home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ SGI Freeware 1999 August / SGI Freeware 1999 August.iso / dist / fw_emacs.idb / usr / freeware / share / emacs / 19.34 / lisp / lunar.el.z / lunar.el
Encoding:
Text File  |  1998-10-28  |  15.9 KB  |  392 lines
  1. ;;; lunar.el --- calendar functions for phases of the moon.
  2.  
  3. ;; Copyright (C) 1992, 1993, 1995 Free Software Foundation, Inc.
  4.  
  5. ;; Author: Edward M. Reingold <reingold@cs.uiuc.edu>
  6. ;; Keywords: calendar
  7. ;; Human-Keywords: moon, lunar phases, calendar, diary
  8.  
  9. ;; This file is part of GNU Emacs.
  10.  
  11. ;; GNU Emacs is free software; you can redistribute it and/or modify
  12. ;; it under the terms of the GNU General Public License as published by
  13. ;; the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
  14. ;; any later version.
  15.  
  16. ;; GNU Emacs is distributed in the hope that it will be useful,
  17. ;; but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18. ;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  19. ;; GNU General Public License for more details.
  20.  
  21. ;; You should have received a copy of the GNU General Public License
  22. ;; along with GNU Emacs; see the file COPYING.  If not, write to the
  23. ;; Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  24. ;; Boston, MA 02111-1307, USA.
  25.  
  26. ;;; Commentary:
  27.  
  28. ;; This collection of functions implements lunar phases for calendar.el and
  29. ;; diary.el.
  30.  
  31. ;; Based on ``Astronomical Formulae for Calculators,'' 3rd ed., by Jean Meeus,
  32. ;; Willmann-Bell, Inc., 1985 and ``Astronomical Algorithms'' by Jean Meeus,
  33. ;; Willmann-Bell, Inc., 1991.
  34. ;;
  35. ;; WARNING: The calculations will be accurate only to within a few minutes.
  36.  
  37. ;; The author would be delighted to have an astronomically more sophisticated
  38. ;; person rewrite the code for the lunar calculations in this file!
  39.  
  40. ;; Comments, corrections, and improvements should be sent to
  41. ;;  Edward M. Reingold               Department of Computer Science
  42. ;;  (217) 333-6733                   University of Illinois at Urbana-Champaign
  43. ;;  reingold@cs.uiuc.edu             1304 West Springfield Avenue
  44. ;;                                   Urbana, Illinois 61801
  45.  
  46. ;;; Code:
  47.  
  48. (if (fboundp 'atan)
  49.     (require 'lisp-float-type)
  50.   (error "Lunar calculations impossible since floating point is unavailable."))
  51.  
  52. (require 'solar)
  53.  
  54. (defun lunar-phase-list (month year)
  55.   "List of lunar phases for three months starting with Gregorian MONTH, YEAR."
  56.   (let ((end-month month)
  57.         (end-year year)
  58.         (start-month month)
  59.         (start-year year))
  60.     (increment-calendar-month end-month end-year 3)
  61.     (increment-calendar-month start-month start-year -1)
  62.     (let* ((end-date (list (list end-month 1 end-year)))
  63.            (start-date (list (list start-month 
  64.                                    (calendar-last-day-of-month
  65.                                     start-month start-year)
  66.                                    start-year)))
  67.            (index (* 4
  68.                      (truncate
  69.                       (* 12.3685
  70.                          (+ year
  71.                             ( / (calendar-day-number (list month 1 year))
  72.                                 366.0)
  73.                             -1900)))))
  74.            (new-moon (lunar-phase index))
  75.            (list))
  76.       (while (calendar-date-compare new-moon end-date)
  77.         (if (calendar-date-compare start-date new-moon)
  78.             (setq list (append list (list new-moon))))
  79.         (setq index (1+ index))
  80.         (setq new-moon (lunar-phase index)))
  81.       list)))
  82.  
  83. (defun lunar-phase (index)
  84.   "Local date and time of lunar phase INDEX.
  85. Integer below INDEX/4 gives the lunation number, counting from Jan 1, 1900;
  86. remainder mod 4 gives the phase: 0 new moon, 1 first quarter, 2 full moon,
  87. 3 last quarter."
  88.   (let* ((phase (mod index 4))
  89.          (index (/ index 4.0))
  90.          (time (/ index 1236.85))
  91.          (date (+ (calendar-absolute-from-gregorian '(1 0.5 1900))
  92.                   0.75933
  93.                   (* 29.53058868 index)
  94.                   (* 0.0001178 time time)
  95.                   (* -0.000000155 time time time)
  96.                   (* 0.00033
  97.                      (solar-sin-degrees (+ 166.56
  98.                                            (* 132.87 time)
  99.                                            (* -0.009173 time time))))))
  100.          (sun-anomaly (mod
  101.                        (+ 359.2242
  102.                           (* 29.105356 index)
  103.                           (* -0.0000333 time time)
  104.                           (* -0.00000347 time time time))
  105.                        360.0))
  106.          (moon-anomaly (mod
  107.                         (+ 306.0253
  108.                            (* 385.81691806 index)
  109.                            (* 0.0107306 time time)
  110.                            (* 0.00001236 time time time))
  111.                         360.0))
  112.          (moon-lat (mod
  113.                     (+ 21.2964
  114.                        (* 390.67050646 index)
  115.                        (* -0.0016528 time time)
  116.                        (* -0.00000239 time time time))
  117.                     360.0))
  118.          (adjustment
  119.           (if (memq phase '(0 2))
  120.               (+ (* (- 0.1734 (* 0.000393 time))
  121.                     (solar-sin-degrees sun-anomaly))
  122.                  (* 0.0021 (solar-sin-degrees (* 2 sun-anomaly)))
  123.                  (* -0.4068 (solar-sin-degrees moon-anomaly))
  124.                  (* 0.0161 (solar-sin-degrees (* 2 moon-anomaly)))
  125.                  (* -0.0004 (solar-sin-degrees (* 3 moon-anomaly)))
  126.                  (* 0.0104 (solar-sin-degrees (* 2 moon-lat)))
  127.                  (* -0.0051 (solar-sin-degrees (+ sun-anomaly moon-anomaly)))
  128.                  (* -0.0074 (solar-sin-degrees (- sun-anomaly moon-anomaly)))
  129.                  (* 0.0004 (solar-sin-degrees (+ (* 2 moon-lat) sun-anomaly)))
  130.                  (* -0.0004 (solar-sin-degrees (- (* 2 moon-lat) sun-anomaly)))
  131.                  (* -0.0006 (solar-sin-degrees
  132.                              (+ (* 2 moon-lat) moon-anomaly)))
  133.                  (* 0.0010 (solar-sin-degrees (- (* 2 moon-lat) moon-anomaly)))
  134.                  (* 0.0005 (solar-sin-degrees
  135.                             (+ (* 2 moon-anomaly) sun-anomaly))))
  136.             (+ (* (- 0.1721 (* 0.0004 time))
  137.                   (solar-sin-degrees sun-anomaly))
  138.                (* 0.0021 (solar-sin-degrees (* 2 sun-anomaly)))
  139.                (* -0.6280 (solar-sin-degrees moon-anomaly))
  140.                (* 0.0089 (solar-sin-degrees (* 2 moon-anomaly)))
  141.                (* -0.0004 (solar-sin-degrees (* 3 moon-anomaly)))
  142.                (* 0.0079 (solar-sin-degrees (* 2 moon-lat)))
  143.                (* -0.0119 (solar-sin-degrees (+ sun-anomaly moon-anomaly)))
  144.                (* -0.0047 (solar-sin-degrees (- sun-anomaly moon-anomaly)))
  145.                (* 0.0003 (solar-sin-degrees (+ (* 2 moon-lat) sun-anomaly)))
  146.                (* -0.0004 (solar-sin-degrees (- (* 2 moon-lat) sun-anomaly)))
  147.                (* -0.0006 (solar-sin-degrees (+ (* 2 moon-lat) moon-anomaly)))
  148.                (* 0.0021 (solar-sin-degrees (- (* 2 moon-lat) moon-anomaly)))
  149.                (* 0.0003 (solar-sin-degrees
  150.                           (+ (* 2 moon-anomaly) sun-anomaly)))
  151.                (* 0.0004 (solar-sin-degrees
  152.                           (- sun-anomaly (* 2 moon-anomaly))))
  153.                (* -0.0003 (solar-sin-degrees
  154.                           (+ (* 2 sun-anomaly) moon-anomaly))))))
  155.          (adj (+ 0.0028
  156.                  (* -0.0004 (solar-cosine-degrees
  157.                              sun-anomaly))
  158.                  (* 0.0003 (solar-cosine-degrees
  159.                             moon-anomaly))))
  160.          (adjustment (cond ((= phase 1) (+ adjustment adj))
  161.                            ((= phase 2) (- adjustment adj))
  162.                            (t adjustment)))
  163.          (date (+ date adjustment))
  164.      (date (+ date (/ (- calendar-time-zone
  165.                  (solar-ephemeris-correction
  166.                               (extract-calendar-year
  167.                                (calendar-gregorian-from-absolute
  168.                                 (truncate date)))))
  169.               60.0 24.0)))
  170.          (time (* 24 (- date (truncate date))))
  171.      (date (calendar-gregorian-from-absolute (truncate date)))
  172.          (adj (dst-adjust-time date time)))
  173.     (list (car adj) (apply 'solar-time-string (cdr adj)) phase)))
  174.  
  175. (defun lunar-phase-name (phase)
  176.   "Name of lunar PHASE.
  177. 0 = new moon, 1 = first quarter, 2 = full moon, 3 = last quarter."
  178.   (cond ((= 0 phase) "New Moon")
  179.         ((= 1 phase) "First Quarter Moon")
  180.         ((= 2 phase) "Full Moon")
  181.         ((= 3 phase) "Last Quarter Moon")))
  182.  
  183. (defun calendar-phases-of-moon ()
  184.   "Create a buffer with the lunar phases for the current calendar window."
  185.   (interactive)
  186.   (message "Computing phases of the moon...")
  187.   (let ((m1 displayed-month)
  188.         (y1 displayed-year)
  189.         (m2 displayed-month)
  190.         (y2 displayed-year))
  191.     (increment-calendar-month m1 y1 -1)
  192.     (increment-calendar-month m2 y2 1)
  193.     (set-buffer (get-buffer-create lunar-phases-buffer))
  194.     (setq buffer-read-only nil)
  195.     (calendar-set-mode-line
  196.      (if (= y1 y2)
  197.          (format "Phases of the Moon from %s to %s, %d%%-"
  198.                  (calendar-month-name m1) (calendar-month-name m2) y2)
  199.        (format "Phases of the Moon from %s, %d to %s, %d%%-"
  200.                (calendar-month-name m1) y1 (calendar-month-name m2) y2)))
  201.     (erase-buffer)
  202.     (insert
  203.      (mapconcat
  204.       '(lambda (x)
  205.          (let ((date (car x))
  206.                (time (car (cdr x)))
  207.                (phase (car (cdr (cdr x)))))
  208.            (concat (calendar-date-string date)
  209.                    ": "
  210.                    (lunar-phase-name phase)
  211.                    " "
  212.                    time)))
  213.       (lunar-phase-list m1 y1) "\n"))
  214.     (goto-char (point-min))
  215.     (set-buffer-modified-p nil)
  216.     (setq buffer-read-only t)
  217.     (display-buffer lunar-phases-buffer)
  218.     (message "Computing phases of the moon...done")))
  219.  
  220. ;;;###autoload
  221. (defun phases-of-moon (&optional arg)
  222.   "Display the quarters of the moon for last month, this month, and next month.
  223. If called with an optional prefix argument, prompts for month and year.
  224.  
  225. This function is suitable for execution in a .emacs file."
  226.   (interactive "P")
  227.   (save-excursion
  228.     (let* ((date (if arg
  229.                      (calendar-read-date t)
  230.                    (calendar-current-date)))
  231.            (displayed-month (extract-calendar-month date))
  232.            (displayed-year (extract-calendar-year date)))
  233.       (calendar-phases-of-moon))))
  234.  
  235. (defun diary-phases-of-moon ()
  236.   "Moon phases diary entry."
  237.   (let* ((index (* 4
  238.                    (truncate
  239.                     (* 12.3685
  240.                        (+ (extract-calendar-year date)
  241.                           ( / (calendar-day-number date)
  242.                               366.0)
  243.                           -1900)))))
  244.          (phase (lunar-phase index)))
  245.     (while (calendar-date-compare phase (list date))
  246.       (setq index (1+ index))
  247.       (setq phase (lunar-phase index)))
  248.     (if (calendar-date-equal (car phase) date)
  249.         (concat (lunar-phase-name (car (cdr (cdr phase)))) " "
  250.                 (car (cdr phase))))))
  251.  
  252.  
  253. ;;  For the Chinese calendar the calculations for the new moon need to be more
  254. ;;  accurate than those above, so we use more terms in the approximation.
  255.  
  256. (defun lunar-new-moon-time (k)
  257.   "Astronomical (Julian) day number of K th new moon."
  258.   (let* ((T (/ k 1236.85))
  259.      (T2 (* T T))
  260.      (T3 (* T T T))
  261.      (T4 (* T2 T2))
  262.      (JDE (+ 2451550.09765
  263.          (* 29.530588853 k)
  264.          (* 0.0001337 T2)
  265.          (* -0.000000150 T3)
  266.          (* 0.00000000073 T4)))
  267.      (E (- 1 (* 0.002516 T) (* 0.0000074 T2)))
  268.      (sun-anomaly (+ 2.5534
  269.              (* 29.10535669 k)
  270.              (* -0.0000218 T2)
  271.              (* -0.00000011 T3)))
  272.      (moon-anomaly (+ 201.5643
  273.               (* 385.81693528 k)
  274.               (* 0.0107438 T2)
  275.               (* 0.00001239 T3)
  276.               (* -0.000000058 T4)))
  277.      (moon-argument (+ 160.7108
  278.                (* 390.67050274 k)
  279.                (* -0.0016341 T2)
  280.                (* -0.00000227 T3)
  281.                (* 0.000000011 T4)))
  282.      (omega (+ 124.7746
  283.            (* -1.56375580 k)
  284.            (* 0.0020691 T2)
  285.            (* 0.00000215 T3)))
  286.      (A1  (+ 299.77 (*  0.107408 k) (* -0.009173 T2)))
  287.      (A2  (+ 251.88 (*  0.016321 k)))
  288.      (A3  (+ 251.83 (* 26.641886 k)))
  289.      (A4  (+ 349.42 (* 36.412478 k)))
  290.      (A5  (+  84.66 (* 18.206239 k)))
  291.      (A6  (+ 141.74 (* 53.303771 k)))
  292.      (A7  (+ 207.14 (*  2.453732 k)))
  293.      (A8  (+ 154.84 (*  7.306860 k)))
  294.      (A9  (+  34.52 (* 27.261239 k)))
  295.      (A10 (+ 207.19 (*  0.121824 k)))
  296.      (A11 (+ 291.34 (*  1.844379 k)))
  297.      (A12 (+ 161.72 (* 24.198154 k)))
  298.      (A13 (+ 239.56 (* 25.513099 k)))
  299.      (A14 (+ 331.55 (*  3.592518 k)))
  300.      (correction
  301.         (+ (* -0.40720   (solar-sin-degrees moon-anomaly))
  302.            (*  0.17241 E (solar-sin-degrees sun-anomaly))
  303.            (*  0.01608   (solar-sin-degrees (* 2 moon-anomaly)))
  304.            (*  0.01039   (solar-sin-degrees (* 2 moon-argument)))
  305.            (*  0.00739 E (solar-sin-degrees (- moon-anomaly sun-anomaly)))
  306.            (* -0.00514 E (solar-sin-degrees (+ moon-anomaly sun-anomaly)))
  307.            (*  0.00208 E E (solar-sin-degrees (* 2 sun-anomaly)))
  308.            (* -0.00111   (solar-sin-degrees
  309.                    (- moon-anomaly (* 2 moon-argument))))
  310.            (* -0.00057   (solar-sin-degrees
  311.                    (+ moon-anomaly (* 2 moon-argument))))
  312.            (*  0.00056 E (solar-sin-degrees
  313.                    (+ (* 2 moon-anomaly) sun-anomaly)))
  314.            (* -0.00042   (solar-sin-degrees (* 3 moon-anomaly)))
  315.            (*  0.00042 E (solar-sin-degrees
  316.                    (+ sun-anomaly (* 2 moon-argument))))
  317.            (*  0.00038 E (solar-sin-degrees
  318.                    (- sun-anomaly (* 2 moon-argument))))
  319.            (* -0.00024 E (solar-sin-degrees
  320.                    (- (* 2 moon-anomaly) sun-anomaly)))
  321.            (* -0.00017   (solar-sin-degrees omega))
  322.            (* -0.00007   (solar-sin-degrees
  323.                    (+ moon-anomaly (* 2 sun-anomaly))))
  324.            (*  0.00004   (solar-sin-degrees
  325.                    (- (* 2 moon-anomaly) (* 2 moon-argument))))
  326.            (*  0.00004   (solar-sin-degrees (* 3 sun-anomaly)))
  327.            (*  0.00003   (solar-sin-degrees (+ moon-anomaly sun-anomaly
  328.                            (* -2 moon-argument))))
  329.            (*  0.00003   (solar-sin-degrees
  330.                    (+ (* 2 moon-anomaly) (* 2 moon-argument))))
  331.            (* -0.00003   (solar-sin-degrees (+ moon-anomaly sun-anomaly
  332.                            (* 2 moon-argument))))
  333.            (*  0.00003   (solar-sin-degrees (- moon-anomaly sun-anomaly
  334.                            (* -2 moon-argument))))
  335.            (* -0.00002   (solar-sin-degrees (- moon-anomaly sun-anomaly
  336.                            (* 2 moon-argument))))
  337.            (* -0.00002   (solar-sin-degrees
  338.                    (+ (* 3 moon-anomaly) sun-anomaly)))
  339.            (*  0.00002   (solar-sin-degrees (* 4 moon-anomaly)))))
  340.      (additional
  341.         (+ (* 0.000325 (solar-sin-degrees A1))
  342.            (* 0.000165 (solar-sin-degrees A2))
  343.            (* 0.000164 (solar-sin-degrees A3))
  344.            (* 0.000126 (solar-sin-degrees A4))
  345.            (* 0.000110 (solar-sin-degrees A5))
  346.            (* 0.000062 (solar-sin-degrees A6))
  347.            (* 0.000060 (solar-sin-degrees A7))
  348.            (* 0.000056 (solar-sin-degrees A8))
  349.            (* 0.000047 (solar-sin-degrees A9))
  350.            (* 0.000042 (solar-sin-degrees A10))
  351.            (* 0.000040 (solar-sin-degrees A11))
  352.            (* 0.000037 (solar-sin-degrees A12))
  353.            (* 0.000035 (solar-sin-degrees A13))
  354.            (* 0.000023 (solar-sin-degrees A14))))
  355.      (newJDE (+ JDE correction additional)))
  356.     (+ newJDE
  357.        (- (solar-ephemeris-correction
  358.            (extract-calendar-year
  359.             (calendar-gregorian-from-absolute
  360.              (floor (calendar-absolute-from-astro newJDE))))))
  361.        (/ calendar-time-zone 60.0 24.0))))
  362.  
  363. (defun lunar-new-moon-on-or-after (d)
  364.   "Astronomical (Julian) day number of first new moon on or after astronomical
  365. \(Julian) day number d.  The fractional part is the time of day.
  366.  
  367. The date and time are local time, including any daylight savings rules,
  368. as governed by the values of calendar-daylight-savings-starts,
  369. calendar-daylight-savings-starts-time, calendar-daylight-savings-ends,
  370. calendar-daylight-savings-ends-time, calendar-daylight-time-offset, and
  371. calendar-time-zone."
  372.   (let* ((date (calendar-gregorian-from-absolute
  373.                 (floor (calendar-absolute-from-astro d))))
  374.          (year (+ (extract-calendar-year date)
  375.           (/ (calendar-day-number date) 365.25)))
  376.      (k (floor (* (- year 2000.0) 12.3685)))
  377.          (date (lunar-new-moon-time k)))
  378.     (while (< date d)
  379.       (setq k (1+ k))
  380.       (setq date (lunar-new-moon-time k)))
  381.     (let* ((a-date (calendar-absolute-from-astro date))
  382.            (time (* 24 (- a-date (truncate a-date))))
  383.            (date (calendar-gregorian-from-absolute (truncate a-date)))
  384.            (adj (dst-adjust-time date time)))
  385.       (calendar-astro-from-absolute
  386.        (+ (calendar-absolute-from-gregorian (car adj))
  387.           (/ (car (cdr adj)) 24.0))))))
  388.  
  389. (provide 'lunar)
  390.  
  391. ;;; lunar.el ends here
  392.