當(dāng)日環(huán)食發(fā)生時,月亮覆蓋太陽的中心,只留下太陽可見的外緣,在月亮周圍形成一個“火環(huán)”或環(huán)形的形狀。
圖解 :一個典型的“火環(huán)”
日食發(fā)生時,新月會在在地球上投射一個陰影。
由于月亮的影子不足以包裹整個地球,所以月影總是局限于一塊明確的區(qū)域。因為地球和月球都分別在持續(xù)運(yùn)動,所以日食期間這塊區(qū)域會發(fā)生改變:地球在繞太陽公轉(zhuǎn)的同時也在繞地軸自轉(zhuǎn),而月球繞地球公轉(zhuǎn)。
日食只有在陰影覆蓋的區(qū)域內(nèi)可見,你離影子經(jīng)軌的中心越近,你看到的日環(huán)食越大。
“annular(環(huán)食)”來源于拉丁文中的環(huán)“ANNULUS”,這時,日食以它們最黑,最大程度的時間點命名,盡管它只持續(xù)不到一秒。即使只能在一個地點看到這種典型的火環(huán),這整個日食也被稱為一個日環(huán)食。
圖解:日食發(fā)生時太陽、月球和地球的位置(不依照實際比例)
然而,在大部分地區(qū)和持續(xù)的大部分時間里,一個日環(huán)食看起來像一個不完整的日食。日全食和罕見的混合型日食(在日食地區(qū)可以同時看到從日偏食到日全食的進(jìn)程)也是如此——在一些地方能看見日環(huán)食的最大時刻,在另外一些地方能看到日全食 。
日環(huán)食什么時候發(fā)生?
日環(huán)食只發(fā)生在以下的條件:
1.在新月期(初一)
2.同時,月球處于(或臨近)黃道白道交點,這時地球、月球、太陽整齊的位于(或接近于)一條直線上。
3.月球處于遠(yuǎn)地點——月球離地球最遠(yuǎn)的地方,因此太陽的外邊緣也就是陽光組成的環(huán)仍然可見。
1.為什么日食不在每個新月都發(fā)生?
相對來說日食很罕見。對任何出現(xiàn)的日食來說,它必須發(fā)生在新月期附近, 太陽和地球整齊的在月球的兩側(cè)。通常,從地球觀測新月是不可見的。我們唯一能看到它的時間是日食期間,由太陽使它顯現(xiàn)。
圖解:接近地球公轉(zhuǎn)軌道(黃道)月球公轉(zhuǎn)軌道(白道)交點,黃白道交點是月球軌道與地球運(yùn)行的黃道的交點。
2.靠近月球軌道交點
所以,為什么不是在每一次新月期的夜晚都會出現(xiàn)月食呢?這是因為產(chǎn)生月食的另一個條件是要靠近黃白道交點。
相對于地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面(黃道面),月球繞地球旋轉(zhuǎn)的軌道平面(白道面)傾斜了5°,而兩個軌道平面的交點就是黃白道(面)交點。當(dāng)太陽和月亮都與月球交點很接近、可以和地球形成一條完美或近乎完美的直線的時候,我們就會經(jīng)歷一個持續(xù)約34.5天的食季。每次食季會出現(xiàn)兩到三次日食月食現(xiàn)象——其中至少一次、最多兩次是日食(并不是在同一地區(qū))。
3.月球距離地球較遠(yuǎn)
由于月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道是橢圓形而非圓形,每一個陰歷月份,我們的地球和月球之間的距離都會發(fā)生變化。
我們可以在日環(huán)食的最外圈看到太陽熾熱的邊緣是因為日環(huán)食發(fā)生時,月球在距離地球最遠(yuǎn)的點(即遠(yuǎn)地點)附近,此時,從地球上看去,月球比太陽小。
圖解:月球的偽本影
月球的影子
日食是由月球在地球上的投影引起的。目前知道的新月可以在地球上形成的投影有三種:本影、半影和偽本影。
如果想要看到日環(huán)食,你必須要處于月球投射偽本影的位置。盡管環(huán)形路徑的寬度在很大程度上是可變的,一般這個值最大也可以達(dá)到約150千米。如果你正好在這個區(qū)域的中心,你可以看到這個環(huán)的最大點就像一個完美的火圈一樣。在環(huán)形區(qū)域的其他部位,月球不是正好位于太陽的中心——這個時候環(huán)就會有不均勻的寬度。
圖解:A 本影區(qū)出現(xiàn)日全食。B 偽本影區(qū)出現(xiàn)日環(huán)食。C 半影區(qū)出現(xiàn)日偏食
如果你在環(huán)形路徑的邊緣上,你會看到一個不完整的火圈。另外,會有那樣一段時間,你會發(fā)覺到一種名為“貝利珠”的現(xiàn)象:好像小燈珠發(fā)出的光從月亮的一側(cè)照了過來。貝利珠的原理是太陽光可以從部分月面邊緣的山脈縫隙中透射出來。
日環(huán)食的始末
日環(huán)食有5個不同階段:
初虧-偏食開始:在太陽圓面的前方,月球的輪廓開始變得可見。太陽看起來好像被咬了一口。
食既-全食或環(huán)食開始:“火環(huán)”出現(xiàn)了。環(huán)食開始的幾秒鐘內(nèi),有時可以在月球輪廓的邊緣看到貝利珠,它們看起來像光珠。
食甚:月球遮擋太陽圓面中心(部分偏食不能遮擋中心)。
生光-環(huán)食開始消失:月球開始離開太陽圓面。在月球的前緣上可再次看到貝利珠。
復(fù)圓-偏食結(jié)束:月球不再與太陽的圓面重疊。日食結(jié)束。
持續(xù)時間
在日環(huán)食可見的地區(qū),日環(huán)食可持續(xù)超過3小時。從開始到結(jié)束,整個日環(huán)食過程可以持續(xù)超過6小時,但不是在同一個地區(qū)。環(huán),空中“火環(huán)”的可視時間在低于一秒到超過12分鐘之間變動。
保護(hù)好你的眼睛!
不要在沒有正確的護(hù)眼措施(比如日食眼鏡)的情況下直視太陽,不管是被遮住的還是其他狀態(tài)的太陽。太陽光會灼傷眼內(nèi)的視網(wǎng)膜,造成永久性損傷甚至失明。
觀看日食的正確姿勢是穿戴保護(hù)性日食眼鏡或者用針孔投影儀對日食進(jìn)行圖像投影。
日地距離
地球繞太陽運(yùn)行的軌道也是橢圓形的,意味著這里會有一個點地球距離太陽最近(近日點),有一個點距離太陽最遠(yuǎn)(遠(yuǎn)日點)。日地距離有時也影響橢圓軌道的類型、確切的日食太陽面積和地球上可以看見日食的區(qū)域大小。
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2019年12月26日日食是一次日環(huán)食,將發(fā)生于2019年12月26日。新月當(dāng)天(即朔日),地球上觀測到月球和太陽的角距離極小,此時月球如果恰好在月球交點附近,穿過太陽和地球之間,與地球、太陽接近一直線,則會出現(xiàn)日食。月球穿過太陽和地球之間,但距地球較遠(yuǎn),本影未能接觸地表,而使偽本影覆蓋的區(qū)域內(nèi)看到月球的角直徑小于太陽,就形成日環(huán)食,同時在偽本影兩側(cè)數(shù)千公里的半影范圍內(nèi)形成日偏食。此次日環(huán)食將經(jīng)過沙特阿拉伯、卡塔爾、阿聯(lián)酋、阿曼、印度、斯里蘭卡、印尼、馬來西亞、新加坡、菲律賓、關(guān)島、北馬里亞納群島,日偏食則將覆蓋非洲東部、亞洲大部分、大洋洲西部。
圖解:2019年12月26日日環(huán)食路徑圖
日環(huán)食:當(dāng)月球處于遠(yuǎn)地點時,月球的本影錐不能到達(dá)地球;到達(dá)地球的是由本影錐延長出的偽本影錐。此時月球的視直徑略小于太陽。因此,這時太陽邊緣的光球仍可見,形成一環(huán)繞在月球陰影周圍的亮環(huán)。(在環(huán)食區(qū)之外,所見的食相是偏食)。最近一次日環(huán)食發(fā)生于2019年12月26日。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學(xué)名詞
3.timeanddate-曜 柿原春茶 柒月未央、
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1.WJ百科全書
2.天文學(xué)名詞
3.原文來自:https://www.timeanddate.com/eclipse/annular-solar-eclipse.html
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