地球繞日軌道偏心率

由於Jean Meeus只提供了春分點、夏至點、秋分點和冬至點的公式,而中國的節氣所包含的除了二分二至點之外,還有20個點,我們要如何來求這些個點?

前一節我們已能求出指定年的春分點和回歸年長,若再求出指定回歸年的偏心率,則可利用理論力學的公式求出春分點之外的其餘23個節氣點。

 

克卜勒的第一定律(Kepler's first law):行星繞著太陽旋轉所沿的軌道為一橢圓,而太陽為這一橢圓的一個焦點.這一定律也稱為橢圓軌道定律(low of elliptic orbits).

直角坐標中橢圓的標準式為

但在計算時,常需要用到向徑和角度,故一般以極座標表示。

r為向徑,θ為向徑與極軸的夾角,ε為運行軌道的偏心率。此為二次曲線的標準式。

當ε=0時,運行軌道為一正圓,當0<ε<1時,運行軌道為一橢圓,當ε=1時,運行軌道為一抛物線;當ε>1時,運行軌道為一雙曲線。請參考下圖。

地球繞太陽的軌跡亦為一橢圓,其偏心率約為

然而,實際地球的偏心率並非常數,而是隨著時間而緩慢變動。

Jean MeeusMore Mathematical Astronomy Morsels一書中的 Chapter 33提供了下列的公式:

變數T以千年為單位,以西元2000年為0點,有效範圍為4000 BC 8000 AC

2008年為例,其1112時的JD值為2454467,代入上式
T= 0.008
∴ε= 0.0167