馬利華，韓延本，尹志強，喬琪源

(中國科學院國家天文臺，北京 100101)

我國是世界上天文學研究最早的國家之一，早在3 000多年前就有可考的文字星象記載。這些古代天象記載不僅對于歷史研究和古代天文學研究有重要價值，在現(xiàn)代天文學研究中也起著重要的作用[1]。殷卜辭是甲骨文的主要內(nèi)容之一，是研究商周社會歷史的重要資料。殷卜辭曾經(jīng)記錄一次對乙巳日食完整的預測，從壬子日開始卜問，兩天后是否有日食？中間經(jīng)過乙丑、癸酉、庚辰、辛巳多日，12次不厭其煩地卜問，直到第54日的乙巳日，史官記載 “日有食，夕告于上甲，九?！?的驗詞，意思是 “日食觀測到了，晚上為此告祭先王上甲，獻祭了九頭牛”。這也是殷商甲骨文卜辭中唯一可考的日食預測。文[2]進一步綜合多位學者的研究成果，并根據(jù)干支記載及不同時期的殷王所處的年代，考訂認為此卜辭涉及的是發(fā)生于公元前1161年10月31日的日食。文[3]利用現(xiàn)代天文年歷依據(jù)紐康給出的根數(shù)和公式，得出太陽黃經(jīng)，再用線性內(nèi)插分析了公元前1500年到公元2050年間的天象，并給出了中國古代歷史名城的見食情況。文[4]借助Kluepfel的SunTracker軟件計算日食參數(shù)，給出公元前2300年到公元2100年間在中國可見日食的大致覆蓋范圍。文[5-6]利用VSOP87和ELP2000/82計算日月位置，發(fā)布了公元前2000年到公元3000年間日食的地面可視情況。本文利用美國航空航天局噴氣推進實驗室發(fā)布的DE422行星歷表計算日月位置，研究公元前1161年10月31日日食的日食帶分布，重點考察殷都安陽對此次日食的可見性，為深入研究此次甲骨文日食的記載提供幫助。

1 天文行星歷表簡述

天文行星歷表對大地測量、天體測量、深空探測、飛行器測控及其他相關(guān)學科領(lǐng)域都具有重要的實用價值。根據(jù)編制原理，太陽系行星和月球歷表主要分為數(shù)值歷表和半解析歷表兩大類。數(shù)值歷表主要有噴氣推進實驗室發(fā)布的DE系列行星歷表、法國天體力學與歷算研究所發(fā)布的巴黎天文臺行星數(shù)值積分系列歷表、俄羅斯應用天文研究所發(fā)布的行星和月球系列歷表。半解析歷表主要為法國天體力學與歷算研究所的巴黎月球歷表(ELP2000/82)、行星軌道的長期變化序列歷表(VSOP82/VSOP87/VSOP2000/VSOP2013)、外行星理論系列歷表等。目前，DE系列行星歷表已經(jīng)在天體測量、深空導航、行星際探測等方面得到較為廣泛的應用[7]。2009年9月噴氣推進實驗室發(fā)布的DE422行星歷表，數(shù)據(jù)跨度自公元前3001年12月7日至公元3000年1月30日，并包含章動和天平動信息，該歷表可以滿足古代天象記載研究的基本需求[8-9]。

2 基于DE422行星歷表的日食計算

2.1 日月的視位置

計算日食的有關(guān)參數(shù)需要知道在地心處觀測日月的精確位置。20世紀90年代以來，噴氣推進實驗室發(fā)布的DE系列行星歷表都采用國際天文聯(lián)合會(International Astronomical Union, IAU)推薦的國際天球參考系(International Celestial Reference System, ICRS)，對應的國際天球參考架(International Celestial Reference Frame, ICRF)通過一套河外射電源的位置實現(xiàn)。其坐標原點是太陽系質(zhì)心，坐標軸的指向在太空中是固定的。DE422行星歷表也采用國際天球參考架。利用該歷表可以直接內(nèi)插得到數(shù)據(jù)跨度內(nèi)行星在任一時刻的三維直角坐標和速度信息，進一步利用美國海軍天文臺提供的NOVAS軟件，可以得出日月的視赤經(jīng)和視赤緯。

2.2 殷卜辭乙巳日食

(1)日月交會時刻

本文研究公元前1161年10月31日發(fā)生的日食，首先內(nèi)插得到日月視赤經(jīng)相同的時刻為地球動力學時(Terrestrial Dynamical Time, TDT)07:30:24，這也是日月交會時刻。進一步分析表明，此次日食為日環(huán)食。表1給出發(fā)生初虧、食既、食甚、生光和復圓等食相的地球動力學時刻。

表1 公元前1161年10月31日的日食食相的地球動力學時刻

(2)日食帶分布

考慮到地球自轉(zhuǎn)的長期變化，地球動力學時和世界時(Universal Time, UT)之間存在一個時間改正數(shù)ΔT[10-11]，ΔT數(shù)值隨時間發(fā)生變化。利用古代的天象記載情況，我們可以推算古代的ΔT數(shù)值。反之，已知古代某天象年代的ΔT數(shù)值，可以推算該天象當時的可觀測情況。文[11]綜合古代的若干天象記載，設(shè)定月球本征加速度為-26.0角秒/(百年)2，給出ΔT的分段擬合公式。本文采用的DE422行星歷表中，月球本征加速度為-25.85角秒/(百年)2[12]，加入該差別引入的改正后，可以得到公元前1161年10月31日的時間改正數(shù)ΔT為27 361 s。根據(jù)日月位置形成的日食幾何關(guān)系[13]，我們可以得到此次日食的分布情況(見圖1)。

圖1中Mag為食分，Wide為中心食的日食帶寬度。圖2以圓柱投影方式給出此次日食的日食帶分布。

圖1 公元前1161年10月31日的日食帶分布(方位角投影)

為了直觀展示古代中國中原地區(qū)對此次日食的可觀測情況，對圖2局部放大得到圖3。其中，殷都安陽(經(jīng)度114°.38，緯度36°.1)以黑色五角星標出。

圖2 公元前1161年10月31日的日食帶分布(圓柱投影)

圖3 圖2的局部放大

3 小 結(jié)

本文利用美國噴氣推進實驗室發(fā)布的DE422行星歷表，計算了殷商甲骨文卜辭中唯一可考的公元前1161年10月31日乙巳日食，給出日食帶分布，確認了此次日食在殷都安陽的可視性，此次日食在中國中東部地區(qū)都是帶食而出。本文結(jié)果表明，殷都安陽對此次日食具有實際觀測到的條件，從側(cè)面驗證了殷卜辭對此次日食預測的準確度。