日食-美国十次转

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日食,又作日蚀,是一种天文现象,只在月球运行至太阳与地球之间时发生.这时,对地球上的部分地区来说,月球位于地球前方,因此来自太阳的部分或全部光线被挡住,因此看起来好像是太阳的一部分或全部消失了.日食只在朔,即月球与太阳呈现合的状态时发生.
日食是相当罕见的现象,在四种日食中较罕见的是日全食,因为唯有在月球的本影投影在地球表面时,在该区域的人才能够观测到日食.日全食是一种相当壮丽的自然景象,所以时常吸引许多游客特地到海外去观赏日全食的景象.例如,在1999年发生在欧洲的日全食,吸引了非常多观光客特地前去观赏,也有旅行社推出专门为这些游客设计的行程.
古时,人类缺乏天文学知识,以为日食是肇因于天狗食日,或象征灾难的降临,而在日食时举行仪式.但在现代社会中,日食的这层意义已逐渐为人们所抛弃.
上一次日全食发生于2009年7月22日,而下一次的日全食将会于2309年发生.
日食和月食的"季节".日食一定发生在朔,即农历初一当日.此时月球位于地球和太阳之间,但因太阳轨道(黄道)与月球轨道(白道)成5.9交角,故并非每次朔日皆有日食发生,而日食发生时,日月两者皆一定在"黄白交点"(升交点或降交点)附近.
日、月食的发生必须是新月和满月出现在黄白交点的一定界限之内,这个界限就叫做"食限".计算表明,对日食而言,如果新月在黄道和白道的交点附近18度左右的范围内,就可能发生日食;如果新月在黄道和白道的交点附近16度左右的范围内,则一定有日食发生.
对月食而言,如果望月在黄道和白道的交点附近12度左右的范围内,就可能发生月食;如果望月在黄道和白道的交点附近10度左右的范围内,则一定有月食发生.
由于黄道和白道的交点有两个,这两个交点相距180度,所以一年之中有两段时间可能发生日食和月食,这两段时间都称为"食季",它们相距半年.
太阳每天在黄道上向东移动约1度,由于日食的食限为18度左右的范围,太阳从黄道和白道交点以西的18度运行到黄道和白道交点以东的18度,大约需要36天,也就是说日食的每一个食季为36天.对于月食而言,它的食限为12度左右,因此月食的每一个食季就只有24天.
一年之中有几次
日食的一个食季是36天,这个天数比一个朔望月的平均长度29.53还要长.因此在一个日食的食季内必定会发生一次日食,也可能发生两次日食.一年之中有两个日食食季,所以在一年之内至少有两次日食发生,也可能有四次日食发生(如果每个食季中都包含两个朔日的话).
2009.7.22.日全食纪念日
日全食
月食的一个食季为24天,这个天数比一个朔望月的平均天数29.53天还要短.因此在月食的一个食季内可能包含一个望月,也可能没有望月在内,也就是说,在这个食季内可能有一次月食发生,也可能连一次月食也不会发生.一年之中月食的食季也是有两个;"所以在一年之中,可能有两次月食发生,也可能连一次月食也不会发生.
一年之中,日、月食的次数最多时可以达到六次,即四次日食和两次月食.但是实际上有时候一年之中的日、月食次数可以多达七次,即五次日食和两次月食,或者是四次日食和三次月食.如1935年就曾发生过五次日食和两次月食,将来的2160年也会是这样;1917年和1982年就曾发生过四次日食和三次月食.那么,为什么一年之内的日、月食会多达七次呢?
这是由于在太阳的引力作用下,黄道和白道的交点会不断地沿着黄道从东向西移动,每年约移动20度,这个方向与太阳沿黄道运行的方向相反,因此太阳在黄道上连续两次通过同一交点所经历的时间间隔(这个间隔叫"食年")比一年(365.2422天)要短,只有346.62天,要约少19天.这样就会产生两种情况:一种情况是一年365.2422天之内,包含了两个完整的食季和一个不完整的食季.比方说第一个食季开始1月初,那么经过346.62天一个食年之后,第三个食季就会在同一年的12月中旬开始,在这种情况下就可能发生五次日食和两次月食;另一种情况是一年365.2422天之内,包含了两个不完整的食季(一个在年头,一个在年尾)和一个完整的食季,在这种情况下就可能发生四次日食和三次月食.
日全食
并不是所有的日食现象都能称作日全食,其中全环食最容易被误认作日全食:
日偏食: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.但某些日食只可能是日偏食(不伴随其他食相),因为月球与地球的距离太远,只有半影碰到地球表面.
日环食: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)
全环食: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r全食r环食.全环食发生机率甚少,最近的一次在2005年4月8日.
由于地球绕太阳和月亮绕地球的公转运动都有一定的规律,因此日食和月食的发生也具有其循环的周期性.
早在古代,巴比伦人根据对日食和月食的长期统计,发现了日食和月食的发生有一个223个朔望月的周期.这个223个朔望月的周期便被称为"沙罗周期","沙罗"就是重复的意思.
223个朔望月等于6585.3天(223t29.530588),即18年零11.3天,如果在这段时间内有5个闰年,那就是18年零10.3天.在这段时间内,太阳、月亮和黄白交点的相对位置在经常改变着,而经过一个沙罗周期之后,太阳、月亮和黄白交点差不多又回到原来相对的位置,因此便会出现同上一次情况相类似的日、月食,但见食的地点会有所变化,这里就不再细述了.
在我国汉代也发现日、月食具有一个135个朔望月的周期.135个朔望月等于3986.6天,约等于11年少31天,也就是说日、月食每过11年少31天重复发生一次.这个循环周期记载在汉代的"三统历"中,因此也称为"三统历周期".
此外,人们还发现日、月食还有其他的循环周期.比如以358个朔望月为周期的纽康周期(合29年少20日),以235个朔望月为周期的米顿周期(合19年)等等,但这些周期都是非常粗略的,只能粗略地推算出日、月食发生的日期,并不能确定日、月食发生的准确时刻,食分的大小和见食的地区.准确的日、月食发生的时间以及交食情况,需要经过专门的严格推算,这已经是属于相当专门的历书天文学中"食论"的研究范围了.我国紫金山天文台就担负着日、月食预报的工作.
日全食基本知识
一次日全食的过程可以包括以下五个时期:初亏、食既、食甚、生光、复圆.
日全食说明
初亏由于月亮自西向东绕地球运转,所以日食总是在太阳圆面的西边缘开始的.当月亮的东边缘刚接触到太阳圆面的瞬间(即月面的东边缘与日面的西边缘相外切的时刻),称为初亏.初亏也就是日食过程开始的时刻.
食既从初亏开始,就是偏食阶段了.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.此时整个太阳圆面被遮住,因此,食既也就是日全食开始的时刻.
1 .日食发生规律
每年日食最多出现5次,如果出现5次,那么一定都是偏食.地球上每年至少有2次日食.在南北极地区只能看到日偏食.日全食大约1年半发生一次.每次日食都是在日出时从某一点开始,然后沿着日食带在日没时结束.从开始点到结束点大约绕地球半圈.日食一定发生在朔,即农历初一当日.此时月球位于地球和太阳之间,但因太阳轨道(黄道)与月球轨道(白道)成5.9p交角,故并非每次朔日皆有日食发生,而日食发生时,日月两者皆一定在"黄白交点"(升交点或降交点)附近发生.
2 .沙罗周期
同样的日食(全食、环食和偏食)每18年零11天或者6,585.32天(沙罗周期)会发生一次,但能观测得到的地区并不一样,只是日食时间一样而已,并且日食类型也不一定一样.因为沙罗周期的长度是6,585.32天,并不是整数,所以,如果在地球同一个地点再出现一次日食(并不一定是同一类型日食),要等待3个沙罗期.在每次日食发生后的三分之一个沙罗周期会发生下一次日食,在3个沙罗期大约54年零33天之后,日食会在同一个地区重新出现.现在有12个不同的大沙罗周期出现,一个出现在1937,1955,1973,1991和2009(中国长江流域、武汉、杭州)的连续的大约7.5分钟的日食.
3. 日食带即月球影子
日食带(月球影子)在赤道地区每小时移动约1,100英里,两极则达到每小时5,000英里.最宽的日全食带为167英里.在日全食经过的地区,可以看到偏食的范围最高达3,000英里.日全食带一般经过的地区是在海洋或荒无人烟的地方.
4 .日食原理
发生日全食是因为太阳靠近月球轨道与地球轨道的的一个交点,而同时月球在距此点的最近的点上.发生日环食是因为太阳靠近月球轨道与地球轨道的的一个交点,而同时月球在距此点的最远的点上.
日全食的意义价值
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.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, 那时候笔者刚上初中,正是个狂热的少年天文爱好者,可惜没有经济能力,只能通过《天文爱好者》杂志过过干瘾.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.那次笔者是奉了报社之命前去采访的,同时也了却自己少年时的梦想.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摄氏度左右,夜里能到零下40摄氏度,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.
日全食的历史
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,美国十次,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.
日全食的未来预测
1:中国进入日食高发期未来4年可赏3次日食:中国将迎来本世纪第一次日全食.未来4 年,中国公众还可欣赏到3次罕见的日食天象,其中一次为日全食,两次为日环食.天文专家表示,在5年时间集中出现如此多的日食天象是百年罕见的. 天津市天文学会理事赵之珩介绍说,自上世纪80年代 以来,中国曾经发生过两次有利于观测的日全食,一次是1980年发生在昆明、贵阳等西南城市;一次是 1997年发生在漠河地区."今明两年的日全食天象,无论是全食带的范围,还是全食发生的时间,都有 利于中国公众观测,只要天公作美,公众将能一饱眼福."赵之珩说.除今年8月1日这次日全食外,2009年7月22日,中国还将发生一次更为壮观的日全食,全食带横扫中国中部的长江流域.届时, 中国的拉萨、成都、上海等40多个城市都能观赏到这次日全食.与8月1日的日全食相比,此次日全食发生 的范围更广,持续时间也更长,将达到5分钟至6分钟,这种状况可谓百年难遇.除了这两次日全食天象外 ,2010年1月15日还将发生日环食,云南、四川、湖北、安徽等地公众可一睹日环食风采.2012年5月21日 ,日环食天象再次上演,广西、广东、福建、香港和澳门等地公众可欣赏.天文专家表示,在5年时间集 中出现如此多的日食天象是百年罕见的.
2:2008全国主要城市日食预报时间和见食情况:2008年八月一日,中国境内自新疆阿勒泰经哈密、酒泉、西安至郑州一线出现日全食,开始时间为北京时间十八时二十分左右,持续时间约两分钟.这是二十一世纪首次发生在中国境内的日全食天象.
日食带及月球影子
日食带(月球影子)在赤道地区每小时移动约1,100英里,两极则达到每小时5,000英里.最宽的日全食带为167英里.在日全食经过的地区,可以看到偏食的范围最高达3,000英里.日全食带一般经过的地区是在海洋或荒无人烟的地方.
日全食发生的原理
发生日环食是因为太阳靠近月球轨道与地球轨道的的一个交点,而同时月球在距此点的最远的点上.食既从初亏开始,就是偏食阶段了.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.此时整个太阳圆面被遮住,因此,食既也就是日全食开始的时刻.
之所以会发生日全食,是因为存在一种神奇的对称性.太阳的直径是月亮的400倍,而它距地球的距离正好也是月亮的400倍.结果,当月亮完全处于地球和太阳之间时,对那些完全处于月亮阴影中的人来说,太阳的表面便被完全遮挡了.太阳变成了黑色,只留下一个金色的光环,天空变成了靛青色.鸟儿此时会失去方向,或者会飞回巢中,蝙蝠和其它夜行动物则可能睡眼惺忪地出来活动.
日食发生时的影响及现象
发生日全食时,光线穿过树叶的缝隙投影出新月的影子.发生日全食时,动物常常准备睡觉,或行为异常.发生日全食时,当地的温度通常会下降至少20度以上.当99 %的太阳表面被覆盖时,能看到的晨昏蒙影现象.在日全食期间,地平线的周围会有一个窄的光带,这是因为观察者并不是直接站在月亮的影子下面,地球和月亮有一定的距离.在现代的原子钟出现之前,天文学家通过对日食的古代记录进行研究,发现地球旋转的周期每个世纪变慢了0.001秒.
日食过程
一次日全食的过程可以包括以下五个时期:初亏、食既、食甚、生光、复圆.
初亏
由于月亮自西向东绕地球运转,所以日食总是在太阳圆面的西边缘开始的.当月亮的东边缘刚接触到太阳圆面的瞬间(即月面的东边缘与日面的西边缘相外切的时刻),称为初亏.初亏也就是日食过程开始的时刻.
食既
从初亏开始,就是偏食阶段了.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.此时整个太阳圆面被遮住,因此,食既也就是日全食开始的时刻.
食甚
食既以后,月轮继续东移,当月轮中心和日面中心相距最近时,就达到食甚.
生光
对日偏食来说,食甚是太阳被月亮遮去最多的时刻.月亮继续往东移动,当月面的西边缘和日面的西边缘相内切的瞬间,称为生光,它是日全食结束的时刻.在生光将发生之前,钻石环、贝利珠的现象又会出现在太阳的西边缘,但也是很快就会消失.接着在太阳西边缘又射出一线刺眼的光芒,原来在日全食时可以看到的色球层、日珥、日冕等现象迅即隐没在阳光之中,星星也消失了,阳光重新普照大地.
复圆
生光之后,月面继续移离日面,太阳被遮蔽的部分逐渐减少,当月面的西边缘与日面的东边缘相切的刹那,称为复圆.这时太阳又呈现出圆盘形状,整个日全食过程就宣告结束了.
贝利珠/钻石环
在太阳将要被月亮完全挡住时,在日面的东边缘会突然出现一弧像钻石似的光芒,好像钻石戒指上引人注目的闪耀光芒,这就是钻石环(Diamond Ring),同时在瞬间形成为一串发光的亮点,像一串光辉夺目的珍珠高高地悬挂在漆黑的天空中,这种现象叫做珍珠食,英国天文学家贝利最早描述了这种现象,因此又称为贝利珠(Baily Beads).这是由于月球表面有许多崎岖不平的山峰,当阳光照射到月球边缘时,就形成了贝利珠现象.贝利珠出现的时间很短,通常只有一二秒钟,紧接着太阳光就全部被遮盖住而发生日全食了.
食分
用来表示日食的程度.对于日食而言,食分并不表示太阳圆面被遮俺的面积,而是表示日面直径的被遮部分与太阳直径的比值.以太阳的直径作为1,如果食分为0.5,这就表示太阳的直径被遮去了一半;如果食分为1,那就是太阳的整个圆面被遮住,那就是日全食.很显然,食分越大,日面被遮掩的程度就越大.日偏食的食分是小于1.0的,日全食的食分是1.0.
食带
由于月亮的影锥又细又长,所以当它落到地球表面时,所占的面积很小,至多不会超过地球总面积的万分之一,它的直径最大也只有二百六十多千米.当月球绕地球转动时,影锥就在地面上自西向东扫过一段比较长的地带,在月影扫过的地带,就都可以看见日食.所以这条带就叫做"日食带".带内发生日全食的,就叫全食带;带内发生日环食的,就叫环食带.可以看到偏食的范围很广阔,已经不像一条带子,而是很大的一片地区.
全食带是一条宽度不过二三百千米,长约数千到10000千米的狭窄路径(有时全食带的宽度甚至只有几千米),只有在全食带扫过的地区才能看见日全食或日环食的发生.全食带的两旁是较广阔的半影扫过的地区,在这些地区内可见偏食.离全食带愈近的偏食区,所见偏食程度愈大;离带愈远,可见偏食程度愈小;半影区以外的地方是看不见日食的.
由于月球是由西向东运行,所以它的影子也是沿同一方向运行,因此各地看到日食的时间是不同的.当地面上的西部地区已经处在黑影区域内,这一地区的人已经看到日食时,东部地区的人却不能同时看到日食,得在月影向东移来后才能看到日食.所以,西部地区的人总是比东部地区的人先看到日食.
日食每年都有发生,但由于全食带是一条狭窄的影带,据估计,平均每200~300年,某一地区或城市才有机会被全食带扫过,所以,对住在一个城市的人来说,一生可能未看到过一次日全食.
日食持续时间
日食的时间长短,同月球影锥在地面上移动的速度以及地球的自转方向有关.以日全食来说,由于月球的视直径仅略大于太阳,同时月影在地面移动速度很快,因此日全食的时间是很短暂的.在全食带的某个地点所看到的日全食时间通常只有两三分钟,最多不超过7分钟.如果全食带经过赤道附近地区,日全食时间就可延续到7分40秒,这时是观测日全食的最好机会.
在发生日环食时,月亮总是位于远地点附近,这时月亮运行的速度较慢,因此日环食的时间比较长,如果日环食发生在赤道附近,那么在赤道附近观测日环食的时间可长达12分42秒.
就全球范围来说,如果把月亮半影开始遮掩日面的时间计算在内,日食时间的长度由初亏至复圆的整个过程可长达三个半小时.
日偏食的时候,由于月影范围大于其本影,食相经过的时间长短要视食分的大小而定,食分愈大,时间也就愈长.
本世纪中国境内的日食
2008年8月1日
这次日食的食分为1.039,全食最长持续时间为2分27秒,北美洲东北部、欧洲和亚洲部分地区可见,其中加拿大北部、格陵兰、俄罗斯新西伯利亚、蒙古和中国的新疆维吾尔自治区、甘肃省、宁夏回族自治区、陕西省、山西省、河南省部分地区可见全食.
在中国境内,考虑到太阳高度、地理和交通等综合因素,甘肃省金昌市是一个较佳的观测地点,月球本影中心将从金昌市市中心以北仅12千米处经过,可以获得长度约1分45秒的日全食时间.
2009年7月22日2007年,国际天文学联合会日食组主席杰.巴萨乔夫教授宣布,2009年7月22日,在中国境内可以观测到21世纪以来人类可以观测到的时间最长的一次日全食.
这次日全食的最佳观测区在长江流域.
在长江流域一条长长的观测带上,浙江省安吉县天荒坪抽水蓄能电站上水库是全球最佳观测点.浙北小城安吉因此名扬全球.
因为那次日全食带横扫整个中国人口稠密的长江三角洲城市群,备受关注.
2009年7月22日早晨9点可以观测到持续6分钟的日全食.
500年一遇的日全食奇观将于今年7月22日上午发生,最精彩的部分将从上午9时至9时38分(北京时间)开始,宁波全境可看到90%以上日偏食.
世纪日食
2009年7月22日:世纪日食.随着月球的黑色阴影第一次降落在阿拉伯海上,然后穿过印度中部和东北部、尼泊尔东南部、不丹的大部分地区、孟加拉国北部、印度最东部和南部,以及西藏中部,21世纪时间最长的日全食将发生.稍后不久,月亮的暗影将从中国中部地区穿过,接着向中国的东海和琉球群岛的一些区域移动.距离硫磺岛东南偏东大约200米的地方,是观察这次日食的最佳地点.对一些人来说,这可能是21世纪出现的最完美的一次日食.它是在1991年到2132年之间发生的日食中,持续时间最长的一次.
日食看点
看点之一:贝利珠
看点之二:色球层
看点之三:日珥
看点之四:日冕
看点之五:天空与环境
在临食既阶段,注意亮星行的出现,在偏食阶段,注意风力和气温的变化,地面影子的移动,以加深对这一壮观天象的的认识.
摄像机下的日全食过程

*发布作者：唐人社，美国十次啦
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