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2009年7月22日,中国可以看到日全食
浏览次数:992次 知识来源:未知 发布时间:2009-7-16 贡献人:哇哇
  
an annular total eclipse
  2009年7月22日,在桐城、黟县、无锡、苏州等城市能看得到本世纪最完美的日全食,长江大全食

原理

  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。
  、月食的发生必须是新月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)。
  月食的一个食季为24天,这个天数比一个朔望月的平均大数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。

 
一年中日、月食可能发生的次数归纳

  一年中日、月食最少有两次,而且这两次都是日食;
  一年中可能一次月食都不会发生(如1980年);
  一年中日、月食最多可以有七次:五次日食和两次月食(例如1935年),或者是四次日食和三次月食(例如1917年和 1982年)。
  一般说来,最常见的情况是一年中有四次日、月食:两次日食和两次月食。
  上面这些情况只是对全地球来说的。至于对地球的某个地点而言,一年内能看到日、月食的机会就要少得多。
  另外,从上面的数字来看,一年中日食发生的次数比月食发生的次数多,但实际上人们却往往看到月食的次数比看到日食的次数多。这是由于月食发生时,背着太阳的那半个地球上的人都可以看到;而在日食发生时,月亮的影锥只扫过地球上一个狭窄的地带,只有在这部分地区的人才能看到日食。1961年3月2日夜里发生的月食,在我国、整个亚洲以及欧洲地区都可以看到。而1968年9月22日发生的日全食,在我国只有新疆的部分地区可以看到全食,在北京只能看到日偏食,而在上海,什么也看不到。

 
20世纪(1901-1999)发生的日食的次数

  种类 次数
  日偏食 78
  日环食 73
  日全食 71
  混合食 6
  总计 228

 
日食和月食的周期性

  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(223×29.530588),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。


  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(即月面的东边缘与月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°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。
  

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。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(即月面的东边缘与月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、倍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。
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