2 что такое луна что такое синодический месяц что такое сидерический месяц

Периоды обращения Луны

Сидерический период обращения Луны вокруг Земли — сидерический или звёздный месяц — это период времени, за который Луна, двигаясь по орбите вокруг Земли, занимает прежнее положение на своей орбите. Продолжительность сидерического месяца составляет 27,32 средних солнечных суток.

Синодический период обращения Луны вокруг Земли — это промежуток времени между двумя одинаковыми фазами Луны, к примеру, между двумя полнолуниями. Продолжительность синодического месяца в среднем составляет 29,53 средних солнечных суток.

Синодический месяц продолжительнее сидерического месяца. Это связано с тем, что за тот период времени, в течение которого Луна совершает полный оборот по своей орбите (сидерический месяц), Земля успевает заметно переместиться по своей орбите в своём движении вокруг Солнца. По этой причине для того, чтобы вновь наступило, к примеру, полнолуние, и Земля вновь оказалась бы между Солнцем и Луной, Луне необходимо немного продвинуться по своей орбите.

Аномалистический месяц — период времени, в течение которого Луна повторно проходит перигей — ближайшую к Земле точку своей орбиты. Аномалистический месяц составляет 27,55 средних суток.

Драконический месяц — период времени, в течение которого Луна последовательно проходит через один и тот же узел своей орбиты. Драконический месяц составляет 27,21 средних суток.

Тропический месяц — период времени, в течение которого долгота Луны увеличивается на 360 градусов. Из-за прецессии тропический месяц короче сидерического приблизительно на семь секунд.

Источник

Рис. 1. Лунные месяцы

О Лунных месяцах

Полный оборот по Зодиаку Луна совершает за 27 суток 7 часов 43 минуты и 11,5 секунд. Этот период лунного обращения называется звёздным, или сидерическим, лунным месяцем. В течение звёздного лунного месяца Луна совершает полный оборот вокруг Земли относительно какой-либо неподвижной звезды или градуса Зодиака.
Другой временной период обращения Луны по Зодиаку называется синодическим лунным месяцем, или просто лунным месяцем. Синодический лунный месяц — это период времени между одними и теми же фазами Луны — новолуниями. Продолжительность лунного месяца составляет 29 суток 12 часов 44 минуты и 2,9 секунды. Иначе говоря, синодический лунный месяц — это период обращения Луны вокруг Земли относительно Солнца.
За время звёздного лунного месяца Солнце по причине своего годового движения отклоняется от занимаемого им положения (градуса) в момент первого новолуния на угол примерно в 28 – 30 градусов. Для того чтобы догнать Солнце и вступить с ним в соединение, Луне нужно затратить ещё около 2 суток 5 часов и 17 минут, что вместе с сидерическим месяцем составляет синодический лунный месяц.
Отношение синодического и звёздного месяца выражается уравнением:
1/S = 1/Т – 1/Е,
где
S — длительность синодического лунного месяца;
Т — длительность сидерического лунного месяца;
Е — продолжительность звёздного года, который равен 366,242 звёздных суток.
Сами же звёздные сутки соответствуют 23 часам 56 минутам и 4 секундам солнечных суток, из чего следует, что средние солнечные сутки соответствуют 24 часам 3 минутам и 56 секундам звёздного времени.

Источник

Рис. 1 Лунные месяцы

О Лунных месяцах.

Луна совершает полный оборот по Зодиаку за 27 суток 7 часов и 43 минуты 11,5 сек. Этот период лунного обращения называется звёздным или сидерическим лунным месяцем.
Другой временной период обращения Луны по Зодиаку называется синодическим лунным месяцем или просто лунным месяцем. Синодический лунный месяц – это период времени лежащий между одними и теми же фазами Луны – новолуниями. Лунный месяц равен 29 суткам 12 часам 44 минутам 2.9 секунд. Иначе говоря, синодический лунный месяц — это период обращения Луны вокруг Земли относительно Солнца.
В течение звёздного лунного месяца (периода, за который Луна совершает полный оборот вокруг Земли относительно какой-либо неподвижной звезды или градуса Зодиака) Солнце отклоняется, по причине своего годового движения, от занимаемого им положения (градуса) в момент новолуния на угол a, равный примерно 28 – 30 градусов. Для того, чтобы догнать Солнце и вступить с ним в соединение, Луне нужно затратить ещё около 2 суток 5 часов и 17 минут, что вместе с сидерическим месяцем составляет синодический лунный месяц.
Отношение синодического и звёздного месяца выражается математическим уравнением:
1/S = 1/Т – 1/Е,
где S – это длительность синодического лунного месяца;
Т – длительность сидерического лунного месяца;
Е – продолжительность звёздного года, который равен 366,242 звёздных суток (к сведению отметим, что 1 звёздные сутки равны 23 часам 56 минутам и 4 секундам солнечных суток, из чего следует, что 1 средние солнечные сутки равны 24 часам 3 минутам и 56 секундам звёздного времени).

Источник

Видимое движение и фазы Луны

Сидерический и синодический месяц — Движение Луны на небесной сфере — Смена лунных фаз

Сидерический и синодический месяцы

Луна является естественным спутником Земли и ближайшим к ней небесным те­лом. Она обращается вокруг Зе­мли по эллиптической орбите в том же направлении, что и Зем­ля вокруг Солнца. Среднее расстояние Луны от Земли равно 384 400 км. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости эк­липтики на 5°09′.

Наклон орбиты Луны к плоскости эклиптики

Точки пересечения орбиты Луны с эклиптикой называются узлами лунной орбиты. Движение Лупы вокруг Земли для наблюдателя представляется как ви­димое ее движение по небесной сфере. Видимый путь Луны по небесной сфере называется видимой орбитой Луны.

За сутки Луна перемещается по видимой орбите относительно звезд примерно на 13,2°, а относительно Солнца на 12,2°, так как Солнце за это время тоже перемещается по эклиптике в среднем на 1°. Промежуток времени, в течение которого Луна со­вершает полный оборот по своей орбите относительно звезд, назы­вается звездным, или сидерическим месяцем. Его продолжительность равна 27,32 средних солнечных суток.

Промежуток времени, в течение которого Луна совершает пол­ный оборот по своей орбите относительно Солнца, называется синодическим месяцем. Он равен 29,53 средних солнечных су­ток.

Сидерический и синодический месяцы различаются примерно на двое суток за счет движения Земли по своей орбите вокруг Солнца. На рисунке ниже показано, что при нахождении Земли на ор­бите в точке 1 Луна и Солнце наблюдаются на небесной сфере в одном и том же месте, например на фоне звезды К.

Синодический и сидерический месяцы

Через 27,32 сут, т. е. когда Лупа сделает полный оборот вокруг Земли, она снова будет наблюдаться на фоне той же звезды. Но так как Земля вме­сте с Луной за это время переместится по своей орбите относитель­но Солнца примерно на 27° и будет находиться в точке 2, то Луне необходимо еще пройти 27°, чтобы занять прежнее положение от­носительно Земли и Солнца, на что понадобится около 2 сут. Та­ким образом, синодический месяц длиннее сидерического на отре­зок времени, который нужен Луне, чтобы переместиться на 27°.

Движение Луны на небесной сфере

Период вращения Луны вокруг своей оси равен периоду ее об­ращения вокруг Земли. Поэтому Луна обращена к Земле всегда одной и той же стороной. Вследствие того, что Луна за одни сутки перемещается по небесной сфере с запада на восток, т. е. в сторо­ну, обратную суточному движению небесной сферы, на 13,2°, ее восход и заход ежесуточно запаздывают примерно на 50 мин.

Это ежедневное запаздывание приводит к тому, что Луна непрерывно меняет свое положение относительно Солнца, но через строго опре­деленный период времени вновь возвращается в исходное положе­ние. В результате движения Луны по видимой орбите происходит непрерывное и быстрое изменение ее экваториальных координат.

В среднем за сутки прямое восхождение Луны изменя­ется на 13,2°, а склонение — на 4°. Изменение экваториальных координат Луны происходит не только за счет ее быстрого дви­жения по орбите вокруг Земли, но и вследствие необычайной сложности этого движения. На Луну действуют многие силы, име­ющие различную величину и период, под влиянием которых все эле­менты лунной орбиты постоянно изменяются.

Наклон орбиты Луны к эклиптике колеблется в пределах от 4°59′ до 5°19′ за время, несколько меньшее полугода. Изменяются формы и размеры орбиты. Непрерывно с периодом 18,6 года меняется положение орбиты в пространстве, в результате чего происхо­дит перемещение узлов лунной орбиты навстречу движению Луны.
Это приводит к постоянному изменению угла наклона видимой ор­биты Луны к небесному экватору от 28°35′ до 18°17′. Поэтому пределы изменения склонения Луны не остаются постоянными. В некоторые периоды оно изменяется в пределах ±28°35′, а в дру­гие — ±18° 17′.

Смена лунных фаз во время движения на небесной сфере

Движение Луны на небесной сфере сопровождается непрерывным изменением ее внешнего вида. Происходит так называемая смена лунных фаз. Фазой Луны называется видимая часть лунной поверхности, освещенная солнечными лучами.

Рассмотрим, вследствие чего происходит изменение лунных фаз. Известно, что Луна светит отраженным солнечным светом- Половина ее поверхности всегда освещена Солнцем. Но вследствие различных взаимных положений Солнца, Луны и Земли освещен­ная поверхность представляется земному наблюдателю в разных видах. Принято разли­чать четыре фазы Луны: новолу­ние, первая четверть, пол­нолуние и последняя чет­верть.

Положения и фазы
Луны (1 – новолуние, 2 – первая четверть, 3 – полнолуние, 4 – последняя четверть)

Во время новолуния Луна про­ходит между Солнцем и Землей. В этой фазе Луна обращена к Зем­ле неосвещенной стороной, и поэто­му она не видна земному наблюда­телю.

В фазе первой четверти Луна находится в таком положении, что наблюдатель видит ее в виде поло­вины освещенного диска.

Во время полнолуния Луна находится в на­правлении, противоположном на­правлению на Солнце. Поэтому к Земле обращена вся освещенная сторона Луны и она видна в виде полного диска. После полнолуния видимая с Земли освещенная часть Луны постепенно уменьшается.

Когда Луна достигает фазы последней четверти, она снова видна в виде половины освещенного диска. В Северном полушарии в пер­вой четверти освещена правая половина диска Луны, а в послед­ней — левая.

В промежутке между новолунием и первой четвертью и в про­межутке между последней четвертью и новолунием к Земле обра­щена небольшая часть освещенной Луны, которая наблюдается в виде серпа. В промежутках между первой четвертью и полнолу­нием, полнолунием и последней четвертью Луна видна в виде ущербленного диска.

Полный цикл смены лунных фаз происходит в течение строго определенного периода времени. Его называют периодом фаз. Он равен синодическому месяцу, т. е. 29,53 сут.

Промежуток времени между основными фазами Луны равен примерно 7 сут. Количество дней, прошедших с момента новолу­ния, принято называть возрастом Луны. С изменением возраста изменяются и точки восхода и захода Луны.

Движение Луны вокруг Земли является причиной лунных и солнечных затмений – затмения происходят только тогда, когда Солнце и Луна одновременно располагаются вблизи узлов лунной орбиты. Солнечное затмение происходит, когда Луна находится ме­жду Солнцем и Землей, т. е. в период новолуния, а лунное — когда Земля находится между Солнцем и Луной, т. е. в период полно­луния.

Источник

Лунный месяц — Lunar month

В лунных календарях , лунный месяц это время между двумя последовательными сизигий одного и того же типа: новолуния или полнолуния . Точное определение варьируется, особенно для начала месяца.

СОДЕРЖАНИЕ

Вариации

В традициях шона , Ближнего Востока и Европы месяц начинается, когда молодой полумесяц впервые становится видимым вечером, после соединения с Солнцем за один или два дня до этого вечера (например, по исламскому календарю ). В Древнем Египте лунный месяц начинался в тот день, когда убывающую луну уже нельзя было увидеть незадолго до восхода солнца. Другие бегут от полнолуния до полнолуния.

Третьи используют вычисления разной степени сложности, например, еврейский календарь или церковный лунный календарь . Календари считают дни целыми числами, поэтому месяцы могут иметь длину 29 или 30 дней в некоторой регулярной или нерегулярной последовательности. Лунные циклы выделяются и рассчитываются с большой точностью в древнем индуистском календаре « Панчанг », широко используемом на Индийском субконтиненте. В Индии месяц от соединения до соединения делится на тридцать частей, известных как титхи . Продолжительность титхи составляет от 19 до 26 часов. Дата названа в честь титхи, правящего на восходе солнца. Когда титхи короче дня, титхи может подскочить. Этот случай называется кшая или лопа . И наоборот, титхи также может «заглохнуть», то есть одна и та же титхи связана с двумя последовательными днями. Это известно как вриддхи .

В английском общем праве «лунный месяц» традиционно означал ровно 28 дней или четыре недели, таким образом, контракт на 12 месяцев длился ровно 48 недель. В Соединенном Королевстве лунный месяц был официально заменен календарным месяцем для документов и других письменных контрактов Законом о собственности 1925 года, а для всех других юридических целей — Законом о толковании 1978 года .

Есть несколько типов лунного месяца. Термин лунный месяц обычно относится к синодическому месяцу, потому что это цикл видимых фаз Луны .

Большинство следующих типов лунных месяцев, за исключением различия между сидерическими и тропическими месяцами, были впервые признаны в вавилонской лунной астрономии .

Сидерический месяц

Период обращения Луны по отношению к небесной сфере очевидно неподвижных звезд ( Международная небесная система отсчета ; ICRF) известен как сидерический месяц, потому что это время, которое требуется Луне, чтобы вернуться в аналогичное положение среди звезд. звезды ( латиница : сидера ): 27.321 661 день (27 д 7 ч 43 мин 11,6 с). Этот тип месяца наблюдался в культурах Ближнего Востока, Индии и Китая следующим образом: они разделили небо на 27 или 28 лунных особняков , по одному на каждый день месяца, отмеченных выдающейся звездой (звездами). в них.

Синодический месяц

Синодический месяц ( греческий : συνοδικός , латинизируются : synodikós , что означает «относящийся к синоду, то есть собрание», в этом случае, Солнце и Луне), также лунное , это средний период орбиты Луны относительно до линии, соединяющей Солнце и Землю: 29 д 12 ч 44 мин и 2,9 с. Это период лунных фаз , потому что внешний вид Луны зависит от положения Луны по отношению к Солнцу, если смотреть с Земли.

Пока Луна вращается вокруг Земли, Земля движется по своей орбите вокруг Солнца. После завершения звездного месяца Луна должна переместиться немного дальше, чтобы достичь нового положения, имеющего такое же угловое расстояние от Солнца, которое, по-видимому, перемещается относительно звезд с предыдущего месяца. Следовательно, синодический месяц занимает на 2,2 дня больше, чем сидерический месяц. Таким образом, в григорианском году приходится около 13,37 сидерических месяцев, но около 12,37 синодических месяцев .

Поскольку орбита Земли вокруг Солнца является эллиптической, а не круговой , скорость движения Земли вокруг Солнца меняется в течение года. Таким образом, угловая скорость выше у перицентра и ниже у апоапсиса . То же самое и с орбитой Луны вокруг Земли. Из-за этих изменений угловой скорости фактическое время между лунами может варьироваться от 29,18 до 29,93 дней. Средняя продолжительность в наше время составляет 29,53059 дней с отклонением до семи часов от среднего значения за любой год. Более точная цифра может быть получена для конкретного синодическому месяца с использованием теории Луны из Chapront-Touzé и Chapront (1988) :
+29,5305888531 +0,00000021621 T — 3,64 × 10 -10 T 2 , где Т = (JD-2451545,0) / 36525 и JD число дней по юлианскому календарю . Продолжительность синодических месяцев в древней и средневековой истории сама по себе является предметом научных исследований.

Тропический месяц

Принято указывать положения небесных тел относительно точки весеннего равноденствия . Из-за земной прецессии равноденствий эта точка медленно движется назад по эклиптике . Следовательно, Луне требуется меньше времени, чтобы вернуться к эклиптической долготе 0 °, чем к той же точке среди неподвижных звезд : 27,321 582 дня (27 д 7 ч 43 мин 4,7 с). Этот немного более короткий период известен как тропический месяц ; сравните аналогичный тропический год .

Аномалистический месяц

В орбите Луны приближается эллипс , а не круг. Однако ориентация (как и форма) этой орбиты не фиксирована. В частности, положение крайних точек (линия апсид : перигей и апогей ) изменяется один раз ( апсидальная прецессия ) примерно за 3233 дня (8,85 года). Луне требуется больше времени, чтобы вернуться к той же апсисе, потому что она продвинулась вперед за один оборот. Этот более длительный период называется аномальным месяцем и имеет среднюю продолжительность 27,554 551 день (27 д 13 ч 18 мин 33,2 с). Видимый диаметр Луны изменяется в зависимости от этого периода, так что этот тип имеет некоторое значение для предсказания затмений (см сарос ), чья протяженность, продолжительность и внешний вид (будь то полное или кольцеобразное) зависит от точного видимого диаметра Луны. Видимый диаметр полной луны меняется в зависимости от цикла полнолуния , который является периодом биений синодического и аномалистического месяца, а также периода, после которого апсиды снова указывают на Солнце.

Аномалистический месяц длиннее сидерического месяца, потому что перигей движется в том же направлении, что и Луна, вращаясь вокруг Земли, один оборот за девять лет. Следовательно, Луне требуется немного больше времени, чтобы вернуться в перигей, чем вернуться к той же звезде.

Драконий месяц

Драконический месяц или draconitic месяц также известен как узловой месяц или драконический месяц . Название драконий относится к мифическому дракону, который , как говорят, живет в лунных узлах и ест Солнце или Луну во время затмения . Солнечное или лунное затмение возможно только тогда, когда Луна находится в одной из двух точек, где ее орбита пересекает плоскость эклиптики, или около нее ; т. е. спутник находится на любом из своих орбитальных узлов или рядом с ним .

Орбита Луны лежит в плоскости, наклоненной примерно на 5,14 ° по отношению к плоскости эклиптики. Линия пересечения этих плоскостей проходит через две точки, в которых орбита Луны пересекает плоскость эклиптики: восходящий узел , где Луна входит в северное небесное полушарие , и нисходящий узел , где Луна движется в южное .

Драконий или узловой месяц — это средний интервал между двумя последовательными прохождениями Луны через один и тот же узел . Из-за крутящего момента, оказываемого гравитацией Солнца на угловой момент системы Земля – Луна, плоскость орбиты Луны постепенно поворачивается на запад, что означает, что узлы постепенно вращаются вокруг Земли. В результате время, необходимое Луне, чтобы вернуться в тот же узел, короче, чем звездный месяц и длится 27.212 220 дней (27 д 5 ч 5 мин 35,8 с). Линия узлов орбиты Луны прецессирует 360 ° примерно за 6798 дней (18,6 года).

Драконий месяц короче сидерического месяца, потому что узлы прецессируют в направлении, противоположном тому, в котором Луна вращается вокруг Земли, один оборот за 18,6 лет. Следовательно, Луна возвращается в тот же узел немного раньше, чем возвращается, чтобы встретить ту же опорную звезду.

Продолжительность цикла

Независимо от культуры, все лунные календарные месяцы приблизительно равны средней продолжительности синодического месяца, среднему периоду, за который Луна проходит через свои фазы ( новая , первая четверть, полная , последняя четверть) и обратно: 29–30 дней . Луна совершает один оборот вокруг Земли каждые 27,3 дня (звездный месяц), но из-за орбитального движения Земли вокруг Солнца Луна еще не завершает синодический цикл, пока не достигнет точки на своей орбите, в которой Солнце находится в такое же относительное положение .

В этой таблице перечислены средние значения пяти типов астрономических лунных месяцев, полученные из Chapront, Chapront-Touzé & Francou (2002). Они непостоянны, поэтому обеспечивается аппроксимация первого порядка (линейная) векового изменения .

Действительно для эпохи J2000.0 (1 января 2000 г., 12:00 TT ):

Примечание. В этой таблице время выражено в эфемеридном времени (точнее, земном времени ) с количеством дней в 86 400 секунд СИ . T — столетия, прошедшие с эпохи (2000), выраженное в юлианских столетиях, равных 36 525 дням. Для календарных расчетов можно, вероятно, использовать дни, измеренные во временной шкале всемирного времени , которое следует за несколько непредсказуемым вращением Земли и постепенно накапливает разницу с эфемеридным временем, называемую ΔT («дельта-T»).

Помимо долгосрочного (тысячелетнего) дрейфа этих значений, все эти периоды постоянно изменяются вокруг своих средних значений из-за сложных орбитальных эффектов Солнца и планет, влияющих на его движение.

Вывод

Периоды получены из полиномиальных выражений аргументов Делоне, используемых в теории Луны , как указано в Таблице 4 в Chapront, Chapront-Touzé & Francou (2002):

W1 — эклиптическая долгота Луны относительно фиксированного равноденствия ICRS: ее период — сидерический месяц. Если мы добавим скорость прецессии к сидерической угловой скорости, мы получим угловую скорость относительно точки равноденствия даты: ее период — тропический месяц, который используется редко. l — средняя аномалия, ее период — аномальный месяц. F — аргумент широты, его период — драконий месяц. D — удлинение Луны от Солнца, его период — синодический месяц.

Получение периода из полинома для аргумента A (угол):

А знак равно А 0 + ( А 1 × Т ) + ( А 2 × Т 2 ) <\ displaystyle A = A_ <0>+ (A_ <1>\ times T) + (A_ <2>\ times T ^ <2>)> ;

T в веках (cy) составляет 36 525 дней от эпохи J2000.0.

Угловая скорость — это первая производная:

d А / d т знак равно А ′ знак равно А 1 + ( 2 × А 2 × Т ) <\ displaystyle \ operatorname \! A / \ operatorname \! t = A ‘= A_ <1>+ (2 \ times A_ <2>\ times T)> .

Период ( Q ) — это величина, обратная угловой скорости:

Q знак равно 1 А ′ знак равно 1 А 1 + ( 2 × А 2 × Т ) знак равно 1 А 1 × 1 1 + ( 2 × А 2 А 1 × Т ) знак равно 1 А 1 × ( 1 — 2 × А 2 А 1 × Т ) знак равно 1 А 1 — ( 2 × А 2 ( А 1 × А 1 ) × Т ) <\ displaystyle Q = <1 \ over A '>= <1 \ over A_ <1>+ (2 \ times A_ <2>\ times T)> = <1 \ over A_ <1>> \ times <1 \ больше 1+ (2 \ раз \ больше A_ <1>> \ раз T)> = <1 \ раз больше A_ <1>> \ раз (1-2 \ раз \ больше A_ <1>> \ times T) = <1 \ over A_ <1>> — (2 \ times \ over (A_ <1>\ times A_ <1>)> \ times T)> ,

игнорирование терминов более высокого порядка.

A ₁ дюйм / cy; A ₂ дюйма / cy 2 ; поэтому результат Q выражается в cy / «, что является очень неудобной единицей.

1 оборот (оборот) равен 360 × 60 × 60 «= 1296000»; чтобы преобразовать единицу скорости в обороты / сутки, разделите A ₁ на B ₁ = 1296000 × 36525 = 47336400000; C ₁ = B ₁ ÷ A ₁ — это период (в днях / оборот) в эпоху J2000.0.

Для об / день 2 разделите A ₂ на B ₂ = 1296000 × 36525 2 = 1728962010000000.

Тогда для числового коэффициента преобразования будет 2 × B1 × B1 ÷ B2 = 2 × 1296000. Это даст линейный срок в днях изменения (периода) в день, что также является неудобной единицей: изменение за год умножьте на коэффициент 365,25, а для изменения за столетие умножьте на коэффициент 36525. C ₂ = 2 × 1296000 × 36525 × A ₂ ÷ (A ₁ × A ₁ ). А 2 ÷ ( А 1 × А 1 ) <\ Displaystyle A_ <2>\ div (A_ <1>\ times A_ <1>)>

Затем период P в днях:

п знак равно C 1 — C 2 × Т <\ Displaystyle P = C_ <1>-C_ <2>\ times T> .

Пример синодического месяца из аргумента Делоне D : D ‘= 1602961601,0312 — 2 × 6,8498 × T «/ с; A ₁ = 1602961601,0312″ / с; A ₂ = −6,8498 дюймов / цикл 2 ; C ₁ = 47336400000 ÷ 1602961601,0312 = 29,530588860986 дней; C ₂ = 94672800000 × −6,8498 ÷ (1602961601,0312 × 1602961601,0312) = −0,00000025238 дней / цикл.

Источник