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3.3 朔望月和恒星月

2024.01.01阅读 5 min

核心概念

- 朔望月:月球相对于太阳绕地球一圈的时间,从朔→朔或从望→望,约 29.53 天——决定了农历月份 - 恒星月:月球相对于恒星背景绕地球一圈的时间,约 27.32 天——月球真正的公转周期

核心概念

  • 朔望月:月球相对于太阳绕地球一圈的时间,从朔→朔或从望→望,约 29.53 天——决定了农历月份
  • 恒星月:月球相对于恒星背景绕地球一圈的时间,约 27.32 天——月球真正的公转周期

一、朔望月的本质

月球的朔望月不是月球"转一圈"的时间,而是月球+地球公转的联合效应。

出发点(朔): 太阳 —— 月球 —— 地球 ↑ 日月同黄经

月球绕地球转一圈(恒星月,27.32 天)后: 月球回到了恒星背景下的同一位置 但地球已经绕太阳走了 27.32 天 ≈ 26.9° 月球需要再走约 2.2 天才追上太阳 总共:27.32 + 2.21 ≈ 29.53 天(朔望月)

二、数值对比

Table
朔望月恒星月
长度29.5306 天27.3217 天
差值约 2.21 天
参照点太阳(日月会合)遥远恒星
实用意义决定农历月份天文计算用
中国古代术语朔策经天月或恒星月(晚出)

精确值

朔望月 = 29.530588 天(现代值) = 29 天 12 小时 44 分 2.8 秒

恒星月 = 27.321661 天 = 27 天 7 小时 43 分 11.5 秒

三、中国古人的测算

中国古代历法中,朔策(朔望月长度)是最核心的常数之一:

Table
历法朔策(天)误差
太初历29.53086 天(29 + 43/81)约 24 秒
大明历(祖冲之)29.53059 天约 0.2 秒
授时历29.530593 天约 0.4 秒
现代值29.530588 天0

祖冲之的朔策精度达到了惊人的 0.2 秒级别。

测算方法

师法自然:连续观测若干个朔日的日期(用干支日),算平均值。观测跨度越大,均值越精确。

祖冲之用了 391 年、共 4836 个朔望月的数据来定朔策,所以精度远超之前的历法。

四、其他月球周期

除了朔望月和恒星月外,还有几种不同的月球周期:

Table
月类型长度(天)参照点用途
朔望月29.5306日月会合农历月份、交食判断
恒星月27.3217遥远恒星理论基础
近点月27.5546月球近地点月球视大小变化
交点月27.2122黄白交点交食预报
回归月27.3216春分点稀用

五、中国古代为什么更重视朔望月而非恒星月

5.1 实用主义

朔望月直接决定了农历的月(初一为朔)、潮汐(朔望大潮)和交食(朔才可能日食,望才可能月食)。恒星月虽然更"纯净"(月球真正的公转周期),但没有实用价值——没有人需要知道月球相对于恒星走了多远。

5.2 二十八宿的回环

月球约每天经过一个星宿(月球 27.32 天走一圈,28 宿),所以月球和二十八宿的关系是一个近似恒星月的概念。见 3.5 详述。

5.3 恒星月的晚出

中国古代直到隋唐以后才在历法理论中明确提出恒星月的概念。原因:中国走赤道坐标(见 1.3),星表的锚是二十八宿距星,不需要恒星背景做绝对零点。

六、朔望月不等长

朔望月的实际长度在 29.27~29.83 天之间变化,原因:

  • 地球公转速度不均匀,太阳位置有盈缩(见 2.1)
  • 月球公转速度不均匀(近地点公转一周约 8.85 年)

所以即使是定朔(用实际位置而非平均值),相邻两个朔望月的长度也不同。唐代以后历法可以算出逐月不同的朔望月长度。