冥王星冲日时间的预报

冥王星冲日时间的预报

一、背景介绍

冥王星曾经为太阳系九大行星之一，是太阳系行星家族的一个“逆子”，其自转方向与公转方向相反，是从东向西。由于一系列原因，冥王星被贬为“矮行星”。冥王星拥有和八大行星不同的特性。

冥王星有比其他各大行星形状更扁长的椭圆轨道。正圆的偏心率为零，地球轨道的偏心率只有０．０１７，这使它近于是个正圆。然而冥王星的偏心率却为０．２５。有的时候，它离太阳会近到４３亿公里；有的时候却远达７２亿公里。事实上，当冥王星离太阳最近时，它要比海王星还接近太阳，因此有一段时间它不再是最远的一颗行星。现在它正在向比海王星还靠近太阳的位置运动，它将把这种地位保持四十年上下。

这激发了很多人了解冥王星的兴趣。我们选择地外行星的一种特殊天象--冲日，进行研究。冲日，简称冲，是指某一外行星（火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星）于绕日公转过程中运行到与地球、太阳成一直线的状态，而地球恰好位于太阳和外行星之间的一种天文现象叫\冲\。冥王星冲日的前后数日内，是距离地球最近也是最亮的时候。冲日是观测行星的最佳时刻。

本文简要介绍了在一定时间内对冥王星冲日时间的预报。

二、计算的关键

在冥王星冲日时，地球运行到太阳和冥王星之间，冥王星和太阳的地心夹角为180°。可以利用此几何关系进行判断冥王星是否冲日。由此，计算的关键为计算相应时刻的地心夹角和将世界时转化为当地区时。 三、程序解析

在程序设计中，我们对冥王星冲日的现象进行了20年的预报，预报间隔为一小时。通过计算冥王星和太阳的地心夹角来进行判断冥王星冲日是否发生。最后依次获得了发生冥王星冲日的年、月、日时，冥王星相对地球的赤经，太阳相对地球的赤经，冥王星到地心距离，太阳与冥王星的地心夹角。计算结果较为接近真实情况，但有一定误差。 四、讨论与分析

冥王星并不是一真正的地外行星，轨道不和其他八大行星在一平面上且较为复杂。冥王星的轨道偏心率较大，其近日点附近的一段轨道在海王星轨道之内。其他八大行星的运动轨道都基本在地球轨道面附近，轨道面与黄道面的夹角在7°以内，但是冥王星的轨道面与地球轨道面（黄道面）夹角为17°。在此计算方法中，我们仍将冥王星当做标准地外行星进行处理，这将会影响预报的精度。

程序及运行结果如下： PROGRAM Pluto

IMPLICIT DOUBLE PRECISION(A-Z) INTEGER I,Y,M,D

OPEN(1,FILE='Pluto.txt')

CALL JULDAT(2000,1,1,0,TJ0) /*规定开始时间为2000年1月1日

DO I = 1, 175200 /*选择的时间范围为20年，即2*365*24=175200小时 TJD=TJ0 + I/24.D0 /*选择的步长为1小时 CALL APPLAN(TJD,9,3,RAM,DECM,DISM) /*选择的要操作的两个行星为冥王星和地球，函数内定义地心真坐标系下的赤经、赤纬和行星到地心距离

CALL APPLAN(TJD,10,3,RAS,DECS,DISS) /*选择的要操作的两个星体为太阳和地球，函数内其他内容与上述相同

RA=DABS(RAM-RAS)*15.D0 /*计算太阳与冥王星的地心夹角 RADD=RA-180.D0 /*地心夹角减去180度作为条件判断 IF(DABS(RADD) < .12D0) THEN /*判断数据适合条件 TJD2=TJD+8/24.D0 /*更改为东八区地方时 CALL CALDAT(TJD2,Y,M,D,K)

WRITE(1,*)Y,M,D,K,RAM,RAS,DISM,RA /*分别在相关设备上输出要求的年月日时，冥王星相对地球的赤经，太阳相对地球的赤经，冥王星到地心距离，太阳与冥王星的地心夹角 END IF /*结束程序 END DO CLOSE(1) STOP END

年 月 日 时 冥王星相对地球的赤经 太阳相对地球的赤经 冥王星到地心距离 太阳与冥王星的地心夹角

2000 6 3 12.000000000000000 16.768384052278222 4.7631528555416045 29.274429919675750 180.07846795104925

2000 6 3 13.000000007450581 16.768308980382852 4.7660074709344737 29.274453663207400 180.03452264172566

2000 6 3 14.000000003725290 16.768233909359378 4.7688622579205582 29.274477909786118 179.99057477158229

2000 6 3 15.000000000000000 16.768158839214401 4.7717172160028598 29.274502659390251 179.94662434817312

2000 6 3 16.000000007450581 16.768083769953634 4.7745723446834978 29.274527911997481 179.90267137905204

2001 6 5 23.000000003725290 16.921923808674443 4.9149024851350900 29.390726070595623 180.10531985309029

2001 6 6 0.0000000000000000 16.921848676707214 4.9177636388188084 29.390748197507698 180.06127556832607

2001 6 6 1.0000000074505806 16.921773545648417 4.9206249455981634 29.390770822278039 180.01722900075382

2001 16.921698415525068 179.97318015711235

2001 16.921623286358674 179.92912904119294

2001 16.921548158173035 179.88507565827334

2002 17.075204612721070 180.11924941957002

2002 17.075129298067544 180.07505948823677

2002 17.075053984518828 180.03086749399390

2002 17.074978672134705 179.98667344415057

2002 17.074903360977537 179.94247734751809

2002 17.074828051107200 179.89827921144641

2003 17.228236175358870 180.11402262756241

2003 17.228160877887301 180.06976438565937

2003 17.228085582245647 6 4.9234864050509115 6 4.9263480169458109 6 4.9292097809548130 6 5.0672546514164010 6 5.0701253321850919 6 5.0729961515859010 6 5.0758671091913330 6 5.0787382044763305 6 5.0816094370107736 6 5.2206346668547088 6 5.2235099188433436 6 5.2263852724044089 6 2.0000000037252903 29.390793944894117 6 3.0000000000000000 29.390817565344932 6 4.0000000074505806 29.390841683618724 8 10.000000007450581 29.517733768765382 8 11.000000003725290 29.517754430969585 8 12.000000000000000 29.517775596691060 8 13.000000007450581 29.517797265933215 8 14.000000003725290 29.517819438698339 8 15.000000000000000 29.517842114989008 10 21.000000000000000 29.655095416496145 10 22.000000007450581 29.655115448166708 10 23.000000003725290 29.655135979826255

180.02550464761859

2003 17.228010288519528 179.98124341924498

2003 17.227934996793881 179.93698070633047

2003 17.227859707155492 6 11 0.0000000000000000 5.2292607272365288 29.655157011438206 6 11 1.0000000074505806 5.2321362830385150 29.655178542965963 6 11 2.0000000037252903 5.2350119394129511 29.655200574372095 179.89271651613811

2004 17.381049177332113 180.11404618037108

2004 17.380973860589172 180.06969396327187

2004 17.380898544162498 180.02534032027401

2004 17.380823228125671 179.98098526046320

2004 17.380747912549769 179.93662879145538

2004 17.380672597505306 179.89227092087486

2005 17.533535927499830 180.09698292129988

2005 17.533460680534134 180.05257652398186

2005 17.533385433086657 180.00816934657709

2005 17.533310185226522 179.96376139552586

2005 17.533234937027977 179.91935268023880

2006

6 5.3734460986407067 6 5.3763275963710466 6 5.3792091894775647 6 5.3820908774281238 6 5.3849726597860768 6 5.3878545361136494 6 5.5270703994131711 6 5.5299555789353425 6 5.5328408099815176 6 5.5357260921914655 6 5.5386114250120579 6 12 8.0000000037252903 29.801947984147937 12 9.0000000000000000 29.801966679718603 12 10.000000007450581 29.801985878994124 12 11.000000003725290 29.802005581986688 12 12.000000000000000 29.802025788708686 12 13.000000007450581 29.802046499172146 14 19.000000007450581 29.957594571961618 14 20.000000003725290 29.957613216814117 14 21.000000000000000 29.957632364977318 14 22.000000007450581 29.957652016423278 14 23.000000003725290 29.957672171122425 17 5.0000000037252903

17.685707294055486 5.6780149656286731 30.121177823658847 180.11538492640221

2006 6 17 6.0000000000000000 17.685632191078373 5.6809023853031420 30.121195121366874 180.07094708662845

2006 6 17 7.0000000074505806 17.685557085714912 5.6837898504634143 30.121212921564290 180.02650852877247

2006 6 17 8.0000000037252903 17.685481978043402 179.98206926095372

2006 17.685406868140102 179.93762928981454

2006 17.685331756082700 179.89318862202407

2007 17.837292600003799 180.07886091780941

2007 17.837217597900725 180.03438701095143

2007 17.837142594152791 179.98991305334144

2007 17.837067588827836 179.94543905298949

2007 17.836992581996395 179.90096501938262

2008 17.988319135990821 180.08503327887155

2008 17.988244410374598 180.04059065206354

2008 17.988169683406817 179.99614816040463

2008 17.988094955117383 179.95170581165542

5.6866773606464864 6 5.6895649154858008 6 5.6924525146144287 6 5.8320352054831712 6 5.8349251305039633 6 5.8378150572633620 6 5.8407049852952033 6 5.8435949140375527 6 5.9826502507327168 6 5.9855383669036959 6 5.9884264727131740 6 5.9913145676736885 30.121231224275306 17 9.0000000000000000 30.121250029524592 17 10.000000007450581 30.121269337336695 19 16.000000007450581 30.291898161408351 19 17.000000003725290 30.291915910561812 19 18.000000000000000 30.291934165438338 19 19.000000007450581 30.291952926011948 19 20.000000003725290 30.291972192255745 21 2.0000000037252903 30.469236833103086 21 3.0000000000000000 30.469253996130849 21 4.0000000074505806 30.469271661321560 21 5.0000000037252903 30.469289828679784

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