地球离太阳最近的日子,就是最热的一天吗?
近日点和远日点说的是距离极值,不能直接代替季节或温度。
行星的轨道不是完全的圆,所以它与太阳的距离会变化。我们先用原书公式找最接近给定年份的近日点或远日点,再看地球受月球影响的修正,以及距离曲线的极值细化。
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先猜一下
北半球冬季附近地球经过近日点,这是否矛盾?
查看答案与解释
不矛盾,季节不只由距离决定 — 地轴倾斜决定南北半球日照分配,近日点不是全球最热日。
再把体验和科学连起来
先区分距离与季节
近日点是离太阳最近,远日点是最远。地球季节主要来自地轴倾斜,不能从这两个词直接读出冷暖。
距离极值 ≠ 气温极值
用合法的事件编号
近日点k取整数,远日点k取半整数;任意小数不是这个公式里的合法事件编号。
近日点 k∈Z;远日点 k∈Z+0.5
地球还要改正月球的影响
地球多项式先对应地月质心。原书给了5个周期项,把时刻改到更接近地球中心与太阳的距离极值。
JDE = 多项式 + 地球周期修正
精算要回到距离曲线
地球模式可再用截断VSOP87距离在附近求极值。其他行星此课仍显示原书近似多项式及其限制,不冒充精密预报。
寻找 R(t) 的极小或极大
先按行星与近/远日点选择k,求平均事件多项式;地球分支再加规定周期项。该时刻是事件估计,直接在R(t)上求极值属于另一条精化路线。
试一试
比较“地球1990近日点”的平均值与修正结果。外行星的原书多项式误差可能达数周,不要把它当成精密时刻。
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符号不用背
- k
- 整数或半整数的近远日点编号
- R
- 到太阳中心的距离,单位AU
- JDE
- TT动力学时的日数
- 地月质心
- 地球和月球共同绕行的质量中心
算法、精度与适用范围
实现本章8行星的事件多项式,选择最近的整数/半整数k;地球加原书5项地心修正,并可用第25章附录截断VSOP87的地球距离在预测值±4天内作黄金分割极值搜索。外行星未接入完整VSOP87逐时精算,原书指出木星可误差半个月、土星超过一个月,更远行星更差。地球5项修正原书在1980–2019的平均误差约3小时,不能把此经验扩展为本界面1900–2100的保证。细化结果仍受截断距离模型限制,非现代精密历书。
我的理解检查
原书近日点公式中,k应当是什么?
整数 — 远日点用半整数,其他小数不能代表此公式中的事件。
地球周期修正在修正什么?
地月质心与地球中心的区别 — 月球牵动地球,地心距离的极值时刻与地月质心不同。
外行星多项式给出很多小数,就意味着误差很小吗?
不是 — 原书明确指出木星、土星及更外行星可能有数周或更大时间误差。
距离最近或最远要找距离的极值;近似时刻、周期修正和精细星历应分别标明。
Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 第 38 章