日食、月食的规律是怎样的？
2019-04-12 · 致力于图书出版、影视IP
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前面讲过，日食是月亮影子扫过地球形成的。月食是月亮钻进了地影的结果。因此，发生日食、月食的首要条件是太阳、月亮和地球三者大体上位于一条直线上。没有这个条件，月亮的影子扫不到地球上，月亮也进不了地球的影子，日食、月食也就无从谈起。
在朔的时候，月亮走到地球和太阳的中间，它的影子有可能扫过地球，因此，日食一定发生在朔，即农历初一。在望的时候，地球处在太阳和月亮之间，月亮有机会进入地球的影子，因此，月食一定发生在望，即农历十五或十六。
但是，并不是每次朔都发生日食，每次望都发生月食。这是什么原因?原来，月亮沿白道绕地球转，地球沿黄道绕太阳运行。白道和黄道之间并不重合，两个轨道面之间有5度9分的交角。
如果白道面和黄道面重合，那么每次朔一定发生日食，每次望一定发生月食。由于白道面和黄道面之间有交角存在，就可能发生下面2种情况：（1）在朔或望时，月亮不在黄道面上或黄道附近，这时就不会发生日食或月食。（2）在朔或望时，月亮正好位于黄道面上或黄道面附近，这时就有可能发生日食或月食。
这后一种情况，只有在太阳和月亮都位于黄道和白道交点附近时才有可能，因此日食或月食一定发生在太阳和月亮都位于交点附近的时候。
在地球上看来，太阳和月亮圆面的直径大约都是半度，黄道面和白道面的交角是5度9分。根据这些数值不难计算，在黄道和白道交点两边各18度31分的范围之外，不可能发生日食；而在15度21分以内，一定会发生日食；在18度31分到15度21分之间，可能发生日食。这个能发生日食的极限角距离叫做日食限。
同样，月亮距黄道与白道交点大于12度15分时不可能发生月食，小于9度30分时一定发生月食；在12度15分与9度30分之间，可能发生月食。
如果按日期来计算，可能发生日食、月食的那段时间称为食季，意思是发生日食、月食的季节。太阳每天在黄道上由西向东移动1度，食限在黄道上的距离大约是36度，因此太阳在黄道上走完日食食限大约需要36天，这就是食季长度。
食季长36天，而朔望月长29.53天，因此，在食季时间内，必定有1次朔日，就是说一定要发生1次日食。由于黄道和白道有2个交点(1个升交点，1个降交点)，在每个交点附近，都有一个食限，因此在1年之内至少有2次日食。当然，这是指全球而言的，对于某一个局部地区而言，不会每年都能观测到日食。
月食的情况则完全两样，有的时候可能一年不发生月食。然而太阳在某年年初经过黄道和白道一个交点，年中经过另一个交点，年底又经过前一个交点时，这一年内最多可能发生7次日月食，即5次日食和2次月食，或者4次日食和3次月食。
“四十一月日一食，五至六个月月亦一食，食有常数”，这是我国古人分析日食、月食出现的规律后得出的结论。
食有常数，意思是说日食、月食的发生是有一定规律的。掌握了这种规律，就可以预报日食、月食的发生时间。
关于日食的具体规律，我国早在《史记·天官书》中就有记载了，在汉代编算的《三统历》中已有日食、月食循环周期的记载。《三统历》周期是11年少31天。也就是说，日食每过11年少31天重复发生一次。比如1958年4月19日发生过日食，1969年3月18日又有日食，1980年2月16日再发生日食。按照这个规律，1991年1月16日、2001年12月15日都将有日食。月食也是一样，1970年8月17日有月食，1981年7月17日有月食，1992年6月15日也将有月食。这是粗略预报日食、月食的好方法。
除了我国的《三统历》周期外，还有沙罗周期。“沙罗”的意思是重复。沙罗周期是古巴比伦人发现的，它取223个朔望月的周期。223个朔望月等于6585.32112天，相当于18年零11.3天。它和19个交点年(6585.78059天)相差很小。这个沙罗周期就是18年零11天的周期。例如1980年2月16日发生了日食，按照沙罗周期，1998年2月27日和2016年3月9日又将发生日食。
应当指出，不管采用《三统历》方法，还是用沙罗周期来推算日食、月食，都是粗略的。这是因为我们取11年少31天也好，取18年零11天也好，都只取了整数值，整数后面的尾数没有计算在内，这样，经过几个周期后就会有几天的误差。所以不能用这些方法去推算长时间后的日食、月食。
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