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新月的天文解釋

新月就是初壹的月亮。在天文學專業術語中,新月是月球與太陽的黃經(太陽黃經是指地球繞太陽公轉的軌道。)相同時的月相,即月亮、太陽、地球處於同壹條直線上。即當月球在中間(假定太陽在左,地球在右),較多地擋住了太陽投來的光(三球大致壹條線時),背對太陽的半球上的人看到的月亮就是新月。新月時,月球的正面剛好全部朝著太陽,月球的黑暗半球對著地球,因此,在地球上就看不見月球。

“新月”這個詞匯原本的意義是月球在與太陽合之後,最早被看見的眉月。這發生在太陽在西方地平線西沈,也就是日落之後壹小段時間的月沒之前,因此新月出現的日期和能看見此壹事件的精確時間,與觀測者的地理位置有著密切的關聯性。天文學的新月(朔),有時也稱為黑月以便免造成混淆,從定義看是發生在太陽和月球有著相同黃經的“合”,這時從地球上是看不見月球的。這個時刻是獨特的,並且與地理位置無關,而且在某些情況下它會發生日食。

現在“新月”為英文new moon等的對意語,而在古籍中“新月”本來是“朔”之後第壹次能看到的月(因為“朔”的時候是看不見月亮的),時間大致為農歷初二或初三,也稱“三日月”,故有“壹彎新月”的說法。彎鉤月的圖案也是眾多美術品,以及伊斯蘭教的常用圖案。 月相的不同與觀測月球的方向有關系。如果在月球背日方向觀測月球,月球全部是黑的,這時的月亮叫做新月;反之,如果在月球的向日方向觀測月球,月球全部是光明的,這時的月亮叫做滿月。月相的變化,就是由新月逐漸變成滿月,又由滿月逐漸變成新月的過程。當新月出現的時候,月球和太陽位於地球的同側,這叫做日月相合,又叫做“朔”。當滿月出現的時候,月球和太陽位於地球的兩側,這叫做日月相沖,又叫做“望”。所以月相的變化,又可叫做朔望變化。

月相變化是周期性的。農歷初壹,地球上看不到月亮,這天是朔。朔之後壹二天,在傍晚西部天空露出彎彎的蛾眉月,凸面向著落日的方向。以後,月球的位置相對於太陽逐漸向東移動,明亮的部分也日益擴展,五六天後,成了明暗各半(西半邊亮)的“上弦月”,日落時在觀測者的正南。再過七天(農歷十五前後),便到了滿月,日落時,太陽在西,滿月在東,隔著地球遙遙相望。滿月從傍晚東升,在次日晨曦中西落,通宵照耀。滿月以後,月面西部日益虧缺,過了七天,又變成了明暗各半(東半邊亮)的“下弦月”。下弦月於半夜升起。下弦月後,月亮繼續虧缺,成為黎明前掛在東方天空的殘月。殘月在天空中的位置愈來愈接近太陽,明亮部分也愈來愈少,終於轉到和太陽相同的方向,月亮也就全部變黑了,朔又來臨。

新月和滿月,上弦月和下弦月都是周期性出現的,由這壹次新月(或滿月)到下壹次新月(或滿月)的時間,就是月相變化周期,時間約29天半。這個周期叫做朔望周期,農歷就是根據朔望周期定為壹個月的,這種月又叫做朔望月。 近似的算式

相鄰的兩個新月的間隔 -陰歷月- 是易變的,平均的間隔稱為朔望月,長度是29.53天。要計算新月(太陽與月球合)平均時刻的壹個成功的慣用近似公式如下圖(點擊放大):

此處的N是壹個整數,以2000年第壹個新月為0開始計數,每經過壹個朔望月數值就加1;結果的d是壹個從2000年1月1日00:00:00起算的實數(帶有小數),而采用的時間是星歷表中的地球時(TT)。

通常以世界時(UT)表示這個時刻,要增加下式所得到的結果於d之上:

真實的合的時刻會因為周期性的攝動而從平均的時刻發生改變。從1601年至2401年的新月,最大的差異達到0.592天(14時13分)。陰歷月的時(從壹次朔至下壹次朔)的變化在29.272天和29.833天之間,也就是比平均值短0.259天(6小時12分)至長0.302天(7小時15分)。合的真實時刻和平均值之間的差異通常都比上述的範圍小,這是因為在壹個陰歷月的周期中不可能所有的攝動值全部都達到它們的最大值的緣故。 合的平均時刻可以很容易的從月球平黃經減去太陽平黃經的算表中計算出來(迪羅尼參數D)。Jean Meeus在他的天文學計算公式壹書中所給的計算公式是依據布朗和紐康的星歷表(ca. 1900),並且是他的天文算法的第壹版,以ELP2000-85為基礎 (第二版在1998年,使用從Chaprontet al.改進的ELP2000-82),這些現在都已經過時了(2002年) 出版後改善了參數,並且Meeus的公式使用可變的分數,可以做四種主要相位的計算,並且使用第二個變量做壹般項目。為了讀者的方便,上述的公式根據Chapront最後修正的參數並且以單壹的整數做為唯壹的變量,並且加入了下列的項目:

常數項:

·如同Meeus,使用的常數項是來自太陽的光行差和月球的光時改正獲得在黃經度上的視黃經差。:

太陽:+20.496

月球:–0.704

合的改正:–0.000451 天

·對世界時:在2000年1月,ΔT (= TT – UT)是 +63.83 秒 ;因此改正合的鐘表時間UT = TT – ΔT 為:–0.000739 天。

二次項:

·在ELP2000–85 (see Chapront et alii1988),D是壹個二次項的函數,其值為 –5.8681T?;陰歷月的數量用N表示,產生的修正式為+87.403×10N? 得到與合的時刻相差的天數。這個項目內包含了0.5×(–23.8946 /cy?)的潮汐加速。目前最佳的估計是來自月球雷射陣列的加速度(參見Chapront et alii2002):(–25.858 ±0.003)/cy?。因此,新的二次項參數D是 = -6.8498T?。實際上,Chapront et alii(2002)提供了多項式的證明,在他們的表4也提供了相同的證明。這項轉換修改了到合的時刻為+14.622×10N? 天;這個二項式現在成為:+102.026×10N?天。

·對世界時(UT):對歷史上的觀測分析顯示ΔT 有著+31 s/cy?的長期增量。轉換成天和陰歷月,從ET轉換成UT的修正是:–235×10N? 天。

理論上潮汐對ΔT的貢獻大約是+42 s/cy? ,更小的觀測值被認為主要歸因於地球形狀的變化,由於誤差不能被充分的解釋(地球轉動的角度),我們對UT預測的不確定性可能大到11 s/cy?;在與太陽合時,月球位置的誤差上可能只有0.5/cy? ,或是(因為月球的平均視角速度大約是0.5/s)1 s/cy?。