日食是什么?日全食多少年出现一次

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日食,是一种特殊天文现象,是月球遮住了太阳所致。当地球、月球、太阳三者运行到同一直线上,且月球位于地球与太阳之间时便会发生日食现象。在日食中,日环食与日全食是最为壮观的景象。全球范围内日全食平均每1.5年会有一次。

日食的概述

日食,从字面意思,我们也可以理解为食日,即“吃掉”太阳。那么是什么“吃掉”太阳呢?月亮!在我国古代民间传说是“天狗食日”,因为人们不知道是什么,所以认为是“天狗”。随着科技的发展,我们现在知道了,是月亮“吃掉”了太阳。

日食上演时,需要使用专业的太阳滤镜观赏。如果是部分被月亮遮住,那么这被称为日偏食,如果全部被月亮遮住,这被称为日全食。还有一种很壮观的日食,那就是日环食,它的样子就如同天上挂了一个超级无敌的天然指环。

日食是什么?日全食多少年出现一次

1999年8月11日的日全食,图:Luc Viatour

当一个观测者(在地球上)位于月球投射到地面的阴影时(位于食带中),月亮就会完全的或部分的遮住太阳,这一地区就发生了日食现象。只有当月球接近黄道面时,太阳、月亮和地球几乎在一条直线上(朔望),这种情况才会发生日食现象。在日偏食和日环食类型中,月亮只能遮挡住部分太阳。

如果月球的运行轨道是圆形的,且在距离上离地球稍微近一点,再加上位于同一轨道平面,那么当每当新月发生时,我们从地球上都会看见日全食。但是,由于月球的轨道与地球围绕太阳的轨道有5°9′的倾斜夹角,所以月球的影子通常会错过地球。

只有在新月期间,月球离黄道面足够近时,日食才可能会发生。两个事件必须出现的一种特殊情况,因为月球的轨道在每个交点月(27.212220天)中其轨道节点处穿过黄道会发生二次,而每个朔望月(29.530587981天)只能发生一次新月。因此,日食(和月食)仅在日食的季节时才会发生,每年至少会发生两次,最多只能发生5次日食;其中日全食一般不会超过两次。

日食是什么?日全食多少年出现一次

2012年5月20日的日环食,图:Smrgeog

日食的类型

日食有四种类型:

第一种是日全食,这种情况是月亮的暗轮廓完全遮蔽强烈而又明亮的太阳光,在这种情况下,我们可以看见很微弱的太阳日冕。在所有的日全食中,全食带的范围是非常狭窄的,因此只有小部分地区才可以看见。

第二种是日环食,当太阳、月亮、地球轨道运行到近乎呈一条直线时,就会发生日环食,不过此类型事件要求月亮的视直径必须小于太阳视直径。所以,太阳看起来就是一个非常明亮的大环,或天然大指环,月亮的暗面周围被太阳光所包围。

第三种就是混合日食(也称为日环食/日全食),这种类型的日食会在日全食和日环食之间短暂的移动。也就是说在地球表面的某些点上,它看起来像日全食,而在其他附近的点上,它看起来又像日环食。这种混合日食是极为罕见的。

第三种就是日偏食,当太阳、月亮、地球沿轨道运行到偏离直线多点时,月亮只会有一部分遮挡太阳,这就是日偏食。这种现象很普遍,因为在日全食、日环食、混合食中都可以看见它。然而,有些日食只能发生日偏食,因为本影只经过地球的极地区域,不会与地球表面相交。

就太阳的亮度而言,日偏食实际上是不会发生很明显的亮度变化,因为它需要90%以上的遮蔽率才能让我们明显注意到太阳亮度变暗的现象。即使在99%的情况下,也不会比民用的黄昏暗淡。当然,如果观测者通过一个专业的太阳滤光器(为了安全起见,在观赏日食时,一定要一直使用滤光器)来观察太阳,就可以观察到太阳的变暗过程。

日食是什么?日全食多少年出现一次

2014年10月23日的日偏食,图:Tomruen

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