日食,是一種特殊天文現象,是月球遮住了太陽所緻。當地球、月球、太陽三者運行到同一直線上,且月球位于地球與太陽之間時便會發生日食現象。在日食中,日環食與日全食是最為壯觀的景象。
日食的概述
日食,從字面意思,我們也可以理解為食日,即“吃掉”太陽。那麼是什麼“吃掉”太陽呢?月亮!在我國古代民間傳說是“天狗食日”,因為人們不知道是什麼,所以認為是“天狗”。随着科技的發展,我們現在知道了,是月亮“吃掉”了太陽。
日食上演時,需要使用專業的太陽濾鏡觀賞。如果是部分被月亮遮住,那麼這被稱為日偏食,如果全部被月亮遮住,這被稱為日全食。還有一種很壯觀的日食,那就是日環食,它的樣子就如同天上挂了一個超級無敵的天然指環。
1999年8月11日的日全食,圖:Luc Viatour
當一個觀測者(在地球上)位于月球投射到地面的陰影時(位于食帶中),月亮就會完全的或部分的遮住太陽,這一地區就發生了日食現象。隻有當月球接近黃道面時,太陽、月亮和地球幾乎在一條直線上(朔望),這種情況才會發生日食現象。在日偏食和日環食類型中,月亮隻能遮擋住部分太陽。
如果月球的運行軌道是圓形的,且在距離上離地球稍微近一點,再加上位于同一軌道平面,那麼當每當新月發生時,我們從地球上都會看見日全食。但是,由于月球的軌道與地球圍繞太陽的軌道有5°9′的傾斜夾角,所以月球的影子通常會錯過地球。
隻有在新月期間,月球離黃道面足夠近時,日食才可能會發生。兩個事件必須出現的一種特殊情況,因為月球的軌道在每個交點月(27.212220天)中其軌道節點處穿過黃道會發生二次,而每個朔望月(29.530587981天)隻能發生一次新月。因此,日食(和月食)僅在日食的季節時才會發生,每年至少會發生兩次,最多隻能發生5次日食;其中日全食一般不會超過兩次。
2012年5月20日的日環食,圖:Smrgeog
日食的類型
日食有四種類型:
第一種是日全食,這種情況是月亮的暗輪廓完全遮蔽強烈而又明亮的太陽光,在這種情況下,我們可以看見很微弱的太陽日冕。在所有的日全食中,全食帶的範圍是非常狹窄的,因此隻有小部分地區才可以看見。
第二種是日環食,當太陽、月亮、地球軌道運行到近乎呈一條直線時,就會發生日環食,不過此類型事件要求月亮的視直徑必須小于太陽視直徑。所以,太陽看起來就是一個非常明亮的大環,或天然大指環,月亮的暗面周圍被太陽光所包圍。
第三種就是混合日食(也稱為日環食/日全食),這種類型的日食會在日全食和日環食之間短暫的移動。也就是說在地球表面的某些點上,它看起來像日全食,而在其他附近的點上,它看起來又像日環食。這種混合日食是極為罕見的。
第三種就是日偏食,當太陽、月亮、地球沿軌道運行到偏離直線多點時,月亮隻會有一部分遮擋太陽,這就是日偏食。這種現象很普遍,因為在日全食、日環食、混合食中都可以看見它。然而,有些日食隻能發生日偏食,因為本影隻經過地球的極地區域,不會與地球表面相交。
就太陽的亮度而言,日偏食實際上是不會發生很明顯的亮度變化,因為它需要90%以上的遮蔽率才能讓我們明顯注意到太陽亮度變暗的現象。即使在99%的情況下,也不會比民用的黃昏暗淡。當然,如果觀測者通過一個專業的太陽濾光器(為了安全起見,在觀賞日食時,一定要一直使用濾光器)來觀察太陽,就可以觀察到太陽的變暗過程。
2014年10月23日的日偏食,圖:Tomruen
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