日食和月食周期,是指每次日食(或月食)发生后,与其相类似的日食(或月食)再次重复发生所经历的时间。
日食和月食是由于月球、地球的周期性公转运动形成的。因此,日食和月食的发生也具有周期性。
日食和月食的发生同许多周期性变化的天文现象相关,是受多种天文因素制约的。其中,影响日食和月食的主要天文现象周期有:
日月会合运动的周期——朔望月
太阳沿黄道通过升(或降)交点的周期——食年
月球沿白道通过升(或降)交点的周期——交点月
月球通过近地点(或远地点)的周期——近点月
日食和月食的发生,严格受这些天文现象变化周期的制约。也可以说,日食和月食发生的周期,是这些天文现象变化周期共同组合的结果。
日食和月食是很早以前就被人们关注的天文现象。公元前2000年以前,我国就有了关于日食方面的记载。在《春秋》一书中记载的37次日食,绝大多数都已被证明是正确的。其中,有几次日偏食的食分并不大,是不易被察觉的。古人能够观察到这些日偏食,并加以记载,表明当时人们在一定程度上掌握了日食的发生周期,已能进行预报性观测。可见,人类对日食和月食发生规律研究的历史是相当久远的。
从古到今,天文学家提出了许多种日食和月食周期。这些周期,同上述那些天文现象的变化周期,都有非常密切的关系。下面列举三统历周期、沙罗周期以及组康提出的日、月食周期,加以简要介绍。
三统历周期是我国汉代时期所提出的日、月食周期。三统历周期长为135个朔望月,等于3986.62965日。三统历与朔望月、食年、交点月、近点月等天文现象周期的数值关系如下:
三统历周期约等于公历的10.91年。所以,在某地点看到一次日食(或月食)发生后,类似这样的日食(或月食)每隔10.91年就会在该地重复发生。例如1975年5月25日发生了月全食;1986年4月24日又发生了这样的月全食;到1997年9月17日,还将会再次发生类似的月全食。如此反复,循环不已。
沙罗周期是古巴比伦人发现并提出的日食和月食周期。沙罗是“重复”
交点月、近点月等天文现象周期的数值关系如下:
沙罗周期比三统历周期约长2599日。在一个沙罗周期内,所包含的食年、交点月、近点月和朔望月的个数均为整数。
日环食,1990年1月27日再次发生。在1972年发生了日全食、日环食、月全食和月偏食,到1990年又出现这样的日食和月食情况。
在一个沙罗周期内,平均发生的日食共有43次,月食共有28次。
三统历周期和沙罗周期所包含的日数都不是整数。一个周期内所发生过的日食和月食,虽然在以后的每个周期内都会重复发生,但是,以后周期内出现的日食(或月食),与前一个周期内相对应的日食(或月食)相比较,日、月食的见食地点和食相,都会有些变化。相比之下,沙罗周期的不同周期中相应日、月食见食地点和食相变化要小一些。
近代天文学家纽康发现并提出的日食和月食发生周期为358个朔望月,大约等于28.94个回归年。例如,1957年5月14日在我国看到了月全食;28.94年后的1986年4月24日,在我国又看到了这样的月全食;再过28.94年,即到2015年4月4日,在我国将会再次看到这样的月全食。
纽康提出的日、月食周期,与朔望月、食年、交点月、近点月的数值关系是:
纽康发现的这一日食和月食周期,比三统历周期、沙罗周期都长。它的长度恰好为三统历周期与沙罗周期之和。其日数虽然也不是整数,但日数的尾数互相差值很小,都接近于一日。根据这种周期,一次日食(或月食)在不同周期中发生时的食相和见食地点变化,比前两种周期都要小得多。因此,它比三统历周期和沙罗周期,都更加精确。
上面列举的几种日食和月食周期,都是在深入研究日食、月食发生条件,揭示太阳、月球、黄白交点在天球上运动规律的基础上提出来的,都考虑了多种天文因素的影响。因此,都在一定程度上表达了日食和月食的发生规律。
影响日食和月食的因素是非常复杂的,各个因素的本身也会有变化。上述所有日食和月食周期,都不能包括影响日、月食的全部因素。因此,这些周期,都只能说明日食、月食发生的基本规律,以及每次日食、月食发生的大概日期和食相等情况。它们都不能完全避免误差的出现,不能十分准确地预告每次日食和月食的发生情况。
准确的日食、月食发生情况,如每次日食、月食发生的准确时间、食分、见食地区等,是根据专业天文工作者的精密计算预报的。这种准确的日食和月食预报,是任何一种日食和月食周期所不能取代的。