日環食

日環食

天文現象日食的變種
日環食(annular solar eclipse)是日食的一種。發生時太陽的中心部分黑暗,邊緣仍然明亮,形成光環。這是因為月球在太陽和地球之間,但是距離地球較遠,不能完全遮住太陽而形成的。發生日環食時,物體的投影有時會交錯重疊。2012年5月21日,日環食現象現身天際,本次日環食,在我國境内可以觀察到的時間最長達4分33秒。另,2013年11月3日,全球多地出現日全環食,據稱此次日全環食系本世紀第二次日全環食。2020年6月21日下午,“日環食”天文景觀現身天宇。本次“日環食”的“食分”達到了0.99以上,即太陽整個圓面有超過99%的面積被遮住,幾乎接近全食。這樣的“日環食”也被稱為“金邊日食”。[1]
  • 中文名:日環食
  • 外文名:annular solar eclipse
  • 别名:
  • 概 念:天文現象
  • 下次預計日期:2020年6月21日
  • 學 科:天文學
  • 原 因:月球不能完全遮住太陽

簡介

日環食是日食的一種,是根據光的直線傳播形成的。發生時太陽的中心部分黑暗,邊緣仍然明亮,形成光環。這是因為月球在太陽和地球之間,但是距離地球較遠,不能完全遮住太陽而形成的。發生日環食時,物體的投影有時會交錯重疊。

原理

日環食的本質實際上是因為月球離地球較遠,月球的本影不能到達地面而它的延長線經過了地面,而位于月影的本影延長線區域(僞影區)的人們就能看到日環食。如果月球離地球較近,月影本影能到達地面,則本影下的人們看到的是日全食。

日環食還與地球和月亮本身有關。因為地球和月亮都是不透光的球體,所以太陽照射到光,有時會被月球擋住。農曆初一初二就有可能發生日環食。在以上日子中,如果地球、月球、太陽在同一條直線上時,日環食就發生了。太陽射出的光線被月球擋住,而在月球的陰影區内,人就不能接受到陽光,所以就無法看到太陽。又因為月球到地球的距離與月球到太陽的距離不同,且月球離太陽比月球距離地球大很多所以月球就把太陽遮住,隻露出周圍的一部分,所以形成日環食。

過程

與日全食原理類似,日環食的發生也是因為月球在太陽和地球之間,但是距離地球較遠,不能完全遮住太陽而形成的。

日環食過程分為初虧、偏食、環食始、食甚、環食終、偏食、複圓。

從天文觀測角度看,日環食可觀測的現象比日全食要少很多,因為太陽光還沒有被完全遮蔽,色球、日冕、貝利珠等很多現象都很難觀測到,但在環食階段,尤其是在食甚的時候,太陽的中心部分黑暗,邊緣仍然明亮,變成了一個金光閃爍的圓環,這一景象同樣令人深感視覺震撼。

每一次“天文盛宴”都是向公衆普及天文知識的好機會。為了讓人們了解更多的天文知識,由中國多家天文機構聯合組建的中國天文科學網絡委員會,曾在雲南大理開通“中國天文科普網”。無窮無盡的宇宙、變化萬千的壯觀天象,可以激發人們的求知欲和探索欲,加強天文科普能力建設、創新科普形式,可以提高中國公衆的科學素養。

觀測要點

觀測方法

一是要選擇好合适的濾光片。雖然将近日落,但陽光仍舊刺眼,要注意保護眼睛,選擇好濾光片,電焊玻璃、電腦軟盤芯、照相底片都可以試一試,即使如此,看的時間也不要過長,拍照時,在鏡頭前也要加上适當的濾光片,否則會損壞相機。在太陽落山的時候,可試着取下濾光片,直接用肉眼看一眼,但不要時間過長。

二是要選擇好适當的觀看地點,最佳的觀看地點是高處,能看見太陽落山的地方。如身處高層樓房,可在朝西的陽台或窗戶觀看。或上天塔、山頂,但一定要在前兩天選擇好這個地點,還要試拍太陽,測好曝光量,不要臨時抱佛腳。

三是要注意觀看的時間,以2010年1月15日日食為例,此次日食從下午3點以後開始,到5、6點以後結束,但具體的時間,各地不盡相同,要以當地預報時間為準。最好在初虧之前進入觀看地點,直到日食或日落結束,看個“全過程”。

注意事項

觀測日環食最重要的就是要保護眼睛,雖然日食是太陽或者部分被遮擋,太陽光并不是十分刺眼,然而1%的太陽面積所發出的光比電焊發出的光的亮度還要強,如果直接注視太陽時間稍微過長,就會導緻視網膜黃斑被燒傷,造成“日光性視網膜炎”,一旦燒傷,視網膜黃斑将永遠無法複原。被傷當時可能會沒有感覺,但幾小時以後就會出現不良反應,嚴重者造成永久失明。

觀測時一定要用減光裝置,譬如,專業觀測鏡,或者是到專業觀測點進行觀測,雖然專業觀測鏡濾光條件比較好,但是也不能長時間觀看,一定不要用肉眼直視太陽。

出現記錄

古書記載

日食與月食是自古就有的自然天象,世界上的文明古國多有這方面的記載。在巴比倫和尼涅維亞的廢墟中所得的陶土器皿和斷裂的石碑上,有六次古代日食的記載。其中最早的一次于公元前911年發生。曾有人認為,這是世界上最古的一次日食記載。

我國儒家經典《尚書》的《胤征》篇記載了一次日食事件:在仲康時代(約公元前21世紀左右)有兩個掌天地四時之官名毅與和,他倆疏于職守,不僅沒有預測到日食的日期,而且在那次日食發生時,正喝得爛醉,按當時政典,兩人都被處死。這篇資料,已被中外天文學家公認是世界上最早的日食記載。

有關《尚書》記載的這次日食發生的日期,中外學者認識不一緻:最早的認為應該在公元前2156年10月22日;而最遲的是公元前2007年10月25日。即使是發生在公元前2007年,也比國外最古的日食記載公元前991年早1016年。

現代實例

以下21世紀以前的隻列舉中國境内能看見的日環食。21世紀的列舉中國境内能看見的日環食,以及境外能看見日環食、境内能看見日偏食的情形。

全環食1786年01月30日 海南台灣 上午

全環食 1789年11月07日 新疆,西藏,四川西南部,雲南東北部,貴州西南部,廣西,廣東 上午

環 食 1795年01月21日 江蘇北部 帶食而出

環 食 1802年08月28日 内蒙古,河北,北京,天津,山東,江蘇 下午

全環食 1828年04月14日 藏南亞東,雲南中北部,貴州 帶食而沒

環 食 1828年10月09日 南沙群島 帶食而出

環 食 1829年09月28日 内蒙古根河,黑龍江漠河,伊春,撫遠 上午

環 食 1840年03月04日 雲南西北,四川西部,中部,北部,甘肅南部,甯夏,内蒙,經中蒙邊境,大興安嶺出境 中午

環 食 1849年02月23日 西藏東北部,四川中部,重慶南部,貴州,湖南北部,湖北,安徽,江蘇,浙江 上午

環 食 1857年09月18日 西藏西南邊緣普蘭地區 上午

環 食 1861年07月08日 南沙群島 上午

環 食 1872年06月06日 雲南,四川,陝西,河南,山西,河北,北京,天津,山東北部,遼甯,吉林東部 上午中午

環 食 1883年11月30日 吉林東部 帶食而出

環 食 1890年06月17日 西藏亞東 帶食而沒

全環食 1894年04月06日 藏東南察隅,芒康,四川甘孜,甘肅蘭州,甯夏銀川, 中午

環 食 1901年11月11日 中沙群島帶食而沒

全環食 1903年03月29日 新疆阿勒泰,克拉瑪依,内蒙古滿洲裡,根河,古蓮,滿歸,黑龍江漠河 上午近中午

環 食 1904年03月17日 西沙,中沙群島 下午

環 食 1911年10月22日 新疆阿勒泰,青海中北部,西藏東北部昌都,四川西南部,雲南中北部,貴州西南部,廣西,廣東西南部,海南,西沙,中沙群島,南沙群島東北部 上午

環 食 1944年07月20日 南海,南沙群島東北部 下午

環 食 1948年05月09日 海南,廣東西南部至北部,江西,安徽南部,浙江西北部,江蘇南部 上午

環 食 1955年11月14日 海南,香港,東沙群島,台灣帶食而沒

環 食 1965年11月23日 藏西南普蘭,南沙群島 近中午

環 食 1966年05月20日 新疆伊甯,烏魯木齊,哈密,甘肅北部,内蒙古,甯夏,陝西,河南 傍晚

環 食 1976年04月29日 西藏西南部,中部,那曲,昌都 傍晚

環 食 1987年09月23日 新疆伊甯,奎屯,哈密,内蒙古額濟納旗,甯夏銀川,陝西北部,山西,河南,山東西南部,安徽,江蘇,浙江 上午

2002年6月11日(日界線東是6月10日):印尼、帕勞、北馬裡亞納、墨西哥部分地區出現環食,中國除西北和西藏中西部外在上午可見偏食。

2003年5月31日:英國蘇格蘭、法羅群島、冰島、揚馬延島、格陵蘭島部分地區出現環食,中國新疆、西藏的西部及黑龍江、内蒙古最北部可見偏食。

2005年10月3日:葡萄牙、西班牙、阿爾及利亞、突尼斯、利比亞、乍得、蘇丹、埃塞俄比亞、肯尼亞、索馬裡、塞舌爾部分地區出現環食,中國西藏大部和雲南西部在日落前可見偏食。

2009年1月26日(春節):科科斯群島、印尼、馬來西亞部分地區可見環食,中國西南、東南部分地區在日落前可見偏食。

2010年1月15日:乍得、中非、剛果(金)、烏幹達、坦桑尼亞、肯尼亞、索馬裡、塞舌爾、馬爾代夫、印度、斯裡蘭卡、孟加拉國、緬甸、中國出現環食,其中中國雲南、四川、貴州、重慶、陝西、湖南、湖北、河南、安徽、江蘇、山東的部分地區可見環食,其餘地區可見偏食。中國的日食發生在日落前。

2012年5月21日(日界線東是5月20日):中國廣西東南部、海南北部海岸一小角、廣東大部、澳門、香港、江西南部、福建大部、浙江東南角、台灣北部、日本、美國的部分地區出現環食,中國除新疆、西藏最西端外其餘部分均可見偏食。中國的日食發生在日出後不久。

2013年5月10日:澳大利亞、巴布亞新幾内亞、所羅門群島、基裡巴斯部分地區可見環食,南沙群島南部在日出後不久可見偏食。

2016年9月1日:赤道幾内亞、加蓬、剛果(布)、剛果(金)、坦桑尼亞、莫桑比克、馬達加斯加、留尼汪(法)等。但這個景象隻有非洲中部、馬達加斯加和留尼旺島約100公裡狹長地帶的人能觀賞。在這個地帶的四周,民衆最多隻能看到部分日環食。

2019年12月26日:中東、南亞和東南亞等。中國大部分地區都可以看到日偏食天象。

2020年6月21日中國境内可見的環食:

環 食 2020年6月21日:西藏普蘭,那曲,昌都,四川南部,貴州中部,湖南中南部,江西中南部,福建中南部,台灣中南部 下午

環 食 2030年6月1日:内蒙古根河,黑龍江黑河,伊春,鶴崗,撫遠等地 下午

環 食 2041年10月25日:内蒙古錫林浩特,通遼,遼甯沈陽,撫順,本溪,吉林通化等地 上午

環 食 2042年10月14日:曾母暗沙 上午

環 食 2064年2月17日(春節):西藏東南部,林芝,昌都,青海西甯,甘肅中部金昌,武威,甯夏,内蒙大部,山西,吉林,黑龍江中南部 帶食而沒

環 食 2074年1月27日(春節):廣西北海,廣東雷州半島至中部,東北部,江西南部,福建中南部 傍晚

環 食 2074年7月24日:南海西沙群島和南沙群島之間 上午

環食2085年6月22日:雲南西雙版納,思茅,個舊,貴州都勻,貴陽,湖南中南部,江西中部,浙江東南部,福建北部上午

環 食 2095年11月27日:遼甯沈陽,大連帶食而出

環 食 2096年11月15日:曾母暗沙帶食而出

2012年記錄

2012年5月21日清晨,中國南部沿海出現了日環食,大部分地區都出現了日偏食。本次日環食是我國東南沿海50多年來迎來的第一次日環食。本次日環食在北京時間21日6時6分從中國東南部開始,我國廣西壯族自治區、海南省北部地區将最先看到環食,随後是廣東、江西、福建以及浙江省南部,之後環食帶入海。

具體過程

本次日環食,在我國境内可以觀察到的時間最長達4分33秒。當天清晨,廣西地區最先看到環食,随後是廣東、江西、福建、台灣北部以及浙江的最南端,之後環食帶進入我國東海。預計,福建沿海是我國觀測條件最好的地方,除以上地方我國大多數地區可見日偏食。算上日出的過程,本次日環食在我國整體過程大約在5月21日淩晨4時30分~7時40分之間,各地觀測時間稍有不同。

觀測事項

據天文專家介紹,在地面觀測日環食需要一定的天氣條件,如果出現陰雨天氣難免會無緣得見日環食奇觀。如今興起的“坐飛機觀天象”方式則有效避免了天氣障礙,但是在此段時間如果需要搭乘飛機那麼就可以很好地進行日環食的觀測了。如果在等待登機,那麼可以選擇機場登機口作為觀測地點,如果正在飛機上,由于飛機翺翔在雲端之上,受雲層遮蓋影響較小,更有利于觀測。

據統計,2012年5月21日日環食這一時段内,全國約有119次航班在運行。其中北京(出發):30個、上海12個、成都21個、廣州1個。

2013年記錄

北京時間2013年11月3日19:05開始,本世紀第二次日全環食上演。日食從北京時間19:05開始,月亮的影子開始投射到地球上,整個過程持續了3.3個小時,由于影子在地球表面的移動速度不一樣,所以各地觀測到的日食時間也有差别,其中全食持續時間最長的地方位于靠近非洲西海岸的大洋中,但也隻有1分39秒。

2014年記錄

北京時間4月29日消息,據國外媒體報道,2014年的第一場日食将于今天(29日)上演,這将是一次日環食,但可見的區域不是很理想,幾乎避開了所有人口密集的區域,基本隻有南極地區的企鵝們可以欣賞這一美景了。

2017年記錄

2017年2月26日,一場罕見的“日環食”奇觀将現身天宇,本次環食始于南太平洋,穿過南美洲的智利和阿根廷以後進入南大西洋,結束于非洲西南部,中國公衆無緣目睹“大鑽戒”風采。

2019年記錄

12月26日,日環食天象在中東、南亞和東南亞等地上演。中國不處在這次日環食帶所經過地區,但是中國大部分地區都可以看到日偏食天象。

本次日環食最大食分将達0.9701,食帶寬117.9公裡,最長見食時間3分40秒。

2020年記錄

2020年6月21日下午,“日環食”天文景觀現身天宇。本次“日環食”的“食分”達到了0.99以上,即太陽整個圓面有超過99%的面積被遮住,幾乎接近全食。這樣的“日環食”也被稱為“金邊日食”。

相關傳說

傳說:太陽被“吃掉了”

“以前有人教育小孩子時,總愛說‘再不聽話,小心天狗叼走你!’其實這就是源于古人對日食的觀感。”根據曆史與古籍考證,中國觀測日食已有4000多年,我國擁有世界上最早、最全的日食記錄,自夏、商、周到元、明、清,古人對于日全食、日環食和日偏食的記錄有一千多次。古時民間百姓認為,出現日食的過程,是“天狗”這樣的惡神跟人類作對,故意“破壞”萬物賴以生存的太陽所緻。

吳志倫查閱資料後表示,其實關于日食的傳說,不僅在中國有,世界各國都有,但這些傳說具有一個共同點,那就是它們都認為是怪物(中國認為是“天狗”)把太陽“吞食”了或者是在“破壞”太陽。

印度神話中,人們把太陽的突然消失歸咎于一個叫作“拉胡”的魔鬼,認為是它把太陽咬了一口,造成日食。

古埃及的太陽教徒相信,存在着一條食日的蟒蛇。另外一些埃及傳說認為,日食的發生是因為一隻想在天庭稱霸的秃鷹企圖奪走太陽神的光芒。

古意:上天“降罪”于人

“古代,由于缺乏科學知識,當日食出現時,不論是在中國還是在國外,都被認為是一種兇兆。在我國漢朝還有一個很出名的規定,就是一旦出現日食、月食等現象時,當朝的宰相就得辭官,因為在當時,這些天象被看做是老天對朝廷的懲罰。”重慶師範大學教授鮮于煌說,從廣義上來講,出現日食,通常會被古人認為是君王不道、政局紊亂,“這是上天降罪、警示人類的一種方式。”

面對日食,一般老百姓也會采取行動,即救日,所謂救日。中國古時的救日禮儀曆來是很豐富的,主要有祈禱、擊鼓、放鞭炮等。

在國外,墨西哥的印第安人每次見到日食,女人都會歇斯底裡地驚叫,因為她們認為這是魔鬼即将降臨世間吃掉人類的信号。美國的奧吉布瓦印第安人在日食發生時,會向天空射出帶着火焰的箭,意圖“再度點燃太陽”。

産生影響

還沒有任何證據證明日食的發生對人類健康以及地球生物有影響,但自古以來由于對日食的認識問題,人類一度将日食認為是末日征兆。在中國也曾有“天狗食日”的民間說法。而這些推斷并沒有科學依據。日食對人類造成的心理影響更為明顯。

日食不見得完全對地球生物無影響,以下是科學角度認知上的災害:

天災方面:造成能見度下降、氣溫降低(沙漠地區最為明顯)、濕度上升,對于交通運輸的生産作業、通信安全(定位衛星斷訊)等,或是某些敏感的動植物會應日食産生不尋常的變化。因此在日食(尤其日全食)期間,受到影響的地區需要調整照明設備以維護交通安全。

人禍方面:根據曆史的事件紀錄分析,有發生過有心人士将日食當作時間點的指标,借由此引起國家動亂、起義戰争、奪取統治階級的生命等各種意圖的時機。在社會治安上,則會有人刻意散播不實謠言(或者是借由網絡等手法),造成民衆的迷信猜測和心理恐慌等帶來一定影響。

日環食是日食的一種,這是由于月球在太陽和地球之間,但是距離地球較遠,不能完全遮住太陽而形成的。日環食過程分為初虧、偏食、環食始、食甚、環食終、偏食、複圓。發生日環食時,體物的投影有時會交錯重疊。

2012年5月21日,我國東南沿海部分地區出現了日環食景象,日環食國内可見區域主要位于福建、廣東、廣西、海南、浙江、台灣部分地區;其他地區表現為日偏食。日環食上一次出現的時間是2010年1月15日,而再下一次環食帶過境我國,要到2020年6月21日。

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