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月亮總是同一面朝著我們,為什麼還能多看見一點邊緣?

讓月面網格跟隨真實天平動變化,區分觀看幾何與月球自身擺動。

月亮與日月食

月面熟悉的斑紋看起來沒有大幅換面,但靠邊的區域有時露出更多、有時藏回去。月球同步自轉仍伴隨天平動:既有觀看角度造成的變化,也有很小的真實擺動。

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先猜一下

同步自轉是否意味著我們永遠只能看見月球表面嚴格的同一半?

查看答案與解釋

不意味著,還有天平動 — 同步自轉的平均運動並不消除光學和物理天平動。

再把體驗和科學連結起來

同步自轉,不等於永遠只見嚴格半面

月球大致以同一面朝向地球,但運動速度和軌道平面關係會使我們有時多看到一點邊緣。這叫光學天平動。

光學經度與緯度天平動 l′、b′

再加入月球本身的小擺動

物理天平動來自月球真實自轉的小變化,幅度比光學天平動小;二者不能混為一談。

l=l′+l″;b=b′+b″

把軸方向也放對

月面北極軸相對天球北方有位置角P。圖中的月面經緯網依計算的l、b、P投影,不能用整張圖片隨意搖晃代替。

月面可見度由表麵點與觀察方向夾角決定

地表地點還會改變一點觀看方向

可切換到站心差分修正,輸入東經、緯度及假設ΔT。用UT1計算地球轉動,用TT計算月球位置。

站心天平動:地心值 + 視差差分修正

先求光學天平動l′、b′,再疊加物理修正l″、b″;站心模式還須加入觀察者視差。各經緯角與月軸位置角用途不同,不能只加一個共同修正。

試一試

比較原書日期與七天后,留意網格和靠邊標記;再切到地表。整圓是座標圖,不表示當天滿月。

動手看一遍 →

符號不用背

l′ b′
光學天平動度
l″ b″
物理天平動度
l b P
總天平動與月軸位置角度

演算法、精確度與適用範圍

第53章式53.1/53.2全部ρ、σ、τ項,光學與物理經緯天平動、地心軸位置角;站心差分按書375頁,以東經正輸入,內部H=視恆星時+東經−赤經。 UT1=TT−假設ΔT,不能把輸入差值稱為實測。站心式本身為近似,不做當地月緣地形或精密掩星預測。為圖示可見面,以真l/b/P作球面正交投影;表面點經度正向沿原書月面約定,天球北向上、東向左,故繪圖P以螢幕逆時針旋轉。

我的理解檢查

光學天平動主要描述?

觀看幾何的變化 — 它不是月球表面變形。

物理天平動能完全忽略並說從未存在嗎?

不能,它是較小的真實轉動變化 — 計算小幅物理修正才能與原書物理星曆對應。

圖中整個圓盤都畫出來,表示當天一定滿月嗎?

不是,它是座標圖 — 本圖展示可見幾何面,沒有疊加真實明闇月相。

同一面朝向地球是平均規律;精細看月面邊緣,還要考慮觀看幾何和月球的小擺動。

Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 第 53 章

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