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日食

日食,又叫做日蚀,是月球运动到太阳和地球中间,如果三者正好处在一条直线时,月球就会挡住太阳射向地球的光,月球身后的黑影正好落到地球上,这时发生日食现象。

在民间传说中,称此现象为天狗食日。日食只在朔,即月球与太阳呈现合的状态时发生。日食分为日偏食、日全食、日环食、全环食。观测日食时不能直视太阳,否则会造成短暂性失明,严重时甚至会造成永久性失明。

2016年天宇发生了两次日食。 [1] 两次日食的时间分别为3月9日的日全食和9月1日的日环食。北京时间2017年8月22日,日全食扫过美国全境。2018年8月11日傍晚,日偏食上演。 [2]

太阳比月球宽400倍,但离地球也是400倍远。由于对称的缘故,月球的暗影,也就是落在地球表面的阴影,宽度正好可以遮住整个太阳。太阳光球完全被月亮遮住,原本明亮的太阳圆盘被黑色的月球阴影遮盖。然而,也只有在日全食发生时才可能用肉眼观测到模糊的日冕(日冕层)。日全食只在月球位于近地点时发生,此时月球的本影锥长度较月地之间距离长,本影锥才能扫到地球表面。由于太阳的实际体积比月球大很多,所以日全食通常只能在地球上一块非常小的区域见到,因为月亮的本影对太阳来说只是一个小点。(在全食区之外,所见的食相是偏食)。上一次日全食发生于2015年3月20日。

在阳光照射下,月亮和地球在背向太阳的方向拖着一条影子。月亮扫过地面,产生了日食。日食必发生在朔日,即农历的初一。月亮钻进地影,造成了月食。

中国史书上称“日有食之,不尽如勾”,造成日偏食的原因是因为观测者落在月球的半影区中,观测者会看见一部分的太阳被月球的阴影遮盖,但另一部分仍继续发光。太阳和月球只有部分重合,依据两者中心的视距离远近(太阳被月球遮盖的最大直径)来衡量食的大小。通常日偏食是伴随着其他食相发生,如日全食或日环食或日全环食。但发生在极区的某些日食会是单纯的日偏食(不伴随其他食相),这是因为月球与黄道面的距离稍远,只有半影碰到地球表面,上一次不伴随其他食相的日偏食发生于2014年10月23日。

2018年8月11日傍晚,日偏食上演,主要的可见区域为北冰洋大部、北美洲北部、欧洲北部,以及包括中国北方地区在内的亚洲北部。 [2]

当月球处于远地点时,月球的本影锥不能到达地球;到达地球的是由本影锥延长出的伪本影锥。此时月球的视直径略小于太阳。因此,这时太阳边缘的光球仍可见,形成一环绕在月球阴影周围的亮环。(在环食区之外,所见的食相是偏食)。上一次日环食发生于2013年5月10日。

全环食只发生在地球表面与月球本影尖端非常接近,或月球与地球表面的距离和月本影的长度很接近的情形下。由于地球为球体之关系,而本影影锥接触地球时为日全食(常为在食带中间),在食带两端由于影锥未能接触地球,致只能有伪本影到达地球之下,所看到的是日环食。所以,当全环食发生时,随着地月之间的相对运动,会先后出现环食→全食→环食,当然,对于某一个具体的地点来说,在一次日食过程中是不会同时看到全食和环食的。全环食发生机率甚少,上一次全环食发生于2013年11月3日。

日食、月食是光在同种均匀介质中沿直线传播的典型例证。月亮运行到太阳和地球中间并不是每次都发生日食,发生日食需要满足两个条件。其一,日食总是发生在朔日(农历初一)。也不是所有朔日必定发生日食,因为月球运行的轨道(白道)和地球运行的轨道(黄道)并不在一个平面上。白道平面和黄道平面有5°9′的夹角。其二,太阳和月球都移到白道和黄道的交点附近,太阳离交点处有一定的角度(日食限)。

由于月球、地球运行的轨道都不是正圆,日、月同地球之间的距离时近时远,所以太阳光被月球遮蔽形成的影子,在地球上可分成本影、伪本影(月球距地球较远时形成的)和半影。观测者处于本影范围内可看到日全食;在伪本影范围内可看到日环食;而在半影范围内只能看到日偏食。

月球表面有许多高山,月球边缘是不整齐的。在食既或者生光到来的瞬间月球边缘的山谷未能完全遮住太阳时,未遮住部分形成一个发光区,像一颗晶莹的“钻石”;周围淡红色的光圈构成钻戒的“指环”,整体看来,很像一枚镶嵌着璀璨宝石的钻戒,叫“钻石环”。有时形成许多特别明亮的光线或光点,好像在太阳周围镶嵌一串珍珠,称作“贝利珠”(贝利是法国天文学家)。

无论是日偏食、日全食或日环食,时间都是很短的。在地球上能够看到日食的地区也很有限,这是因为月球比较小,它的本影也比较小而短,因而本影在地球上扫过的范围不广,时间不长,由于月球本影的平均长度(373293公里)小于月球与地球之间的平均距离(384400公里),就整个地球而言,日环食发生的次数多于日全食。

日全食发生时,根据月球圆面同太阳圆面的位置关系,可分成五种食象:

1.初亏。月球比太阳的视运动走得快。日食时月球追上太阳。月球东边缘刚刚同太阳西边缘相“接触”时叫做初亏,是第一次“外切”,是日食的开始。

2.食既。初亏后大约一小时,月球的东边缘和太阳的东边缘相“内切”的时刻叫做食既,是日全食(或日环食)的开始,对日全食来说这时月球把整个太阳都遮住了,对日环食来说这时太阳开始形成一个环;日食过程中,月亮阴影与太阳圆面第一次内切时二者之间的位置关系,也指发生这种位置关系的时刻。

食既发生在初亏之后。从初亏开始,月亮继续往东运行,太阳圆面被月亮遮掩的部分逐渐增大,阳光的强度与热度显著下降。当月面的东边缘与日面的东边缘相内切时,称为食既。天空方向与地图东西方向相反。

3.食甚。是太阳被食最深的时刻,月球中心移到同太阳中心距离最近;日偏食过程中,太阳被月亮遮盖最多时,两者之间的位置关系;日全食与日环食过程中,太阳被月亮全部遮盖而两个中心距离最近时,两者之间的位置关系。也指发生上述位置关系的时刻。

4.生光。月球西边缘和太阳西边缘相“内切”的时刻叫生光,是日全食的结束;从食既到生光一般只有二三分钟,最长不超过七分半钟。

对于日食,食甚后,月亮相对日面继续往东移动。

5.复圆。生光后大约一小时,月球西边缘和太阳东边缘相“接触”时叫做复圆,从这时起月球完全“脱离”太阳,日食结束。

日全食与日环食都有上述5个过程,而日偏食只有初亏、食甚、复圆3个过程,没有食既、生光。

辞海另解:日食的过程中,月亮阴影和太阳圆面第二次外切时的位置关系,也指发生这种位置关系的时刻。复圆是日食过程的结束。

太阳的一部份为什么会消失了呢? 这是那部分的太阳刚好那时躲藏在月亮后面。这是2005年的第一个日偏食 也是到2006年三月前可观测到的最后一次日全规划规范回复食图。日食其间,太阳、月亮与地球是在一直线上。这次的日全食首先在南太平洋登场,可观测偏食的地区则跨越南美洲与靠南方的北美地区。上面这张影像的景物是由手持数字相机在上周五所拍摄的。美国 北卡罗莱那州Holly山区在整日霏雨后,部分被食掉的太阳暂时地从满天乌云中穿出。拍摄了一连串的影像后,这张最佳的日食照片是与另一张没那么好但有飞机的照片数字合成而来。

日全食之所以受重视,更主要的原因是它的天文观测价值巨大,因为月球会让原本刺眼的太阳暗下来,让原本不易观察的日冕层显露出来。科学史上有许多重大的天文学和物理学发现是利用日全食的机会做出的,而且只有通过这种机会才行。最著名的例子是1919年的一次日全食,证实了爱因斯坦广义相对论的正确性。爱因斯坦1915年发表了在当时看来是极其难懂、也极其难以置信的广义相对论,这种理论预言光线在巨大的引力场中会拐弯。人类能接触到的最强的引力场就是太阳,可是太阳本身发出很强的光,远处的微弱星光在经过太阳附近时是不是拐弯了,根本看不出来。但如果发生日全食,挡住太阳光,就可以测量出来光线拐没拐弯、拐了多大的弯。机会在1919年出现了,但日全食带在南大西洋上,很遥远,也很艰苦。英国天文学家爱丁顿带着一支热情和好奇心极强的观测队出发了。观测结果与爱因斯坦事先计算的结果十分吻合,从此相对论得到世人的承认。

在中国,前两次日全食都只能在边远地区看到。一次是在1980年,只有中缅边境云南瑞丽地区可见。另一次是在1997年春节之后,在中俄边境、中国的最北端漠河可见。那次的观测规模之大,出乎想象,世界各国的天文学家和天文爱好者,把个平时人迹罕至的北疆小镇挤得比过年还热闹,由于人数大大超出小镇的接待能力,人们只能宿营在火车和汽车上。当时那里还是冬天,白天气温零下25℃左右,夜里能到零下40℃,滴水成冰,人们连洗脸漱口的水都找不到。尽管如此,观测者们没有一个后悔的,没有一个不兴奋异常的,都把亲眼看到日全食,当成人生中不可多得的珍贵记忆。日全食之类的天文现象,要说与人们的日常生活、吃喝拉撒,确实是没有什么直接关系。但是,它代表了一种终极的人文关怀,代表了一种对大自然的极度热爱,代表了对支配万事万物的自然铁律的一种永恒的好奇和敬畏,一个国家、一个民族,不能缺少这些关怀、这些热爱、这些好奇和这些敬畏。

2002年6月11日,日环食,中国只能看见日偏食。除新疆全境以及内蒙古、甘肃、青海、西藏西部外,全国都可看见日偏食。

2003年5月31日,日环食,中国西部、东北局部能看见日偏食。

2005年10月3日,日环食,中国西藏大部、青海西南部可见日偏食。

2006年3月29日,日全食,中国西部能看见日偏食。

2008年8月1日,日全食,新疆东部、甘肃东北部、宁夏南部、陕西中部、山西西南部、河南西部可见日全食,除南海部分岛屿外全国其他地区可见偏食。

2009年1月26日,日环食,中国南方可见日偏食。

2009年7月22日,日全食,西藏东南部、云南西北部、四川南部、重庆大部、湖北大部、湖南北部、安徽南部、江西北部、江苏南部、浙江北部、上海大部可见全食,全国其他地区可见偏食。

2010年1月15日,日环食,云南中北部、四川东南部、重庆大部、湖北西北部、河南东南部、安徽北部、江苏北部、山东南部可见日环食,除黑龙江省最东端外全国其他地区都可见日偏食。

2012年5月21日,日环食,广西东南部、广东大部、福建东南部、台湾北部可见环食,除新疆、西藏最西部外全国其他地区可见偏食。

2013年5月10日,日环食,南沙可见日偏食。

2015年3月20日,日全食,新疆北部可见日偏食。

2016年3月9日,日全食,中国除了新疆、青海北部、甘肃西北部、宁夏北部、陕西北部、山西北部、河北北部、北京、天津、内蒙古、东北三省西部大部外都可见日偏食。

2018年8月11日,北美洲东北部,亚洲北部,欧洲北部。

2019年1月6日,日偏食,亚洲东部。

2019年12月26日,日环食,中国全国可见日偏食。

2020年6月21日,日环食,西藏中部、四川、贵州、湖南、江西、福建部分地区可见日环食,全国其他地区可见日偏食。

2021年6月10日,日环食,中国北部可见日偏食。

2027年8月2日,日全食,新疆西南角、西藏西部、云南南部可见日偏食。

2028年7月22日,日全食,广西南部、广东南部、海南、南海诸岛可见日偏食。

2030年6月1日,日环食,内蒙古东北部、黑龙江北部可见日环食,全国其他地区(除南沙等岛屿外)都可见日偏食。

2031年5月21日,日环食,全国(除新疆北部、华北、山东东部、东北外)都可见日偏食。

2032年11月3日,日偏食,全国(除南海部分岛屿外)都可见。

2034年3月20日,日全食,西藏北部、青海西部可见全食,中国西部可见偏食。

2035年9月2日,日全食,新疆中南部、甘肃北部、内蒙古中南部、河北中部、北京大部、天津北部、辽宁南部可见全食,全国其他地区(除南海部分岛屿)可见偏食。

2038年12月26日,日全食,南海诸岛可见日偏食。

2041年10月25日,日环食,内蒙古中东部、辽宁东北部、吉林东南部可见环食,全国其他地区(除新疆、西藏西部外)可见偏食。

2042年4月20日,日全食,除新疆西部外全国可见日偏食。

2042年10月14日,日环食,中国南部大部可见日偏食。

2047年1月26日,日偏食,除新疆、西藏西部外全国可见。

2049年11月25日,全环食,中国南部可见日偏食。

2051年4月11日,日偏食,除海南、台湾、南海诸岛外全国可见。

2053年9月12日,日全食,除东南海岸线、台湾、内蒙古东部、东北外全国可见日偏食。

2058年11月16日,日偏食,华北、东北、山东、安徽、江苏、上海、浙江可见。

2059年11月5日,日环食,中国西部可见偏食。

2060年4月30日,日全食,新疆、青海、甘肃部分地区可见全食,中国西部可见偏食。

2061年4月20日,日全食,全国除东南沿海、海南南部、台湾、南海诸岛外都可见偏食。

2062年9月3日,日偏食,全国可见。

2063年8月24日,日全食,新疆中东部、内蒙古东部、吉林北部、黑龙江南部可见全食,全国其他地区(除南海部分岛屿外)都可见偏食。

2064年2月17日,日环食,西藏、青海东部、甘肃中部、宁夏北部、内蒙古南部、河北北部、吉林西部、黑龙江西南部可见环食,全国其他地区可见偏食。

2066年6月23日,日环食,抚远县东部可见偏食。

2073年2月7日,日偏食,除新疆、西藏西部、海南南部、南海诸岛外全国可见。

2074年1月27日,日环食,广西东南部、广东中部、福建中部可见环食,全国其他地区可见偏食。

2075年7月13日,日环食,除云南、广西南部、海南、南海诸岛外全国可见偏食。

2079年5月1日,日全食,新疆北部可见偏食。

2081年9月3日,日全食,除华北、东北、山东、江苏北部外全国可见偏食。

2084年7月3日,日环食,中国北部可见偏食。

2085年6月22日,日环食,云南南部、广西北部、湖南南部、江西南部、福建北部可见环食,全国其他地区可见偏食。

2086年12月6日,日偏食,全国除南沙群岛外都可见。

2088年4月21日,日全食,新疆中部、青海与甘肃交界处可见全食,中国西部可见偏食。

2089年10月4日,日全食,四川、重庆、湖南、江西、福建可见全食,除新疆、西藏西部外全国其他地区可见偏食。

2093年7月23日,日环食,中国西部可见偏食。

2095年11月27日,日环食,河北东北部、辽宁西南部可见环食,中国东部其他地区可见偏食。

环食 2020年06月21日 西藏普兰,那曲,昌都,四川南部,贵州中部,广西东北部,广东北部,东北部,江西,福建,台湾中南部 下午

环食 2030年06月01日 内蒙古根河,黑龙江黑河,伊春,鹤岗,抚远等地 下午

全食 2034年03月20日 西藏西南部 带食而没

全食 2035年09月02日 新疆叶城,若羌,甘肃玉门,内蒙古乌海,呼和浩特,河北张家口,北京,天津蓟县,辽宁西南部,辽东半岛大部 上午

环食 2041年10月25日 内蒙古呼锡林浩特,通辽,辽宁沈阳,抚顺,本溪,吉林通化等地 上午

全食 2042年04月20日 曾母暗沙 上午

环食 2042年10月14日 曾母暗沙 上午

全食 2060年04月30日 新疆喀什,库尔勒,甘肃玉门,兰州,青海西宁,陕西西安 带食而没

全食 2063年08月24日 新疆塔克拉马干沙漠腹地,哈密,内蒙古霍林郭勒,二连浩特,通辽, 吉林长春,延吉 上午

环食 2064年02月17日 西藏东南部,林芝,昌都,青海西宁,甘肃中部金昌,武威,宁夏,内蒙大部,山西,吉林,黑龙江中南部 带食而没

全食 2070年04月11日 西沙群岛,台南南部 上午

环食 2074年01月27日 广西北海,广东雷州半岛至中部,东北部,江西南部,福建中南部 傍晚

环食 2074年07月24日 南海西沙群岛和南沙群岛之间 上午

全食 2082年08月24日 曾母暗沙 带食而出

环食 2085年06月22日 云南西双版纳,思茅,个旧,贵州都匀,贵阳,湖南中南部,江西中部,浙江东南部,福建北部 上午

全食 2088年04月21日 新疆阿克苏,库尔勒,甘肃中部 带食而没

全食 2089年10月04日 四川南部宜宾,重庆,湖南,江西,福建 带食而出

环食 2095年11月27日 辽宁沈阳,大连 带食而出

环食 2096年11月15日 曾母暗沙 带食而出

2015年3月21日,根据挪威当地天文学家的预测,距离下次日全食发生挪威时间还要等上46年,也就是2061年。接下来的日食发生时间和国家分别为2016年3月9日苏门答腊岛;2017年8月21日美国以及2019年7月2日的智利。 [3]

以下是20世纪(1901-1999)发生全世界范围内日食的次数:

日偏食78

日环食73

日全食71

混合食6

总计228

太阳和月亮的视角度都是大约半度,而月球公转一周是360度,就是每个小时移动半度,即一个月球的位置,所以日食从开始到结束最多2个小时的时间,即移动2个月球的位置,如果不是全食则时间更短。另外,因为地球在自转,太阳在空中的位置每个小时移动15度,这样,就是说在30度的范围内,太阳带着月球同时移动,并同时发生日食现象。

公元前1217年5月26日,居住在我国河南省安阳的人们,正在从事着各种各样的正常活动,可是一件惊人的事情发生了。人们仰望天空,之前光芒四射的太阳,突然产生了缺口,光色也暗淡下来。但是,在缺了很大一部分后,却又开始复原了。这就是人类历史上关于日食的最早记录。它用甲骨文刻在一片龟甲上。

我国古代对日食的观察,保持了纪录的连续性。例如在《春秋》这本编年史记载了BC722年-479年的244年中的37次日食。从3世纪开始对于日食的记录,更是一直延续到近代,长达近2000年之久。

日食(月亮界于太阳和地球之间)持续的最长时间为7分31秒。1955年发生在费城西部持续时间为7分8秒的日食是近年最长的一次。据预测,2186年大西洋中部地区将发生一次持续时间7分29秒的日食。1995年,泰国曼谷的一次日食中,一位母亲和孩子被摄影照片,这次日食在该国某些地区为日全食。月食(月亮运行进入地球的阻影)持续的最长时间为1小时47分。2000年7月16日,在北美的西海岸人们看到这种景象。

21世纪最长日环食为2010年1月15日的日食,持续11分8秒。理论上最长的日环食可持续12分29秒。

巴德膜

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摄影:3.8 期间,太阳不会发出任何特殊的射线。日食的观测常常被曲解,太阳不会预知地球上日食的发生,不会发出其它的射线,因此日食时待在室外并无害处。但看日偏食时应该凝视还是匆匆一瞥呢?日食时太阳光虽比平时弱很多,但如若直视,对眼睛还是有伤害,可能损伤眼角膜。人们由于好奇心,会凝视或斜视太阳。当然,日偏食还是很刺眼的,如果你看太阳久一点,没等你反应过来你的眼角膜已经受损。日食时眼睛受损不是因为太阳的异常,而是人们由于好奇而没注意保护措施。无论日食发生与否,都不要用眼睛直视太阳;不要用所谓的“墨镜”;不要用“太阳镜”,甚至几个叠放也不行;不要看太阳在镜子或水面的像;用14号焊接镜看太阳;用有特殊涂层的迈拉镜观看,这可以从著名的天文馆或科学博物馆获得;构制一个孔式投射器。

警告:直接佩戴太阳眼镜(墨镜)观测日全食是一个大误区,这是因为镜片有聚焦的作用,太阳镜离眼睛太近,阳光会将眼球灼伤,严重者会造成失明。而直接用肉眼观测,是不可取的办法,正确的做法应该是将太阳镜摘下,离眼睛一臂的距离,并从侧面观测镜片。另外,利用小孔成像法观测也是一个不错的方法。

固定直接拍摄

摄像机直接对着太阳拍摄,注意减光和感光元件保护。

跟踪直接拍摄

摄像机接到到转钟仪、赤道仪上,直接对太阳跟踪拍摄。

接望远镜拍摄

用转接口将摄像机接到望远镜上,注意赤道仪配重和跟踪精度,以及减光膜对焦点的影响。

大视场拍摄

用广角镜头拍摄天地变化和观测人群,以及动物的行为。

直接摄像

和照相机类似,直接用摄像机加滤光片拍摄日食过程就是非常好的观测手段。一般而言摄像机的长焦端比普通相机的长焦端还要长,因此能拍摄到更大的太阳像,足以满意一般观测需要。我们只需要在镜头前罩上滤光片,找到太阳,将光学变焦的倍数放到最大,然后开始拍摄就好了,摄像机一般都能比较正确的自动对焦和设置曝光参数。实在不行,就改为手动档(如果有的话)手动设置曝光参数,并手动对焦到无穷远。当然,全程手持拍摄几个小时也太累了,因此一定要准备一个三脚架。由于视频的拍摄是连续的,因此我们只需要开始拍摄,然后就可以不怎么管它了,只需要过一段时间调整一下摄像机的方位以保持太阳在画面中,并注意如果带子或者电池快完了要及时更换。当然,最好给摄像机接上外接电源,否则就还需要准备足够的备用电池。

借助望远镜摄像

如果想借助望远镜拍摄日食过程的视频,也是很简单的一件事。由于家用摄像机的镜头一般都是不可拆卸的,因此我们只能用类似照相观测时的放大法来拍摄,具体方法请参考前面的“照相观测”一节。而且由于视频拍摄的是连续画面,因此对于很多方面的要求(比如摄像机镜头和目镜的同轴程度)还没有照相观测那么高。

摄像观测优势

摄像观测还有一个好处,就是摄像机在记录画面的同时会同步记录现场的每一个声音,这些声音也是非常宝贵的资料。如果有什么特别的发现或者信息,你可以大声的说出来让其记录到DV里,后期再来仔细研究。另外你还可以给这次观测配上现场解说,加上周围的环境声音,便于今后你自己回顾,或者让其他人分享这次日食带给大家的激情。有的观测者甚至特意使用一台DV专门拍摄全食时周围的环境和世界不同民族的人们的不同表现,非常有趣!

1.严禁在自然现象期间变相宣传封建迷信,恶意蛊惑群众,破坏民族与国家统一。

2.不要在街道、马路等其他危险地点观看,以免过于关注日食造成生命危险,在阳台观看时要注意安全,以免坠楼。

3.由于日食导致气温,地球磁场变化、白日突暗。导致部分动物生理习惯不适应,如狗、猫等宠物应拴好,以免家畜恐慌发生伤人事件。

观测日全食不要直接观测

医学专家指出,长时间直视太阳因其紫外线和红外线而导致视网膜黄斑被烧伤的“日光性视网膜炎”,是几乎无法治疗的。视网膜黄斑是视网膜当中最敏感的部位,它使光线汇聚,让影像清晰。一旦被烧伤,视网膜黄斑将永远无法复原。被烧伤时可能没有感觉,但几小时以后就会出现反应,严重者失明。为此观看日全食时,首先要注意一点:千万不要用肉眼或任何光学设备(如望远镜等)直视太阳!这不仅仅是一个建议,还是一个非常严肃的警告。如何避免一些意外的发生呢?下面的几种方法给大家介绍一下。

(一)快速简易的观测方法

其实,建议的做法仅仅使用两张白纸即可。一张白色纸板用作银幕,另一张纸板上戳一个针孔,将针孔纸板举起,尽量远离银幕纸板。两纸板距离越远,形成的图像就越大。

当然,还有更为简易的方式,只需要自己的双手帮忙,将双手举起,手指相互垂直、交叉重叠,于是双手形成了一个带有许多小孔的网,这些小孔可以作为简易的成像孔。

(二)买观测眼镜或镜片

保护眼镜需要一副特别的眼镜。市场上有这种专用太阳观察保护镜的眼镜,价格约在5元左右。

不可以自制观测眼镜,这是十分危险的。

(三)

接一盆水(一小杯也行),在水中滴入相对多的的黑墨水,即可在发生日食时在水中观察。(平面镜成像)。

2015年3月20日,欧洲迎来全球2015年唯一一次日全食,此次日食北京时间15时41分在大西洋东部开始,影响北大西洋及北冰洋多处,距离北极1300公里的斯瓦尔巴群岛以及丹麦的法罗群岛是两个可以观看到完整日全食的最佳观测点。而在欧洲大多数国家,观测者只能看到一部分太阳被月亮的阴影遮挡,即是日偏食的景观。

由于此次大规模日全食景观多年难遇,斯瓦尔巴群岛上慕名而来的游客已有15002000人。首府朗伊尔城人口只有2100人,但该城大部分旅店在几年前就已经被预订一空,仅有的几间空房房价如今高达5000挪威克朗一晚(约为600美元)。而在法罗群岛,当地人口不过5万,已经迎来8000多名日全食游客。 [3]

拍摄好贝利珠及日珥现象的关键是掌握好时机,因为它一闪即逝,顶多能延续几秒钟,因此人们必须在食既前和生光前一两分钟开始密切监视取景器上的毛玻璃,一看到贝利珠及日珥就果断曝光,决不能有片刻犹豫,注意别忘了去掉滤光片。

下面简要介绍日全食时的天空可观测的天体情况。

1.土星在太阳的正东面,非常接近地面,在城市不是那么容易观测到

2. 大部分人从未见过的水星就在太阳的东面旁边,非常明显

3.金星和火星在太阳的西边,在地面看来,已经在西边天空

4. 全天最亮的恒星天狼星,在南方天空

5. 非常著名的亮星云集的冬季星座猎户座,在正南方天空高高悬挂,用望远镜观测,猎户座大星云(猎户大星系)就在其中

6. 在本次日全食的天空中,除太阳外,天空中最明亮的天体由亮到暗排序:金星、水星、土星、天狼星、土星、火星

7. 比较明亮的容易观测的恒星还有:猎户座的参宿四和参宿七、大犬座的天狼星、双子座的北河二和北河三、小犬座的南河三、御夫座的五车二、狮子座的轩辕十四。

1.中国观测日食历史悠久,早在公元前1948年就有人观测到了日食。中国在公元前2300多年前就有了当时最先进的天文观象台。中国历来重视日食的预报,据说夏代一位天文官因沉湎酒色,漏报日食,被砍首以警示玩忽职守者。中国有世界上最早、最完整、最丰富的日食记录。光是古书(至清代)的 史料(不包括甲骨文),就有1000多次日食记录。最早是《尚书》记载的发生在公元前1948年的一次日食。《诗经》中更是详细记载了发生在公元前776年9月6日的日食:“十月之交,朔日辛卯,日有食之。”世界天文学家普遍承认中国古代日食记录的可信程度最高,为世人留下了珍贵的科学文化遗产。中国古代夏、商、周时期因历史久远,缺乏精确的文字记录,因此难以精确地断代,而日食天象就像是一座相当精确的历史时钟,可以帮助确定一些历史事件的时间。

2.古代西方一次日食中止一场战争,西洋最有名的故事记载是在西元前585年。米提斯与利比亚两族打仗,打到一半时 忽然间太阳消失不见了,两族族人害怕灾祸的到来,终于达成美好的结果--两族讲和通婚。对于日食现象的看法,除了大溪地人把日食当成正面意义外,其他的国家都将他作负面的解释。譬如西元前六百多年,雅典攻打某族时,因为发生食相而害怕不敢继续前进,就因为延迟了进攻,反倒让敌方趁这段时间有了准备,结果当雅典军队进攻敌方时,反而被打败了。

3.各民族对日全食有着如天狗吃日、狼逐日等等不同的解释,并有其各自解决的方法。中国古时候,民间是以敲锣打鼓的方式来对付;由于日全食的时间通常很短(至多七分半钟),所以在人们敲敲打打后,太阳可能就会马上重现,因而免除了人们的惊慌。中国对日食的记载很早,在汉朝的墓中就挖出许多石头,这些石头上刻画了很多日月星辰的图形,其中一个画有「日月合璧」,亦即太阳与月亮叠在一起,这就是当时的日食记录。中国人对日食的科学解释为阴侵阳,中国很早就知道视为「阴」的月亮,遮蔽了视为「阳」的太阳,而造成日食现象。 古时候有「月盈则食」的说法,意指月食现象发生都是在满月之时。 日食发生时,中国古代朝廷也会有所行动;中国人认为天代表大自然,太阳在大自然里有着最崇高的地位,皇帝称为天子,则意指其为上天派来管理人民的。既然天代表皇帝的父亲,它会透过太阳表面上的现象来警告其地上的代理人--皇帝,明示他做错什么事情、有什么事情要小心等等;于是,透过各种征兆呈现出来,日食就是一个常被利用的状况。根据古书避镇殿记载,汉朝每当发生日食时,皇帝就不到大殿做早朝,而到偏殿旁的小殿进行早朝,并且一切从简。传说中,把日食称作“天狗吞日”。而“天狗吞日”的科学解释就是日食。日食是光在天体中沿直线传播的典型例证。

4.日食击鼓。

夏季六月初一日,发生了日食。击鼓,用牺牲祭祀土地神庙,这是不合于常礼的。只有夏历四月的初一,阴气没有发作,如果发生日食,才用玉帛祭祀土地之神,在朝廷之上击鼓。

原文:夏六月辛未,朔,日有食之。鼓,用牲于社,非常也。唯正月之朔,慝未作,日有食之,于是乎用币于社,伐鼓于朝。《左传》

对古代人而言,日食是十分可怕的。如果你能了解太阳对粮食耕种、日常生活的影响,你就会关心天上的太阳为什么突然不见了。中国古代认为日食是因为一条龙吞掉了太阳,其它的文明也认为这是不祥之兆,有许多“解决方法”:打鼓、朝天空射箭、拿物或人祭祀等。据传,曾经有一次致命的日食报告错误。这是说公元前二世纪的两个中国天文家由于一些原因没报告日食。那时的中国帝王认为自己是天子,十分重视天象,认为那是上天给的暗示,因此他请了一批天文家定期观测天象。那时彗星和流星不能被预言,但日食是可以预测的。两位天文家没有告诉帝王日食这一重大天象的发生,帝王盛怒,将两人斩首示众。古代的天文学家危险得多。

传说简介

古人认为日食预示“凶兆”

由于古代存在图腾崇拜,人们奉日月星辰等自然现象为神。日食现象致使太阳受损,自然会引起恐惧,再加之统治阶级或宗教的引导,以致人们误以为是日食预示着“凶兆”。中国的古代统治阶级认为出现日食,应该是君王不道,政局紊乱,得罪了上天,因此降罪天下,不仅仅是一般的警示问题。中国民间则认为是“天狗”这样的恶神跟人作对,故意破坏万物赖以生存的太阳。

佛教传说中,释迦摩尼十位弟子中有一位名叫“目连”的十分孝顺母亲。但是,目连之母却生性暴戾。天上玉帝知道后,将目连之母打下十八层地狱,变成一只恶狗,永世不得超生。目连日夜修炼,成了地藏菩萨。为救母亲,他用锡杖打开地狱门,目连之母和全部恶鬼都逃出地狱。目连之母变成的恶狗,逃出地狱后,窜到天庭去找玉帝算账。她在天上找不到玉帝,就去追赶太阳和月亮,想将它们吞吃了,让天上人间变成一片黑暗世界。中国民间就叫“天狗吃太阳”、“天狗吃月亮”。

因此古人面对日食后,都要采取“救日”行动。救日的礼仪,历来是很丰富,主要有这样一些:一,祈祷,告上天忏悔其罪,请求赦罪;二,击鼓等,具体是告知上天的呼号,还是驱走恶神的阵势,看具体情况;三,中国民间击鼓,放鞭炮等,属于驱赶恶魔的仪式。

各地传说

在世界各国的一些古老传说里,都提到日食是怪物正在吞食太阳。

古代斯堪的纳维亚人部族认为日食是天狼食日;越南人说那食日的大妖怪是只大青蛙;阿根廷人说那是只美洲虎;西伯利亚人说是个吸血僵尸;印度人则说是怪兽。

每当日食时,阿斯特克人的女人都会歇斯底里的叫喊,因为她们认为这是魔鬼即将降临世间吃掉人类的信号。对于日食发生的原因,斯堪的纳维亚人认为是两只叫做“斯科尔”和“海蒂”的天狼在互相追逐;在印度神话中,人们把太阳突然消失归于一个叫拉胡的魔鬼,认为是他把太阳咬了一口,从而造成日食。

而在中国的民间传说中,日食是天狗造成的。

历史上著名的日食事件

乌格里特日食

乌格里特日食发生在公元前1374年,持续了2分7秒,是记载中最早的日食之一。乌格里特是叙利亚北部的一个港口城市。根据美索不达米亚历史学家的描述,太阳在此次日全食过程中“遭到羞辱”。

中国古代日食

公元前1302年,中国的历史学家记录下一次日全食,持续了6分25秒。由于太阳是帝王的象征,日食被视为对帝王的一种警告。根据《天文学史与遗产杂志》2003年刊登的一篇研究论文。日食后,帝王会吃素,举行仪式,拯救太阳。

亚述日食

公元前763年,亚述帝国占据了现在的伊拉克出现日全食,共持续了5分钟。当时的记录在同一段落中提到了此次日食以及阿舒尔爆发的起义,说明古人将二者联系在一起。

耶稣受难日食

基督教福音称耶稣受难后天空变黑,共持续了几个小时,历史学家认为这预示着将有奇迹发生或者黑暗时代的到来。后来的历史学家利用这段描述确定耶稣的死亡时间。一些历史学家将耶稣受难与公元29年发生的持续1分59秒的日全食联系在一起,其他人则认为是发出在公元33年的日全食,共持续了4分6秒。

亨利王日食

1133年,英国亨利一世国王(征服者威廉的儿子)去世,当时曾出现一次日全食,持续了4分38秒。根据马姆斯伯里的威廉的描述,“可怕的黑暗”让人们陷入不安。亨利一世国王死后,争夺王位的斗争让英国陷入混乱和内战。

爱因斯坦日食

古人将日食视为神灵的一种行为,物理学家则从科学的角度解释这种现象,他们认为1919年的日食是科学的一次伟大胜利。此次日食发生时,太阳消失了6分51秒。当时,科学家对恒星在太阳附近穿过时光线的弯曲进行了测算。测算结果证实了爱因斯坦的广义相对论。根据这一理论,引力是时空扭曲的结果。

科学家们把小型圆形遮光片安装在人造卫星上,通过遮光片遮住太阳的本体(光球层、色球层)

留下日冕层以观测日冕和日珥。人造日食给人类认识太阳提供了极大的便利。

了解其它的小型天体系统

通过观察恒星所发生的蚀现象,可以让我们更容易的了解其它的类似太阳系的小型天体系统。

寻找行星

如果发现某一恒星存在蚀现象,就代表着在这颗恒星周围可能存在绕其公转的天体,在对蚀现象的分析后即可确定小天体的存在。

确定行星的公转周期

通过对蚀现象的分析(周期性),即可判断出行星的公转周期。

日珥是突出在日面边缘外面的一种太阳活动现象。日珥出现时,大气层的色球酷似燃烧着的草原,玫瑰红色的舌状气体如烈火升腾,形状千姿百态,有的如浮云,有的似拱桥,有的像喷泉,有的酷似团团草丛,有的美如节日礼花,而整体看来它们的形状恰似贴附在太阳边缘的耳环,由此得名为“日珥”。日珥的上升高度约几万公里,大的日珥可高于日面几十万公里,一般长约20万公里,个别的可达150万公里。日珥的亮度要比太阳光球层暗弱得多,所以平时不能用肉眼观测到它,只有在日全食时才能直接看到。日珥是非常奇特的太阳活动现象,其温度在5000~8000K之间,大多数日珥物质升到一定高度后,慢慢地降落到日面上,但也有一些日珥物质漂浮在温度高达200万K的日冕低层,即不附落,也不瓦解,就像炉火熊熊的炼钢炉内居然有一块不化的冰一样奇怪物质,而且,日珥物质的密度比日冕高出1000~10000倍,两者居然能共存几个月,实在令人费解。

日全食时,黑暗的太阳外围是银白色的光芒,像帽子似地扣在太阳上,因此称为日冕。

太阳最外层的大气称为日冕。日冕延伸的范围达到太阳直径的几倍到几十倍。在太阳活动极大年,日冕接近圆形;在太阳宁静年则呈椭圆形。

日冕中有大片不规则的暗黑区域,叫冕洞。冕洞是日冕中气体密度较低的区域。冕洞分为三种:极区冕洞,孤立冕洞,延伸冕洞。太阳能以太阳风----物质粒子流的形式失去物质。冕洞是高速太阳风的重要源泉。 日冕物质抛射是发生在日冕的非常宏观庞大的物质和磁场结构,它是大尺度致密等离子体的突然爆发现象。对地球影响最大的莫过于它。当太阳上有强烈爆发和日冕物质抛射时,太阳风携带着的强大等离子流可能到达地球极区。这时,地球两极就出现极光。极光的形态千变万化。太阳系内某些具有磁场的行星上也有极光。发生在日冕的耀斑叫X射线耀斑,它的波长只有1~8埃或更短。它直接引起地球电离层骚扰,从而影响地球短波通讯。

太阳光球层物质的一种抛射现象。通常发生在太阳黑子上空,具有很强的重复出现的本领,当一次冲浪沿上升的路径下落后,又会触发新的冲浪腾空而起,如此重复不断,但其规模和高度则一次比一次小,直至消失。位于日面边缘的冲浪表现为一个小而明亮的小丘,顶部以尖钉形状向外急速增长。上升的高度各不相等,小冲浪只有区区几百公里,大冲浪则可达5000公里,最大的竟达1~2万公里。抛射的最大速度每秒可达100~200公里,要比最快的侦察机快100多倍。当它们到达最高点后,受太阳引力的影响,便开始下降,直至返回到太阳表面。人们从高分辨率的观测资料中发现,冲浪是由非常小的一束纤维组成,每条纤维间相距很小,作为整体一起发亮,一起运动。

当窄窄的弯月形的光边穿过月面上粗糙不平的谷地时,就变成一系列的小珠子。这些光斑称为“贝利珠”。

美丽的日冕将在月亮周围形成一道带有一颗闪耀的白色宝石的光环,好像钻石戒指上引人注目的闪耀光芒。

在太阳的光球层上,有一些旋涡状的气流,像是一个浅盘,中间下凹,看起来是黑色的,这些旋涡状气流就是太阳黑子。黑子本身并不黑,之所以看得黑是因为比起光球来,它的温度要低1000-2000℃,在更加明亮的光球衬托下,它就成为看起来像是没有什么亮光的、暗黑的黑子了。

太阳黑子是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动,是太阳活动中最基本,最明显的活动现象。一般认为,太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡,温度大约为4500℃。因为比太阳的光球层表面温度要低,所以看上去像一些深暗色的斑点。太阳黑子很少单独活动,常常成群出现。

这一周期平均为22年,它包含两个11年的太阳黑子周期,在每个周期中,太阳黑子的磁极极性相反,而其他各种日面现象的变化也象黑子一样有两次高潮和两次低潮。这些日面现象包括日珥、耀斑和磁效应等的频数起伏,磁效应则包括极光和对地球上无线电干扰的增强。太阳黑子的11年基本周期(有时也称为太阳活动周)是施瓦贝于1843年宣布发现的。有人企图把太阳活动周期同其他各种现象的变化联系在一起,如太阳直径的微小变化。甚至树木年轮的变化都同太阳活动周期有关。

日地空间环境状态的变化对现代生活、生产所依赖的现代尖端技术显得越来越重要。前面已提到,X射线耀斑直接引起地球电离层骚扰,从而影响地球短波通讯。太阳质子事件会危及宇航员和宇宙飞行器上的传感器及控制设备,对在高纬地区飞行的旅客和乘务人员也构成辐射威胁。另外有人统计,剧烈的太阳活动与地震、火山爆发、旱涝灾害、心脏和神经系统疾病的发生及交通事故都有关系。 所以,太阳活动和日地物理预报是非常重要的。太阳活动预报分为长期、中期、短期预报和警报。日地空间环境作为系统的科学研究对象是在1957年人类进入太空开始的。50至70年代是探索阶段,人们逐步认识到太空环境的重要性。在大量探测的基础上建立了描述环境的静态模式,对一些重大的航天活动做了安全性的预报。80年代以后,在需求的推动下,日地空间环境的研究得到迅速的发展。自1979年开始每隔四年一次的国际日地预报会议均如期举行,规模逐次扩大。为了联合和协调各主要国家的工作,成立了联合的预报中心。总部设在美国,有10个区域警报中心分布于全球。我们北京区域警报中心是其中之一。进入90年代以后科学家们形象地称之为“空间天气”。


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