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日食とサロス周期
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日食現象は、月が太陽と地球の間にほぼ一直線上にきたときにおき、太陽光による月の影が地球表面に落ち、それが時間と共に地球上を移動し、その影に入った地域の人々は太陽面が黒く欠けて見える現象である。それで日食のおきる日は、必ず朔（地球から見て太陽と月とが同方向に見える瞬時）の日となる。逆に朔の日には必ず日食となるとは言えない。その理由は順次説明してゆくことで理解されたい。
日食の種類と中心食
日食の状態は、観察者が月の影のどの位置にいるかによって、部分食、皆既食、金環食の区別がある。
皆既食は下図のように本影錐の中にいるときに、金環食は下図の黒丸の位置にいるときに観察できる。
皆既食では太陽が全く欠けた状態に、金環食では太陽がリング状に輝いて見える。
皆既食と金環食を中心食と呼ぶ。
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| 太陽・地球間の距離 | 地球・月間の距離 | 食の状態 | 中心食の半径 |
| 平均距離（1.4959787×108 km） | 平均距離（3.84401×105 km） | 金環食 | 20.776km |
| 最短距離（1.468287736×108 km） | 最長距離（4.06940823×105 km） | 金環食が最大 | 161.183km |
| 最長距離（1.520908453×108 km） | 最短距離（3.568364179×105 km） | 皆既食が最大 | 134.563km |
朔望月（２９．５３０５９日）
朔の瞬間から次の朔の瞬間までは、平均して２９．５３０５９日（これを朔望月という）である。一年間で、朔は１２〜１３回あるが、朔の瞬時とは、月の黄経と太陽の黄経とが一致する瞬時と定義されている。
天球、太陽と黄道、黄経
黄経とは太陽が一年かけて天球上を運行する見かけの大円（これを黄道と呼ぶ）を１周３６０度とし、春分点から東の方向に測った角度を言う。当然、太陽は何時でも黄道上にいて、時間と共に黄経が増加する。
月、白道
一方、月も天球上を運行しているように見え、その経路は天球上一つの大円であり、これを白道と呼んでいる。この白道と黄道とは一致してないが、ともに地球を中心とした大円であり、二つの大円は二つの交点で交わる。これは幾何学が教えるところである。黄道と白道とは約５度の角度を保持している。
月の黄緯
月の位置も太陽と同様に黄経で表現するが、それだけでは不十分で黄道から垂直方向にどれだけ離れた角度のところにあるかという量が分からなければならない。その角度を黄緯と呼ぶ。これは地球上の経度、緯度から直ちに類比して了解されよう。月の黄緯は地球の中心から見て北に約５度、南に約５度以内に変動をくり返す。
 | １食年 太陽が昇交点を出発して再び昇交点に戻る周期
１朔望月 |
交点と日食
それで朔（太陽・月の黄経一致）の瞬時に、月の黄緯が小さければ日食がおきるが、黄緯が大きいと日食はおきない。太陽が交点付近にいて月が追い越す瞬間（朔）に食がおきる。太陽は年に２回必ず交点（２つの交点）を通過するので、日食は、一年間に最低２回、場合によっては５回程おきる。回数に幅があるのは、後に述べるように交点が移動するからで、この移動がなければ年最低２回から多くても４回しかおきない。
太陽は黄道上を１日に約１度西から東に移動する。朔望月の平均は２９．５３０５９日である。それで仮に交点の手前２９．５３度ところで朔となると、次の朔は２９．５３日経過し交点のごく近くで月は太陽に追いつき必ず日食となる。そのまた次の朔は交点から２９．５３度離れたところで月は太陽を追い越す。
日食の条件
この交点の手前、何度のところで朔となるか、その限界を日食条件などと呼ぶ。この条件は、交点付近という条件だけではなく、地球太陽間距離、地球月間距離が関係してくる。地球は太陽を焦点とした、月は地球を焦点とした、それぞれ楕円軌道を描いて運動していることからそれぞれの距離は周期的に変化する。距離の変化は地球から見て、太陽・月の見かけの半径の変化をもたらす。
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| 単位は度 |
| 朔のとき、月・太陽が |
| 三角形NAB,NA’B’内 ⇒ 中心食が確実 |
| 三角形NCD,NC’D’外 ⇒ 中心食はない |
| 三角形NEF,NE’F’内 ⇒ 分食が確実 |
| 三角形NGH,NG’H’内 ⇒ 分食の可能性 |
一ヶ月に二回の日食がおきる場合
太陽が交点から前後１８．４５度離れてると日食がおきる可能性がある。
太陽は黄道上を１日に約１度移動するので、１８．４５＊２＝３６．９日の間日食がおきる可能性がある。
１朔望月は２９．５なので、この間に二回の日食の可能性がある。
この場合、いずれとも日食が中心食であるためには２＊１２．０６＝２４．１２日、いずれかが中心食であるには１２．０６+１８．４５＝３０．５１日以内に、二度朔を迎えることが必要となる。従って、一ヶ月に二度の日食の場合は、いずれも中心食であることは在り得ず、いずれかが中心食も稀であり、ほとんどが部分食となる。
サロス周期（６５８５．３２１２日）と日食の予測
サロス周期から日食が、いつ・どこで・どのようなに見えるかを、おおよそ予測できる。古代記録によると、ギリシャのタレスは、紀元前５８５年５月２８日の日食を予言したと言われている。それは、かずある日食の中にも、サロス周期と呼ばれ特別な周期のあることをカルデア人が発見していたからである。サロス周期は、６５８５．３２１２日である。
同様日食
サロス周期が特別視されるのは、この周期毎の日食は、食分、継続時間などが直前の周期の日食とほとんど変わらないという特徴があるからである。これを仮に本ホームページでは「同様日食」と呼ぶ。
日食の予測、日時の予測
それでサロス周期から、ある日食の次に今度いつ「同様日食」がおきるかが分かる。６５８５日は、１８年と１１日（この間に閏年が５回あれば１０）であるから、１８年前の記録を調べればよい。例えば、２００５年の１８年前、１９８７年の日食は、３月２９日である。従って、今度は、４月８日の朔の日となり、「同様日食」がおきる。
１サロス周期後は？
サロス周期の端数の１１日は、１サロス周期後の日食は、ほぼ同じ季節になることを意味し、これは地球・太陽間距離がほぼ同じ距離、太陽の見かけの大きさが同じになることを意味する。
周期の端数０．３２１２日は、１サロス周期後には、日食の見える位置が、西に１１５．６度、移動することを示している。これはこの間に地球が自転するからである。
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| Ｔにおける月、太陽の方向はＭＳ | Ｔ+６５８５．３２１２日における月、太陽の方向はＭＳ |
| Ｐは地球の北極、紙面は赤道面、円周は地球の赤道 |
３サロス周期（５４年と３３日）後は？
そうすると、３サロス周期目（５４年と３３日）で３４５．８度移動し、ほぼ元の経度に見える。これは３サロス周期後には、ほぼ同じ場所で「同様日食」がおきることになる。
場所の予測
この性質から３サロス後は、今度どこで、どのような日食がおきるかを予測出来る。２００５年４月８日の５４年３３日前、１９５１年３月日には、中央アメリカで日食がおきている。今回も中央アメリカでおきた。
これまでの説明で、サロス周期毎に、地球・月間の距離が同様になることについて触れて来なかった。これを以下説明する。
１サロス周期毎に季節は１１日ずれ、３サロス周期には季節は約１か月のずれとなる。そうすると（３×１２）サロス周期では季節がもとに戻る。３サロス毎の中心食線図が１２回くり返されるとほぼ同じ緯度圏にもどる理由がこれで理解される。 地球を中心とした太陽・月の動きを示すために黄道と白道とを考えたが、この黄道・白道を見立ててきた歴史は古く、天動説の有力な説明に使われていた。地動説に立つ現在でも、全く同じ黄道・白道が継承されている。
天球、昇交点と降交点
無限遠の彼方にあるとする天球上の黄道上を太陽が１年かけて、白道上を月は１月かけて運行しいる。先にも述べたように黄道と白道とは約５度の角度で交わっていて変動がない。黄道と白道とが交わってできる二つの交点は、昇交点と降交点と呼ばれている。月が南から北に黄道を横切る点が昇交点、北から南に横切る点が降交点である。
１食年（３４６．６２０日）と１年（３６５．２４２２日）、交点の移動
太陽が、昇交点から出発して昇交点にもどる周期を食年と呼んでいる。その平均値は、３４６．６２０日である。太陽が春分点から出発して春分点にもどる周期は３６５．２４２２日であるから、食年は１年より１８．６２日ほど短い。これは交点が常に後退しているので、このようになるのである。
１９食年（６５８５．７８０６日）
１９食年は、６５８５．７８０６日に相当するので、交点付近での日食があった後、１サロス周期後に太陽が同じ点にもどる前 ０．７８０６―０．３２１２＝０．４５９４日で朔となり日食がおきる。太陽は１日に約１度動くので、直前サロス周期の食がおきた黄道上の点の、その手前０．４６度のところで食となる。これは、昇交点日食ではサロス周期毎の中心食線が地球の北極付近で生まれ、徐々にそれが南に移動し、ついには南極付近で消滅する。また降交点日食ではサロス周期毎の中心食線が地球の南極付近で生まれ、徐々にそれが北に移動し、ついには北極付近で消滅する。このことの理由であるとともに、サロス周期系列の寿命の長いことの理由ででもある。
部分食、金環食、皆既食
日食には、部分食、金環食、皆既食がある。１サロス周期後に、日食がどのように変化するかも、サロス周期の性質から予測可能である。地球から見ると、太陽や月は円盤に見える。二つの円盤が重なると、日食になる。金環食や皆既食の中心食のとき、太陽の見かけの大きさ（太陽の視半径）が月の見かけの大きさ（月の視半径）より大きいときには金環食となり、小さいときには皆既食となる。太陽視半径は太陽と地球の距離、月の視半径は月と地球の距離に関係する。
太陽と地球の距離
さきに見たように、地球は太陽を楕円の焦点の一つとした楕円上を運動しているが、ある時刻 T に日食が起きると、１サロス周期後には Ｔ―０．４５９４日後に食となる。すなわち、楕円軌道上の地球の位置は、０．４５９４日分しか違わないところにいる。これは季節が変わらないとともに、太陽・地球間距離があまり変わらないこと、即、太陽の見かけの大きさが変わらないことを意味する。
地球と月の距離
月は地球を楕円の焦点の一つとして楕円上を運動している。
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１近点月 近地点を出発して近地点に戻るに日数 |
近地点、近点月（２７．５５４５日）、２３９近点月（６５８５．５３７６日）
月が地球に最も近づく点を近地点を呼んでいる。月が近地点を出発し再び近地点に戻る平均の日数を近点月と呼んでいる。近点月は、２７．５５４５日であって、２３９近点月は、６５８５．５３７６日となる。ある時刻 に日食が起きた時の月の近地点からの角距離は、２３９近点月＝６５８５．５３７６日目に、月は軌道上の同じ近地点からの角距離のところにもどる。しかし、１サロス＝２２３朔望月=６５８５．３２１２日であるから、月が近地点からの角距離が同じになる前、０．５３７６―０．３２１２＝０．２１４１日前に、食となってしまう。月は軌道上を１日に平均して１３．１７６度進むので、０．２１４１日には２．８度となり、１サロス前の軌道上の近地点からの角距離に対して、２．８度手前の位置で日食となる。２．８度程度の違いでは、地球と月の距離はあまり変わらない。これは、月の見かけの（視直径）がほぼ同じであることを意味する。
以上のことから地球・太陽間距離と地球・月間距離が、１サロス周期後でも、太陽と月の視半径はほぼ同じであり、１サロス周期前と同様の日食になることの説明となる。
サロス周期に関する情報は、正確な日食計算が可能になった現代でも、有用である。個々の日食をサロス周期毎に分類すると、その日食の振る舞いが理解できる。更に、サロス周期も分類がきる。
サロス周期は、昇交点日食と降交点日食とに分類できる。
昇交点日食―北極から南極へ―
昇交点日食では、月影が北極付近をかすめる食が、あるサロス周期系列の始まりで、以後サロス周期をくり返す度に月影は地球上を南下し、南極付近をかすめて、この系列は終わる。
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| 矢印は月影中心の動き |
降交点日食―南極から北極へ―
降交点日食では、これと正反対に南極付近で始まり、北極付近で終わる。
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日食の誕生と終わり
個々の日食には誕生日があり、その寿命が尽きる日があり、その寿命は１４００年ほどである。日食は誕生してから１０〜２０サロス周期は、極地方で部分食になり、その後４０サロス周期ほど金環食や皆既食の中心食になり他方の極に向かって、その後 極地方で部分食になり寿命が尽きる。
世代交代
日食は一か月のうちに二度おきることがある。交点の手前で日食がおき、交点を過ぎたところでまた日食となる場合である。両方とも部分食になるが、最初の方の部分食は寿命が尽きようとしたサロス周期系列の日食であり、後の方は生まれたてのサロス周期系列の日食である。従って、この二つのサロス周期を親子関係とも世代交代関係ともいえるような関係にある。例えば１００年間に誕生し、寿命が尽きるサロス系列の数に大きな変動がないこと、いわばサロス系列の人口に大きな変動がないことから、世代間のバトンタッチが間違いなく行われているのである。このデータベースでは、親子関係にサロス周期を分類した情報を提供する。
１９食年と１９家族のサロス周期
サロス周期はほぼ１９食年であり、１９食年毎に同一のサロス周期の日食が出現する。１９食年の間には、１９回の昇交点日食と１９回の降交点日食が出現する。また、交点を通過する際には、一月の間に二度の日食がおきることがあるが、これを親子関係がある世代交代ととらえる。従って、サロス周期には、昇交点日食と降交点日食が、各々１９家族が存在することになる。
サロス周期に関するこのデータベースでは、紀元前１０００年から紀元３０００年までの次の情報を提供する。
（１） １９家族の昇交点日食と降交点日食
各々の日食がどのサロス周期に帰属するかの分類を行い、さらにそのサロス周期がどの昇交点日食と降交点日の家族に帰属するかを分類した。その際、家族の番号付けは、西暦１年に現れる日食をＮo.１とした。
リンク
| No. | 昇交点日食 | 降交点日食 | ||||||||||
| 1 |
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| -1982/ 8/ 2 は、サロス周期の始まりの年月日 | |
| -1585/ 3/28 _ -828/ 6/25 は、中心食の始まりと終わりの年月日。日食図にリンク | |
| -503/ 1/ 5 は、サロス周期の終わりの年月日 |
（２）サロス系列の世代交代
ここでは、誕生日順のサロス周期を与える。次の表は、２００１年から２1００年の１００年にわたるデータである。４つの新たなサロス周期が誕生し、代を引き継ぐことを示す。
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（３）年月日別サロス周期情報
次の表は、２０１０年から１０間のデータである。ここでは、２０１１年月に新たな降交点日食のサロス周期が誕生し、８０３年生まれのサロス周期と、代を引き継ぐことになる。
また、２０１８年には、７９２年生まれの昇交点日食のサロス周期が満６８周期を迎え、その代を引き継ぐ１９２８年生まれのサロス周期は満５周期を迎える。
２０１１年は、一年に４度の日食がおきる。１月は昇交点で、６月と７月は降交点で二回、１１月は昇交点で日食がおき、いずれも部分食である。
| 2010 | 1/15 * 1613/ 5/19/22 A/NS | 7/11 * 1541/ 9/19/26 T/SN | ||
| 2011 | 1/ 4 * 1776/ 8/14/13 P/NS | 6/ 1 * 803/ 5/24/67 P/SN | 7/ 1 * 2011/ 7/ 1/ 0 P/SN | 11/25 * 1074/ 4/29/52 P/NS |
| 2012 | 5/20 * 984/ 8/29/57 A/SN | 11/13 * 1219/ 7/13/44 T/NS | ||
| 2013 | 5/10 * 1472/ 6/ 6/30 A/SN | 11/ 3 * 1599/ 2/25/23 A/NS | ||
| 2014 | 4/29 * 1653/ 9/21/20 A/SN | 10/23 * 1870/ 7/28/ 8 P/NS | ||
| 2015 | 3/20 * 933/ 5/27/60 T/SN | 9/13 * 1060/ 2/ 4/53 P/NS | ||
| 2016 | 3/ 9 * 1096/ 8/20/51 T/SN | 9/ 1 * 1331/ 7/ 5/38 A/NS | ||
| 2017 | 2/26 * 1512/ 4/16/28 A/SN | 8/21 * 1639/ 1/ 4/21 T/NS | ||
| 2018 | 2/15 * 1729/ 8/24/16 P/SN | 7/13 * 792/ 6/24/68 P/NS | 8/11 * 1928/ 6/17/ 5 P/NS | |
| 2019 | 1/ 6 * 991/ 4/17/57 P/SN | 7/ 2 * 991/10/10/57 T/NS | 12/26 * 1208/ 8/13/45 A/SN | |
| 2020 | 6/21 * 1389/ 5/25/35 A/NS | 12/14 * 1624/ 4/17/22 T/SN |
| 上表で２０２０年の、 6/21 * 1389/ 5/25/35 A/NS は |
| 6/21は日食の月日（世界時） |
| 1389/ 5/25/35 はそのサロス周期の誕生日、３５は満３５周期を示す。 |
| Ａは金環食、Ｔは皆既食、Ｐは部分食を示す。 |
| また、NSは昇交点日食、SNは降交点日食である。 |
上記の表から、日食がおきる日の情報以外に、おおよその食の状態が推察できる。
北極地方で始まり南極地方で終わる昇交点日食では、おおよそ満２０周期未満では北極地方で部分食が、
満３０周期前後では北の中緯度地方で中心食が、満４０周期前後では赤道あたりで中心食が、
満５０周期前後では南の中緯度地方で中心食が、おおよそ満６０周期以上では南極地方で部分食がおきるであろう。
他方、南極地方で始まり北極地方で終わる降交点日食では、おおよそ満２０周期未満では南極地方で部分食が、
満３０周期前後では南の中緯度地方で中心食が、満４０周期前後では赤道あたりで中心食が、
満５０周期前後では北の中緯度地方で中心食が、おおよそ満６０周期以上では北極地方で部分食がおきるであろう。
（４）サロス周期別日食情報
上表で２０１２年の 5/20 * 984/ 8/29/57 A/SNは、日本時間の５月２１日午前７時３０分頃に日本で観測可能な金環食に関する情報である。この降交点日食のサロス周期は、９８４年８月２９日生まれである。
９８４年生まれのサロス周期に関する情報は、前述の世代別サロス周期のページから参照できる。以下の表は、９８４年生まれのサロス周期の中心食に関する情報である。
中心食は、１４１７年５月１６日の皆既食から始まり、２１２０年７月２５日の金環食で終わり、この間４０回の中心食がおきる。
また、１４１７年の中心食は、サロス周期誕生から満２４周期にあたる。
図中の世界地図上の黄色い線は、中心食の中心線である。この中心線は、南極から北極に移動してる。
| Start : 984/ 8/29 | Annuar or Total eclipse : 1417/ 5/16 - 2120/ 7/25 |
| 上表で、No.は中心食の番号 y./m./d. は年月日 sa.はサロス周期誕生からの満年齢 DTは暦表時と世界時との差 A/Tは金環食／皆既食 |
（５）三サロス周期別日食情報
三サロス周期別の日食情報を得ることができる。前述の日本時間の５月２１日に関するこの情報は、年月日別サロス周期情報のページから参照できる。
この日食は、１４１７年５月１６日から始まる３サロス周期の日食に含まれる。
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なお、同一の日食で、地球全体を考えると、始めと終わりが金環食、中間が皆既食という場合があり、それをハイブリッド食と呼ぶことがある。本データではその分類はしてない。