日全食
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![](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c7/Solar_eclipse_1999_4.jpg/220px-Solar_eclipse_1999_4.jpg)
日全食,亦作日全蝕,是四種日食中的其中一種,當太陽光球完全被月亮遮住,原本明亮的太陽圓盤被黑色的月球陰影遮蓋。然而,也只有在日全食發生時才可能用肉眼觀測到模糊的日冕。日全食只在月球位於近地點時發生,此時月球的本影錐長度較月地之間距離長,本影錐才能掃到地球表面[1]。由於太陽的實際體積比月球大很多,所以日全食通常只能在地球上一塊非常小的區域見到,因為月亮的本影對太陽來說只是一個小點(在全食區之外,所見的食相是偏食)。最近一次日全食發生於2021年12月4日,下一次的日全食將發生於2026年8月12日。日全食的特別之處,就是會出現鑽石環以及倍里珠。
有時日全食會和日環食一同發生,這情況名為全環食。
根據天文學家的分析,一個地區要看一次日全食平均相隔約400年[2],另於1900年至2100年全球將會出現共139次的日全食[3]。
日全食的階段
日全食的全過程包括五大階段[4]:
- 初虧:因月球自西向東繞地球公轉,當月球東沿相切於太陽西沿,日食正式開始,太陽開始出現虧損。
- 食既:月球繼續向東運行,當東沿相切於太陽東沿時,太陽完全被月球遮擋,光線完全被吞食,稱為食既。日全食開始。
- 食甚:當月球東移至中心與太陽中心重合的位置,日全食達到極點,稱為食甚。
- 生光:月球繼續東移,當西沿相切於太陽西沿,太陽即將露出,光芒即將重現,稱為生光。日全食結束。
- 復圓:生光後月球遮擋太陽越來越少,當月球西沿相切於太陽東沿,太陽圓盤形狀完全恢復,整個日食過程結束。
部份地區有時因日出或日落無法觀看整個日食過程(即日食沒結束),這些地方稱為日出帶食及日落帶食。
人類對日全食的關注
由於日全食是一個十分難得一見的天文現象,故當日食發生時,日食帶的地區都會吸引很多人前來觀賞日全食,特別是天文愛好者,而日食帶的地區於日食期間酒店房間經常都會爆滿。
研究
日全食(全環食包含在此)的研究價值遠高於其他幾種日食,因為這兩種日食能完全掩蓋光球的強光,觀測日全食時,人們能直視色球層和日冕等太陽大氣,故觀測日全食是天文學家研究太陽大氣的大好時機。[5][6]
日食的計算涉及到太陽和月亮運動的準確性,因此古代許多天文學家用它來驗證自己的曆法。1969年還有人利用公元2年以前的25次日食記錄來計算地球自轉速率的長期變化。另在日月食中也發現了沙羅周期以及默冬章。
祭典儀式
中華文化圈
中華文化乃上下五千年,昔時古中國因無科學之引入,使認日食乃天狗所致。明初洪武年間制該禮,是謂日月食救護禮。其初始於周,明清再定之祭[7]。
最後的日全食
日全食現象並不是永久的,因為偶然情況下組合的軌道環境,才讓地球上得以看見日食,甚至可以說,今天人類在地球上熟習的日食型式看似是不易變動的天文現象,也只是暫時的現象(雖然是所謂的「暫時」,但對人類而言仍舊長達數億年,這裏指的是宇宙尺度的暫時)。在遙遠的古代,月球太靠近地球,以致只有如現今的日全食存在(沒有日環食)。而由於潮汐加速,月球環繞地球的軌道以每年增加3.8公分的速率遠離地球。估計在6億年之後,地球和月球的距離會增加23,500公里,達到40萬公里的軌道上,比現今約38萬公里的軌道略高,這意味著,即使月球在近地點,地球在遠日點,月球仍不能完全遮蓋掉太陽的盤面[8]。因此,將會因為月球離地球太遠而不再發生日全食。
一個複雜的因素使太陽在這段期間增加其大小,這樣更導致月球不能完全遮蔽太陽的盤面引發日全食。
影響
當發生日全食的時候,食甚期間天色突然變黑,影響人類的生活。
日全食特別之處
以下所介紹的日全食特別之處,均只在日全食(全環食包含在此)期間發生,並且只能在全食帶觀看。
倍里珠
倍里珠出現於食既和生光的時間,是由於月球邊緣高低不平,遮擋部分陽光所引致[9][10][11],倍里珠是日全食中最珍貴的其中一幕,故這也是天文攝影愛好者在日全食期間最重要要攝影的地方。
鑽石環
![](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/55/Kubotake_-_Diamond_ring_on_22_Jul._2009_%28by%29.jpg/220px-Kubotake_-_Diamond_ring_on_22_Jul._2009_%28by%29.jpg)
當圍繞着月球剪影的明亮圓環中只留下唯一的一顆倍里珠時,便會透射出如鑽石般的光芒,一般觀賞者都會稱之為鑽石環。[12]
日全食之最
下表列出於1900年至2100年最長和最短的日全食。
最長 | 食甚持續時間 | 最短 | 食甚持續時間 |
---|---|---|---|
1955年6月20日 | 7分8秒 | 1968年9月22日 | 39.6秒 |
資料來源:[13] |
資料來源
- ^ 日全食. 臺南市南瀛天文館.[失效連結]
- ^ 香港太空館 - 星星問. [2010-01-26]. (原始內容存檔於2010-02-06).
- ^ 香港太空館 - 星星問. [2010-01-26]. (原始內容存檔於2009-06-11).
- ^ 详解日全食五大阶段. [2010-01-26]. (原始內容存檔於2009-07-18).
- ^ 王斌威. 天文奇景─日全食 (PDF). 科博館訊. [2020-08-04]. (原始內容存檔 (PDF)於2021-08-05).
- ^ 胡中為. 美妙天象:日全食. 上海科學技術出版社. 2008. ISBN 978-7532394456.
- ^ 时刻知道•600年一遇的月偏食到底是怎么产生的. 看點新聞. 2021-11-20 [2023-10-26]. (原始內容存檔於2023-10-26) (中文(簡體)).
- ^ Moon near Perigee, Earth near Aphelion. Fourmilab.ch. [2010-03-07]. (原始內容存檔於2013-12-08).
- ^ Baily, Francis. On a remarkable phenomenon that occurs in total and annular eclipses of the sun. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 4, p.15. [2020-08-04]. Bibcode:1836MNRAS...4...15B. (原始內容存檔於2018-10-27).
- ^ Littmann, Mark; Willcox, Ken; Espenak, Fred. Totality - Eclipses of the Sun. Oxford University Press. 1999: 65–66. ISBN 0-19-513179-7.
- ^ O. Staiger. The Experience of Totality. [2020-08-04]. (原始內容存檔於2017-12-17).
- ^ 陳文屏. 日全食的驚嘆. 大地地理雜誌. 1996 [2020-08-04]. (原始內容存檔於2020-11-26).
- ^ 香港天文台; 美國太空總署戈達德空間飛行中心. 日食. 2009-10-02 [2010-01-25]. (原始內容存檔於2011-12-09).
參看
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