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日月食的计算研究

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发表于 2018-7-14 18:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
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日月食的计算研究

  紫金山天文台刘宝琳等人,从1952年起就对国际上已有的日月食典进行调研,并不断改进日月食的计算方法,给出精度较高的日食路线和月食典。

  日食路线的计算和日食图 1955年,紫金山天文台刘宝琳、车一雄、唐汉良按纽康日食表的计算原理和方法,算得比Oppolzer精确的“1951—2100年中国可见的日全食和日环食的路线”。其间经过中国境内的日全食路线计有11次,其中:1968年9月22日的全食带经过新疆的伊宁、绥定、吐鲁番等地附近;1980年2月16日的全食带经过云南、贵州两省;2009年7月22日的全食带长约3000公里,宽约230公里,自西藏南部至长江口,成都、武汉、杭州、上海等地都可见全食,见食(从食既到生光)时间最长(达5—6分钟);2035年9月2日的全食带自新疆至辽宁,见食时间也较长。

  1959年紫金山天文台刘宝琳和越南气象局在紫金山天文台实习的阮王茂松算得“1960—2160年越南可见的日全食和日环食的路线”,其间经过越南的日全食有4次,日环食有5次。还精密而详细地算得越南可见的“1965年11月23日的日环食路线”。

  1964年,紫金山天文台沈昌钧、唐汉良,利用苏联天文年历中太阳和月亮的位置,并对因月亮几何中心和质量中心不重合而引起月亮黄纬的误差作了改正,算得经过中国西北区的“1966年5月20日的日环食路线”。

  1983年5月至1984年6月,紫金山天文台何玉囡、狄晓华,在IBM—4341计算机和CALCOMP绘图仪上,完成了“自动绘制日食路线图软件”的研制工作。他们利用这一软件,绘制了1986至1988年的日食图,还可以绘制过去和将来任何时候的日食图。对于研究长期日食现象,再现古代日食图,验证太阳、月亮运动理论等工作有一定的意义。日食路线图是按照一定要求来描述地球表面可见日食的范围、日食概况、日食发生过程等情况的示意图。从日食图可知某些地方能否见食、可以读取日食开始和结束时刻、最大食分等情况。日食路线图包括日食界限线和背景地图两部分。该软件采用IAU(1976)天文常数系统和DE200/LE200历表及计算太阳、月亮视位置的程序,还采用美国海军天文台A.D.Fiala博士提供的世界地图原始数据和基本绘图程序,并研究给出了随参数变化展开曲线的办法,逐个解决自动地用图表示曲线本身及其相互关联的难点,将描绘月影锥和地球表面相对位置的曲线(即日食界限线)上各点经、纬度算出后,再用球极投影方法,选取适当的投影平面和投影参数,在平面直角坐标系下绘图。同时根据日食路线所在范围,自动选取组成该地区各地点的经、纬度,以同样的方法描绘出同一尺度的背景地图。用该软件完成一次日食从计算到绘成日食图仅需半小时左右的主机时间。

  1985年3月,刘宝琳采用Hansee方法、Oppolzer《日月食典》所载的根数(其中误差较大两个根数:月影轴的格林尼治时角和月影轴与地心的最短距离,则用Meeus《日食典》的)完成了“1985—2020年中国三十二个城市见日食的情况”的较准确的计算。

  1987年上半年,何玉囡等又完成了“1987年9月23日日环食路线”的计算和绘图工作,食带自新疆至长江口,乌鲁木齐、太原、上海等地附近可见日环食;他们还研制了“地方见食的软件”。

  月食典 60年代初,紫金山天文台刘宝琳针对Oppolzer《月食典》及1928年朔赫的《新版朔望表》均未计算半影月食的问题,开展了半影月食计算的研究,采用1960年天文年历起用历书时的根数,1963年起计算月食用的数值0.27248(《新版朔望表》用的数值是0.27228),于1963年上半年算得《公元前1000年至公元3000年月食推算表》,其计算结果精度比Oppolzer“月食典”高,与中国史书中月食记录(当时观测记录准确时刻)比较,差别都在一刻钟之内,可见用该表计算古代月食已相当精确了。接着,他利用该月食推算表,计算了《1964—2163年半影月食表》,在这200年间发生的半影月食共有168次。与卡维林所算的半影月食比较,发现卡维林遗漏了1987年10月7日的一次半影月食;与Oppolzer《月食典》所载本影月食比较,发现Oppolzer把1987年10月7日和2045年3月3日的两次半影月食都误算为月偏食。

  1964年,刘宝琳为改进Oppolzer《月食典》的时刻和食分不准的问题,采用计算半影月食的方法,算得《1964—2163年月偏食和月全食表》。发现Oppolzer《月食典》中遗漏了1988年3月3日的月偏食,所载2155年9月11日月偏食有误(应为月全食),1987年10月7日和2045年3月3日的月偏食也有误(均应是半影月食)。

  1978年刘宝琳编算完成《公元前1500年至公元前1000年月食表》后,又于1982年编算完成《公元前1000年至公元3000年月食典》。公元前1500年至公元前1000年共发生月食1230次,其中半影月食461次,月偏食431次,月全食338次;公元前1021年11月8日至3011年9月4日共发生月食9800次,其中半影月食3581次,月偏食3365次,月全食2854次。1984年6月,刘宝琳对其月食典所给出的月食统计数字做了小的更正,即1417年5月1日、2067年6月2日、2829年7月7—8日的3次月食食分都是1.000,按食分统计这3次月食是全食;但这3次月食的食分1.000是进位得来,实际上都略小于1,并没有食既和生光;按有无食既和生光来统计,这3次月食应该是偏食;还有1次月偏食系误统计为全食所致。刘宝琳计算的公元前1500年至公元3000年的全部月食共10954次。与Oppolzer《月食典》比较,发现在临界情况有一些月食的类型不同。Oppolzer《月食典》中有9次月偏食应为月全食,有37次月全食应为月偏食,有23次月偏食应为半影月食,还遗漏了14次月偏食。

  紫金山天文台在日月食计算研究方面,1959年出版了唐汉良、余宗宽编著的《日月食及其计算概要》;1980年又出版了唐汉良、余宗宽、沈昌钧编著的《日月食计算》;1983年刘宝琳在《科学通报》第14期上发表了“一年中日月食的次数”的论文等。

  “日月食计算研究”成果,1989年获中国科学院自然科学奖二等奖。
 楼主| 发表于 2018-7-14 18:31 | 显示全部楼层
刘宝琳老师的时代计算机的能力比较弱,参考文献:Liu Baolin and Alan D. Fiala, Canon of Lunar Eclipses, 1500 B.C.to A.D.3000, Willmann-Bell, Inc., Richmond, Virginia, U. S. A. 1992
发表于 2018-7-19 23:46 | 显示全部楼层
有没有计算公式?

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