對於地球上的一個具體地點來說(例如北京,或者上海,或者別的什麼地方),平均說來要過三、四百年才能遇上一次日全食。因此,很多人一生也沒見過日全食。從這個意義上可以說,日全食是非常罕見的現象!
我們已經知道:初一的月亮是不見的,它叫新月,十五、十六的月亮是圓圓的,叫做滿月。隻有當新月和滿月出現在黃道、白道交點附近時,才會發生交食。黃道、白道交點有兩個,所以一年之中有兩段時間可能發生交食。每過一定的時候,這兩段時間就又來到了,就好像是兩個“季節”一樣,所以它們叫做“食季”。
通過計算很容易知道,對於日食,在交點兩旁18度左右的範圍內發生新月,就有可能形成日食了,而在15度左右的範圍內發生新月,就一定有日食。對於月食,在交點附近12度左右的範圍內發生滿月,就有可能造成月食,而在10度左右的範圍內發生滿月,就一定有月食。太陽每天在黃道上從西向東移動1度。所以從黃、白交點以西18度跑到交點以東18度要走36天,也就是說,日食的“季節”有36天那麼長。從交點以西12度跑到交點以東12度,要走24天,所以月食的“季節”有24天長。過了這些日子,太陽“走”遠了(即離交點遠了),就不會發生日月食。
日食的“季節”(36天)比農曆的一個月(四天到30天)還要長,在這36天之中,至少有一次新月,但也可能有兩次(例如第一天和第三十一天),因此至少有一次日食,但也可能有兩次。一年必定有兩個食季,所以每年至少有兩次日食。但最多卻不是4次,而是5次,後麵會講明它的理由的。
月食的食季(24天)比農曆的一個月短,所以在這24天中,有可能遇不上滿月,但也可能遇上一次。因此,一個月食的食季中可能不發生月食,但也可能發生一次月食。一年必有兩個食季,所以一年之內可能不發生月食,也可能發生一次,也可能發生兩次。但最多不是兩次,而是可能發生3次。後麵會講到它的理由。
現在就來解釋為什麼一年之內的交食可以多達7次呢?
由於太陽引力的作用,黃、白交點會不停地沿著黃道從東向西移動,這和太陽在黃道上移動的方向正相反。它每年大約要移動20度。所以太陽在黃道上連續兩次通過同一交點所經曆的時間間隔(叫做“食年”)比一年065.2422天)要短,它等於346.62天,比一年約少19天。
這樣,就可能產生兩種情況。
第一種情況:一年之內包括了兩個完整的食季和一個不完整的食季。比方說:第一個食季開始在一月初,那麼經過346.62天之後,第三個食季就從同一年的12月中旬開始。
第二種情況:一年之中包含了兩個不完整的食季(一個在年頭,一個在年尾)和一個完整的食季。
在第一種情況下,就可能發生5次日食和2次月食;在第二種情況下,就可能發生4次日食和3次月食。
我們來舉一個例子,它屬於第一種情況。
假定第一個食季從1月1日開始,並且假設這一天就有一次日食(那麼,這一天必為農曆初一,月亮是新月〕,於是按前麵說過的理由,經過兩個食季以後,也就是說過了346.62天的一個食年以後,到第三個食季開始時,就可能發生過了4次日食和兩次月食。
一年還剩下了18天或19天,最後這些天的情況如何呢?
由於農曆12個月的長度並不是346.62天,而是354.36天,所以要到第三個食季開始以後的第8天才能重新遇上新月,也就是說到12月20日左右才能發生第7次交食(既然是遇上新月,所以這一次又是日食)。這時一年365天隻剩下十來天了,等不得滿月來臨,已經辭舊迎新跑到下一年去了。
如果你自己也按同樣的方式來推算一下,並且舉一個屬於第二種情況的例子,那麼,你就明白了,一年之中確實是可能發生4次日食和3次月食的。