沙罗周期

沙罗周期（Saros）是18年11天又8小时（大约6585日）的食的周期，可以用来预测太阳和月球的食。经过一个沙罗周期，太阳、地球和月球回到相似的几何对应位置上，于是将发生几乎相同的食。

历史

沙罗周期是迦勒底人（巴比伦天文学家）在西元前数个世纪发现的，后来传到了喜帕恰斯、普林尼（自然史II.10[56]）和托勒密（天文学大成IV.2），但是都以不同的名称呈现。在苏美/巴比伦“ŠAR”这个词是测量上的单位，数值大约是3600。“沙罗”是在1691年才被爱德蒙·哈雷用来描述食的周期，而他是从11世纪的拜占庭《苏达辞书》（Suda）转换过来的。虽然在1756年天文学家纪尧姆·勒让蒂指出哈雷的名称是错误的，但是这个名词仍然被继续使用著。

说明

发生在升交点附近的月食，属于奇数列的沙罗序列。这种序列的第一个月食发生时，月球穿越地影的南缘，然后在每一次的沙罗周期中逐渐北移。

18年11天8小时的沙罗周期用来预测相同食的再度发生上非常有用，因为他和月球轨道的三种周期有关：交点月、近点月和朔望月。当食发生时，不是月球位于地球和太阳之间（日食），就是地球介于太阳和月球之间（月食），这种现象只有在新月或满月才会出现，因此决定月相变化的朔望周期，29.53天，就有关系了。但是，并不是每次的满月或新月，地球或月球的影子都能落在相对的天体上，因此食要能发生，这三个天体还必须接近在同一条线上，这种情况只会出现在月球穿越黄道面上的两个交点（升交点或降交点）之一时，月球穿越黄道面上同一个交点的周期经测定是27.21天。最后，如果食要有相同的现象和持续时间，那么这两次食的地球和月球还要有相同的距离，要出现相同距离的周期是近点月，时间间隔是27.55天。

对一轮沙罗周期的三维模拟

以地球在中心的一张符号轨道图，显示出可以发生食的两个交点。

沙罗周期的起源是223个朔望月的时间长度大约与242个交点月相似，也与239个近点月接近（大约只相差不到2小时）。这意味著经过一个沙罗周期，月球所经历的朔望月、交点月和近点月几乎都是整数，地球、太阳和月球三者的几何关系几乎完全一样：月球在相同的交点上，有著相同的相位和与地球相同的距离。知道在某一天曾经发生一次食，则经过一个沙罗周期之际，几乎一样的食将再度发生。然而，沙罗周期（18.031年）与月球的进动周期（18.60年）并不相同，因此即使地球、太阳和月球三者的几何关系几乎完全一样，但以恒星为背景的月球位置仍然不同。

沙罗周期的日数包含了⅓天的分数，不是整数使得问题更为复杂。由于地球的自转，使得经过完整的沙罗周期当天发生的食将延后约8个小时。在日食的情况下，这意味者能看见日食的区域将西移120°，或是三分之一个球面，因此在相同的地点上，每三次只能看见其中的一次。在月食的情况下，下一次的月食在相同的地点上看见月球在地平线上的时间可能是一样的长，但如果等待三次沙罗周期（54年1个月，几乎大约就是19756日）之后的月食会在当天几乎相同的时间出现，这就是所谓的3沙罗周期或exeligmos（希腊语："转轮"）。

沙罗序列

月球降交点附近发生的日蚀，属于偶数列的沙罗序列。每个序列的第一次日蚀发生在南半球，之后日蚀的发生位置随着每轮完整的沙罗周期逐渐北移。

如前所述，沙罗周期根据223个朔望月、239个近点月和242个交点月，但是因为相互的关系不是完美的，相隔一个沙罗周期的两次食，在几何的关系上还是有少许的不同。实际上，太阳和月球在合时的位置在每次沙罗周期的交点仍相差了大约0.5°，这牵扯出一系列的食，而每次看见的情形都有少许的改变，称为沙罗序列。

每个沙罗序列由偏食开始，每经历一个沙罗周期，月球的路径就会向北移（经过降交点的食）或向南移（经过升交点的食）。在某一个点上，食不再能够发生，这个序列就结束了。在西元前2000年至西元3000年，完整的沙罗序列统计资料如下：^[1][2]。每个序列大约持续1226年至1550年不等，每个序列有69至87次的日食，大多数都是71或72次。每个序列有39至59次中心食（多数是43次，包括全食、环食与全环食）。月食的序列没有这么长，任何时间都有大约40个不同的沙罗序列在进行中。

无论月球在降交点或升交点（日食或月食），沙罗序列都以数字来编号^[3][4]。奇数的数字表示发生在接近升交点的日食，偶数的数字表示发生在接近降交点的日食；但在月食这种数字的搭配是相反的。沙罗序列的编号是以最大食出现，也就是最接近交点的时间来排列的。以2008年为例，共有39个（117至155^[5]）日食的沙罗序列在进行中，而月食则有41（109至149^[6]）个序列在进行中。

例子：131沙罗序列的月食

131次沙罗序列的月食日期

1427年5月10日 （儒略历）	第一次半影食 （地影的南侧边缘）
...中间的6次半影食省略...
1533年7月25日 （儒略历）	第一次偏食
...中间的19次偏食省略...
1932年3月22日 偏食结束	世界时12:32
1950年4月2日 第一次全食看不见	世界时20:44
1968年4月13日升	世界时04:47
1986年4月24日没	世界时12:43
2004年5月4日看不见	世界时20:30
2022年5月16日第一次中心升	世界时04:11
2040年5月26日没	世界时11:45
2058年6月6日看不见	世界时19:14
2076年6月17日 中心升	世界时02:37
2094年6月28日	没
2112年7月8日	看不见
2130年7月21日	升
2148年7月31日	没
2166年8月11日	看不见
2184年8月21日	升
2202年9月3日 最后一次全食没	世界时05:59
2220年9月13日	第一次偏食
...中间的18次偏食省略...
2563年4月9日	最后一次偏食
...中间的7次半影食省略...
2707年7月7日	最后一次半影食 （北侧边缘的地影）

以单一的沙罗序列为例，附表所给的是131序列的月食。这个序列的食开始于西元1427年，以偏食揭开序列，月球在接近降交点的附近从地球阴影的南部边缘掠过，每个相邻的沙罗周期，月球的轨道路径在地影中逐渐北移，在1950年发生第一次的全食，以后的252年都将发生全食，预测最接近中心的食发生在2076年，而到了2220年再度成为偏食，最后一次的食在2707年，整个131序列的时间共1280年^[7]。

由于沙罗周期有⅓的分数，因此每次能见食的地区不是固定不变的。在131的月食序列中，1950年的第一次全食在北美洲看不见，因为发生时北美洲是白天，所以在表中注记为看不见。下一次发生时（1968年）延后了⅓天，发生在黄昏之际，因此表中注记为升。第三次发生时（1986年）再延后⅓天，发生在清晨，因此注记为没。从序列开始到结束，都以这样的循环（看不见、升、没）交替著。

参考文献

引用

1. Meeus, Jean. Ch. 18 "About Saros and Inex series" in: Mathematical stronomy Morsels III. Willmann-Bell, Richmond VA, USA. 2004.
2. Espenak, Fred; Jean Meeus. Five Millennium Canon of Solar Eclipses, Section 4 (NASA TP-2006-214141 (PDF). NASA STI Program Office. October 2006 [2007-01-24]. （原始内容 (PDF)存档于2007-06-20）. 引文使用过时参数coauthors (帮助)
3. G. van den Bergh. Periodicity and Variation of Solar (and Lunar) Eclipses（2 vols.）. H.D. Tjeenk Willink & Zoon N.V., Haarlem. 1955.
4. Bao-Lin Liu and Alan D. Fiala. Canon of Lunar Eclipses, 1500 B.C. to A.D. 3000. Willmann-Bell, Richmond VA. 1992.
5. NASA - Solar Eclipses of Saros 0 to 180. [2008-04-25]. （原始内容存档于2008-05-01）.
6. NASA - Lunar Eclipses of Saros Series 1 to 180. [2011-06-17]. （原始内容存档于2011-06-19）.
7. NASA - Lunar Eclipses of Saros Series 1 to 175. [2008-04-25]. （原始内容存档于2008-03-23）.

来源

• Jean Meeus and Hermann Mucke (1983). Canon of Lunar Eclipses. Astronomisches Büro, Vienna.
• Theodor von Oppolzer (1887). Canon der Finsternisse. Vienna.

外部链接

• List of all active saros cycles
• NASA - Eclipses and the Saros（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Solar and Lunar Eclipses - Xabier Jubier （页面存档备份，存于互联网档案馆） Interactive eclipse search
• Eclipses, Cosmic Clockwork of the Ancients （页面存档备份，存于互联网档案馆） - Fundamental astronomy of eclipses.
• NASA eclipse home page: Eclipses and the Saros
• Eclipses and the Saros Cycle （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Eclipse Search （页面存档备份，存于互联网档案馆） -- here one can search 5,000 years of eclipse data by type, magnitude, Saros number or simply by year.
• Saros series 131 table （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• NASA Summary of Saros series 1-175 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• NASA - Summary of Solar Eclipses in Saros Series -13 to 190 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• NASA - Summary of Lunar Eclipses in Saros Series -20 to 183 （页面存档备份，存于互联网档案馆）

参见

• 天文学主题
• 太阳系主题
• 历史主题

• 月食的沙罗序列列表
• 交食周期
• 日食
• 月食
• 默冬章