滿月周期

滿月周期

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

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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

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月球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):

新月和滿月的主要修正項

新月的振幅滿月的振幅參數參數的含意

−0.40720−0.40614M'月球的平近點角

+0.01608+0.016142×M'

+0.17241+0.17302M太陽的平近點角

統計

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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:

誤差統計

最大誤差(小時)均方根差(小時)%日期調整

平新月-14.13 7.5126.8%

與滿月週期修正 +6.90 3.0611.6%

與滿月週期和太陽修正 -3.86 1.11 3.9%

平滿月+14.12 7.4927.3%

與滿月週期修正 +6.88 3.0511.4%

與滿月週期和太陽修正 -4.02 1.12 3.9%

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。

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