包含了⅓天的分數,不是整數使得問題更為複雜。
由於地球的自轉使得使得經過完整的沙羅周期當天發生的食將延後約8個小時。
在日食的情況下,這意味者能看見日食的區域將西移120°,或是三分之一個球面,因此在相同的地點上,每三次只能看見其中的一次。
在月食的情況下,下一次的月食在相同的地點上看見月球在地平線上的時間可能是一樣的長,但如果等待三次沙羅周期
(54年1個月,幾乎大約就是19756日) 之後的月食會在當天幾乎相同的時間出現,這就是所謂的3沙羅周期或exeligmos (希臘語:"轉輪")。
這個時間長度,正是我們常常聽說的「沙羅周期」。
「沙羅」一詞在拉丁語裡就是重複的意思,每個沙羅周期平均約有71次交食,包括日食43次,月食28次。
一年內可發生多少次月食呢?對全地球而言,一年內最多發生3次,有時1次也不發生,日食每年最多可發生5次,最少也要發生2次。
這麼看來,每年發生日食的次數比月食多,可是為什麼人們總是看到月食的機會比日食多呢?這是由於日食帶的範圍小,地球上只有局部地區可見;對於某一確定地點而言,平均每3年左右才可以看到一次日偏食,300多年才可以看到一次日全食。
而月食一旦發生,處於夜晚的半個地球上的人都可以看到,對某一地區平均而言,看到月食的機會是發生月食次數的一半,因此人們看到月食的機會比日食多。
由於地球繞太陽和月亮繞地球的公轉運動都有一定的規律,因此日食和月食的發生也具有其循環的周期性。
18年11天8小時的沙羅周期用來預測相同食的再度發生上非常有用,因為他和月球軌道的三種周期有關:交點月、近點月和朔望月。
當食發生時,不是月球位於地球和太陽之間 (日食),就是地球介於太陽和月球之間
(月食),這種現象只有在新月或滿月才會出現,因此決定月相變化的朔望周期,29.53天,就有關係了。
但是,並不是每次的滿月或新月,地球或月球的影子都能落在相對的天體上,因此食要能發生,這三個天體還必須接近在同一條線上,這種情況只會出現在月球穿越黃道面上的兩個交點
(升交點或降交點)之一時,月球穿越黃道面上同一個交點的周期經測定是27.21天。
最後,如果食要有相同的現象和持續時間,那麼這兩次食的地球和月球還要有相同的距離,要出現相同距離的周期是近點月,時間間隔是27.55天。
有了沙羅周期,我們就可以預報日食了。
例如1991年7月11日,發生了一次日全食,掩食帶穿過拉丁美洲及太平洋地區。
我們往前推18年零11天,1973年6月30日一定也發生了一次日食,查閱資料發現確有此事,那次日全食的掩食帶橫穿了非洲大陸。
如果往後推一個沙羅周期的時間,我們就能算出2009年7月22日也將發生一次日食,這就是即將發生在我國長江流域的日全食。
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