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{{NoteTA |1 = zh-cn:周期; zh-tw:週期; }} '''滿月週期'''是14個[[太陰月]]的滿月視大小和月齡(由新月開始經歷的時間)變化的週期。它們的序列有: *最大滿月(滿月出現在[[近地點]])。 *最年輕滿月(上弦月出現在近地點,故朔至望所需時間較短,望復至朔之時長較長)。 *最小滿月(新月出現在近地點)。 *最老滿月(下弦月出現在近地點)。 == 解說 == [[File:Lunar perigee apogee.png|thumb|320px|月球在[[近地點]]和[[遠地點]]的大小比較。]]因為月球以橢圓[[軌道]]繞著地球運轉,因此它的外觀會隨著它向著地球的[[近地點]]接近,和向著[[遠地點]]接近,在視大小上會產生相對應的變化。月球在軌道上從[[近地點]]經過[[遠地點]]再回到近地點的時間稱為[[近點月]]。 月球的外觀,或是[[月相]],取決於月球相對於太陽的運動。它的變化週期稱為'''太陰月''',也稱為[[朔望月]]。'''月齡'''是從[[新月|朔]]起算所經過的天數(參見Meeus,1981)。 橢圓軌道相對於太陰月的起始位置,還會影響到經過半個太陰月出現的[[满月]]的月齡(參見Jawad,1993)。 滿月的循環周期略少於14個朔望月,也略少於15個近點月。這意味著當你看見一個在近地點的大滿月,之後的滿月會離近地點遠一點;在經歷一個滿月週期,太陰月的月數和近點月的月數之間的差異剛好是1。 近點月的平均時間是: : AM = 27.55454988 天 (參見 Meeus (1991) eq. 48.1) 朔望月的平均長度是: : SM = 29.530588853 天 (參見 Meeus (1991) eq. 47.1) 滿月週期是這兩種月的長度整合,所經歷的時間是: : <math> FC = \frac{SM \times AM}{SM-AM} = 411.78443 d</math> == 滿月週期和年 == 另一種表達方式:滿月週期是太陽重新回到月球軌道的近地點所花費的時間(從地球觀看),所以它是一種"近點年",類似於太陽回到月球軌道[[月球交點|交點]](月球軌道在黃道上的點)的[[年|食年]]。 為何滿月週期是14個朔望月而不是12.37個朔望月的一年呢?這個原因是,如果月球的軌道相對於恆星保持著固定的方向,但是太陽潮汐力引發的進動,使月球軌道的方向每9年就繞轉一圈。在這段時間,滿月週期的數目變得比恆星年的次數少了一次。 因此,滿月週期可以和月球的進動週期整合,定義出滿月週期和恆星年的關係。詳見[[月球進動]]。 == 朔望月和近點月的匹配 == 當追蹤14個朔望月的的週期時,發現在18個週期要補正1個朔望月: : 18×FC = 251×SM = 269×AM,''不是'': : 18×14 = 252×SM 269個近點月與251個朔望月的長度相當,這是早為古巴比倫的迦勒底天文學家知道的關係(參見[[西丹努斯]]) 一個更好,將近55個週期,或是767個[[朔望月]],它不僅非常接近朔望月和[[近點月]]的[[整數]],並且也接近[[日]]的整數和[[年]]的整數: : 767×SM = 822×AM = 22650 天 = 55×FC + 2 days = 62 years + 4 天 一個滿月週期相當於13.944335交點月,251個月(18個週期)的週期接近13.944444交點月,而767個(55個週期)月的週期使滿月週期對應為13.9454545交點月。 == 滿月週期和沙羅-利用滿月週期預測月食 == [[沙羅週期]]是223個朔望月,等於239近點月和242個交點月的[[食的週期]],這也等同於16個滿月週期。一個[[食 (天文現象)|食]]的狀況與程度多少也也取決於月球外觀的大小,因此對於滿月時,其在近點月的階段必然與滿月週期有所關聯。在一個沙羅週期的期間內大約會發生40次的食,在一個沙羅週期之後開始的第一個食,會與上一個週期的第一個食非常相似。並且,與滿月週期的倍數相關的實也非常相似。古希臘人也可能已經知道:在[[安提基特拉機械]]的沙羅週期對應於4個螺旋齒輪的組合,也許表示滿月週期被安排對應於4個中的一個象限內。他被建議(Freeth et al. 2008在這個機械內沙羅週期被劃分為16個滿月週期,並且可能被用來預測食的發生。 == 使用滿月週期預測新月和滿月 == 除了預測合時的滿月會最大之外,滿月週期也被用來更精確的預測滿月或新月的確實時刻(一起被稱為[[朔望]])。 === 平朔望 === 在我們能利用滿月週期修正朔望之前,我們只能發現平朔望的週期。[[多項式]]的運算得以導出[[新月]]和[[满月]]。 我們可以利用線性近似,而不必使用完整的多項式;並且可以用[[分數#分數運算|常用分數]]來取代小數的計算,近似的表是一個月的長度。此外,在追蹤時每一次調整月的長度只要改變[[分子]],加上一個稱為'''累加器'''的整數常數即可。這類似在[[希伯來曆]]的''朔日(molad)''計算法。它的工作方式如下: 平朔望月的週其近似值是29 + 26/49天(更精確的分數是29 + 451/850),希伯來曆使用的數值是29 + 12 小時 + 793/1080 小時。我們維持一個本質上是平朔望月非整數天內改變的時間變數累加器,在我們的例子中用的單位是一天的1/49。因此,在下一個月,我們加上整數的29天,並且在累加器中加上26單位。當累加器的數值達到或超過49,日數就要增加一天,所以[[朔日|朔]][[望日]]增加一天,而累加器內的數值減去49。 由於在逼近時的誤差只會出現在分數上,並且是此刻的平朔望多項式展開的高階項目,累加器大約要經過65年才需要予以更正減除一天的誤差。 === 周期的修正 === 月球[[月相|相位]]的重現周期並不是很規律的:朔望周期的重現在29.272天至29.833天之間變化著(詳細請參考[[新月]]的計算)。原因是月球的軌道是橢圓的,所以真正的朔望時間將與平均的朔望時間不同。 真實的新月和滿月與平均的新月和滿月(以規律的時間間隔重現)的偏差,可以用一系列的正弦函數展開式來推算,也就是下面的算式: : C1*sin(A1) + C2*sin(A2) + C3*sin(A3) + ... , 此處的A項是隨時間變動的參數,並且是出現在地球和月球軌道中的4個基本周期的組合;C項是每一個正弦相振幅的常數值。總共有數以百計的項次,但兩個主要的項次是依據月球在(平均)朔望時刻的平近點角,也就是沿著軌道到近地點的距離,也就是在近點周期中的月相。正如我們見到的,這個近點周期和會合周期在每次滿月之際都必須符合。 第三個大項是真實的月和和平均月相的計算結果(from Meeus 1991, ch. 47 p.321): <table border=1> <caption>新月和滿月的主要修正項</caption> <tr><td>新月的振幅</td><td>滿月的振幅</td><td>參數</td><td>參數的含意</td></tr> <tr><td>−0.40720</td><td>−0.40614</td><td>M'</td><td>月球的平近點角</td></tr> <tr><td>+0.01608</td><td>+0.01614</td><td>2×M'</td><td></td></tr> <tr><td>+0.17241</td><td>+0.17302</td><td>M</td><td>太陽的平近點角</td></tr> </table> === 統計 === 下面表中列出了多項式的誤差,滿月週期的修正、滿月週期和太陽的修正,與真實的朔望月,相當於372 年 = 4601 朔望月 = 4931 近點月的比較: <table border=1> <caption>誤差統計</caption> <tr><td> </td><td>最大誤差(小時)</td><td>均方根差(小時)</td><td>%日期調整</td></tr> <tr><td> </td><td colspan="3"> </td></tr> <tr><td>平新月</td><td>-14.13</td><td> 7.51</td><td>26.8%</td></tr> <tr><td>與滿月週期修正</td><td> +6.90</td><td> 3.06</td><td>11.6%</td></tr> <tr><td>與滿月週期和太陽修正</td><td> -3.86</td><td> 1.11</td><td> 3.9%</td></tr> <tr><td> </td><td colspan="3"> </td></tr> <tr><td>平滿月</td><td>+14.12</td><td> 7.49</td><td>27.3%</td></tr> <tr><td>與滿月週期修正</td><td> +6.88</td><td> 3.05</td><td>11.4%</td></tr> <tr><td>與滿月週期和太陽修正</td><td> -4.02</td><td> 1.12</td><td> 3.9%</td></tr> </table> : 均方根差:一種典型的統計平均 :%日期調整:計算的朔望造成一天差異的百分比。 == 參考資料 == *[[瓊·米斯|Jean Meeus]] (1981): ''Extreme Perigees and Apogees of the Moon'', Sky&Telescope Aug.1981, pp.110..111 *Jean Meeus (1991): ''Astronomical Algorithms'', Willmann-Bell, Richmond, VA. ISBN 0-943396-35-2 ; based on the ELP2000-85 lunar [[ephemeris]]. *Ala'a H. Jawad (Roger W. Sinnott ed.) (1993): ''How Long Is a Lunar Month?'', Sky&Telescope Nov.1993, pp.76..77 *Jean Meeus (2002): Ch.4 ''The duration of the lunation'' pp.19..31 in: ''More Mathematical Astronomy Morsels''; Willmann-Bell, Richmond VA USA 2002 *{{Cite journal|title=Calendars with Olympiad display and eclipse prediction on the Antikythera Mechanism|url=http://www.nature.com/articles/nature07130|last=Freeth|first=Tony|last2=Jones|first2=Alexander|date=2008-07|journal=Nature|issue=7204|doi=10.1038/nature07130|volume=454|pages=614–617|language=en|issn=0028-0836|last3=Steele|first3=John M.|last4=Bitsakis|first4=Yanis|access-date=2022-04-17|archive-date=2022-04-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20220417060723/https://www.nature.com/articles/nature07130}} {{月球}} [[Category:月相]]
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