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最后更新:2026年10月10日

食的周期性与重复

解释食重复的示意图

日食和月食图(1990-2012年):根据太阳通过月球轨道交点的情况,追踪日食(全食、环食、偏食、全环食)和月食(全食、偏食、半影食),突出显示反复出现的食系列。
图片来源:I.M.C.C.E.(新窗口)

科学摘要

Astronoo的文章介绍了沙罗周期,这是一种约18年的天文学周期性,支配着日食和月食的重复。这个周期源于三个月球轨道周期的组合:朔望月、交点月和近点月。经过223个朔望月后,月球相对于太阳及其轨道交点恢复到几乎相同的配置,使得预测食成为可能。沙罗系列持续1226至1550年,包含69至87次食。每个周期8小时的偏移解释了食的地理位移,由埃克塞利格莫斯补偿。

什么是沙罗周期,它如何预测食?

本文致力于沙罗周期,这是一种支配食重复的基本天文学周期性。但什么是沙罗周期,它如何预测食?答案在于月球三个轨道周期之间的显著和谐:朔望月(29.53天)、交点月(27.21天)和近点月(27.55天)。经过223个朔望月,即约18年11天后,月球、地球和太阳恢复到几乎相同的几何配置。这个自古以来已知的周期使得以显著精度预测食成为可能。每个沙罗系列从偏食开始,演变为全食或环食,然后结束。每个周期8小时的偏移将食向西移动120度,这一现象由埃克塞利格莫斯(54年的三重沙罗)补偿。对这个机制的理解说明了从古代观测者到现代模型的天文学创造力的深度。

值得一看

继续探索宇宙的这些主题:

沙罗周期:食的时钟

观测揭示的宇宙周期性

自古以来,天文学家就注意到食(源自古希腊语:放弃、背离)并非随机,而是遵循一种称为沙罗周期的显著周期性。这个周期持续约18年,源于月球轨道三个基本周期的微妙组合:朔望月、交点月和近点月。

触手可及的预测中的天体和谐

沙罗周期代表了天体力学中最迷人的规律之一。理解这个周期不仅可以精确预测食,还可以欣赏支配我们地球-月球-太阳系统运动的奇妙和谐。在没有现代工具的情况下发现这个周期的古代天文学家,证明了人类面对宇宙奥秘时的创造力。

N.B.:
“沙罗”一词在17世纪出现在欧洲天文学中。是著名的英国天文学家埃德蒙·哈雷(1656-1742)于1691年引入这个术语。哈雷读过拜占庭学者乔治·辛克洛斯(8世纪)的著作,其中出现了希腊语“沙罗”一词,意为“重复”或“周期”,但实际上在古代迦勒底人中指的是一种3600年的周期,而非食的周期。

月球和太阳的基本轨道周期

三个决定性的月球周期

沙罗周期源于这些周期之间的近似数值关系:

沙罗食族

沙罗系列的诞生与演化

属于同一沙罗周期的每个食系列称为沙罗系列。一个系列通常从地球一极的偏食开始,然后演变为中心食(全食、环食或全环食),最后在另一极以偏食结束。一个完整的沙罗系列持续1226至1550年,包含69至87次中心食。

利用沙罗预测食

地理偏移与埃克塞利格莫斯

由于沙罗周期中多出的8小时(一天的⅓),一个系列中每次连续的食发生在约120度经度以西。这一特性意味着需要三个沙罗周期(称为埃克塞利格莫斯(54年33天的周期))才能使食在大致相同的地理位置重现。

活跃月球沙罗系列摘要

过去两个世纪活跃的月球沙罗系列

下表总结了活动范围覆盖1800年至2100年期间的主要月球沙罗系列。每个系列的特点是总持续时间为12至15个世纪,包含71至83次连续食。

1800年至2100年间活跃的月球沙罗系列特征
系列食的数量持续时间(年)第一次食最后一次食食的序列
沙罗110721280.1747年5月28日2027年7月18日8N 23P 13T 20P 8N
沙罗111711262.1830年6月10日2092年7月19日9N 20P 11T 23P 8N
沙罗112721280.1859年5月20日2139年7月12日7N 21P 15T 22P 7N
沙罗113711262.1888年4月29日2150年6月10日7N 23P 13T 18P 10N
沙罗114711262.1971年5月13日2233年6月22日8N 19P 13T 12P 19N
沙罗115721280.11000年4月21日2280年6月13日7N 9P 26T 19P 11N
沙罗116731298.1993年3月11日2291年5月14日9N 9P 27T 8P 20N
沙罗117711262.11094年4月3日2356年5月15日8N 9P 24T 7P 23N
沙罗118731298.11105年3月2日2403年5月7日9N 7P 28T 8P 21N
沙罗119821460.4935年10月14日2396年3月25日20N 8P 28T 6P 20N
沙罗120831478.41000年10月16日2479年4月7日21N 7P 25T 7P 23N
沙罗121821460.41047年10月6日2508年3月18日20N 6P 29T 7P 20N
沙罗122741316.21022年8月14日2338年10月29日22N 8P 28T 7P 9N
沙罗123721280.11087年8月16日2367年10月8日24N 6P 25T 8P 9N

N.B.:
食的序列使用以下标记:N = 半影食,P = 偏食,T = 全食。数字表示系列时间顺序中每种类型食的数量。每个系列从半影食开始,演变为偏食,然后是全食,之后回到偏食,最后是半影食。

活跃太阳沙罗系列摘要

过去两个世纪活跃的太阳沙罗系列

下表总结了活动范围覆盖1800年至2200年期间的主要太阳沙罗系列。每个系列的特点是总持续时间为12至15个世纪,包含69至82次连续食。

1800年至2200年间活跃的太阳沙罗系列特征
系列食的数量持续时间(年)第一次食最后一次食食的序列
沙罗120711262.1933年5月27日2195年7月7日7P 25A 4H 26T 9P
沙罗121711262.1944年4月25日2206年6月7日7P 42T 2H 11A 9P
沙罗122701244.0991年4月17日2235年5月17日8P 3T 2H 37A 20P
沙罗123701244.01074年4月29日2318年5月31日6P 27A 3H 14T 20P
沙罗124731298.11049年3月6日2347年5月11日9P 43T 1H 20P
沙罗125731298.11060年2月4日2358年4月9日12P 4T 2H 34A 21P
沙罗126721280.11179年3月10日2459年5月3日8P 28A 3H 10T 23P
沙罗127821460.4991年10月10日2452年3月21日20P 42T 20P
沙罗128731298.1984年8月29日2282年11月1日24P 4T 4H 32A 9P
沙罗129801424.31103年10月3日2528年2月21日20P 29A 3H 9T 19P
沙罗130731298.11096年8月20日2394年10月25日21P 43T 9P
沙罗131701244.01125年8月1日2369年9月2日22P 6T 5H 30A 7P
沙罗132711262.11208年8月13日2470年9月25日20P 33A 2H 7T 9P
沙罗133721280.11219年7月13日2499年9月5日12P 6A 1H 46T 7P
沙罗134711262.11248年6月22日2510年8月6日10P 8T 16H 30A 7P
沙罗135711262.11331年7月5日2593年8月17日10P 45A 2H 6T 8P
沙罗136711262.11360年6月14日2622年7月30日8P 6A 6H 44T 7P
沙罗137701244.01389年5月25日2633年6月28日8P 10T 6H 4A 3H 32A 7P
沙罗138701244.01472年6月6日2716年7月11日7P 50A 1H 3T 9P
沙罗139711262.11501年5月17日2763年7月3日7P 12H 43T 9P
沙罗140711262.11512年4月16日2774年6月1日8P 11T 4H 32A 16P
沙罗141701244.01613年5月19日2857年6月13日7P 41A 22P
沙罗142721280.11624年4月17日2904年6月5日8P 1H 43T 20P
沙罗143721280.11617年3月7日2897年4月23日10P 12T 4H 26A 20P
沙罗144701244.01736年4月11日2980年5月5日8P 39A 23P
沙罗145771370.31639年1月4日3009年4月17日14P 1A 1H 41T 20P
沙罗146761352.21541年9月19日2893年12月29日22P 13T 4H 24A 13P
沙罗147801424.31624年10月12日3049年2月24日21P 40A 19P
沙罗148751334.21653年9月21日2987年12月12日20P 2A 1H 40T 12P
沙罗149711262.11664年8月21日2926年9月28日21P 17T 3H 23A 7P
沙罗150711262.11729年8月24日2991年9月29日22P 40A 9P
沙罗151721280.11776年8月14日3056年10月1日18P 6A 1H 39T 8P
沙罗152701244.01805年7月26日3049年8月20日9P 30T 3H 22A 6P
沙罗153701244.01870年7月28日3114年8月22日13P 49A 8P
沙罗154711262.11917年7月19日3179年8月25日7P 56A 8P
沙罗155711262.11928年6月17日3190年7月24日8P 56A 7P
沙罗156691226.02011年7月1日3237年7月14日8P 52A 9P
沙罗157701244.02058年6月21日3302年7月17日6P 56A 8P
沙罗158701244.02069年5月20日3313年6月16日7P 53A 10P
沙罗159701244.02134年5月23日3378年6月17日8P 41A 21P
沙罗160711262.12181年5月13日3443年6月20日7P 45A 19P

N.B.:
食的序列使用以下标记:P = 偏食,A = 环食,H = 全环食,T = 全食。数字表示系列时间顺序中每种类型食的数量。每个系列从一极附近的偏食开始,产生数十次中心食,然后在相反极附近以偏食结束。

参考文献

FAQ:关于沙罗周期你需要知道的一切

什么是沙罗周期?

沙罗周期是约18年11天(6585.32天)的周期,使得预测日食和月食的重复成为可能。它源于月球三个轨道周期的组合:朔望月、交点月和近点月。经过223个朔望月后,月球相对于太阳及其轨道交点恢复到几乎相同的配置。

为什么沙罗周期持续18年11天?

这个持续时间相当于223个朔望月(每个29.53天),即约6585.32天。它也大致相当于242个交点月和239个近点月。这三个轨道周期之间的显著巧合使月球能够相对于太阳及其轨道交点恢复到相似的几何配置。

什么是沙罗系列?

沙罗系列是按照沙罗周期重复的食族。每个系列从地球一极的偏食开始,然后演变为中心食(全食、环食或全环食),最后在另一极以偏食结束。一个完整的系列持续1226至1550年,包含69至87次食。

为什么同一系列的连续食向西移动?

沙罗周期持续约6585.32天,即18年11天8小时。相对于整数天的8小时偏移(约一天的⅓)意味着地球在两次食之间多完成了⅓次自转。因此,每次连续的食发生在约120度经度以西。

什么是埃克塞利格莫斯?

埃克塞利格莫斯是三个沙罗周期的周期,即约54年33天。由于每个沙罗8小时的偏移将食向西移动120度,三个沙罗(3 × 120° = 360°)将食带回大致相同的地理位置。埃克塞利格莫斯早已为古代天文学家所知,尤其是巴比伦人。

沙罗周期能预测所有食吗?

沙罗周期能够预测同一系列内食的重复,但不能穷尽地预测所有食。还使用其他周期,如默冬周期或卡利普斯周期。此外,行星的引力摄动会随时间略微改变月球轨道,这需要精确计算以确定每次食的确切特征。

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