日全食 (自然现象)

日全食是日食的一种,即在地球上的部分地点太阳光被月亮全部遮住的天文现象。日全食分为初亏、食既、食甚、生光、复原五个阶段。由于月球比地球小,只有在月球本影中的人们才能看到日全食。民间称此现象为天狗食日。

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    中文名
    日全食
    外文名
    Eclipse
    定    义
    太阳被月亮全部遮住的天文现象
    俗    称
    天狗食日

    1简介

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    日食,又作日蚀,是一种天文现象,当月球运行至太阳地球之间时,对地球上的日全食部分地区来说,月球挡住了太阳的部分或全部光线,看起来好像是太阳的一部分或全部消失了,这就是日食。日食只在发生在朔,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,在三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。

    2形成过程

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    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。

    日全食日全食

    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。

    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,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,英国天文学家倍利最早描述了这种现象,因此又称为倍利珠。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,就形成了倍利珠现象。倍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。

    日全食时,大地变得昏暗,兽惊归巢穴。这时天空中就会出现一番奇妙的景色:明亮的星星出来了,在原来太阳所在的位置上,只见暗黑的月轮,在它的周围呈现出一圈美丽的、淡红色的光辉,这就是太阳的色球层;在色球层的外面还弥漫着一片银白色或淡蓝色的光芒,这就是太阳外层的大气—日冕;在淡红色色球的某些地区,还可以看到一些向上喷发的像火焰似的云雾,这就是日珥。日珥是色球层上部气体猛烈运动所形成的气体“喷泉”。色球层、日饵、日冕都是太阳外层大气的组成部分,平时在一定的条件下也可以观测到,但在日全食时,这些现象可以看得特别清楚。

    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。对日偏食来说,食甚是太阳被月亮遮去最多的时刻。

    生光

    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。

    3相关概念

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    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→全食→环食。

    4形成条件

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    日全食日全食

    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着下降。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。

    5现象影响

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    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。

    6观测指南

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    1.必须在日全食发生的中心地带上。

    2.日全食的时间在3分钟以上。

    3.天气状况良好

    72017日全食

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    2017年全球唯一一次日全食北京时间8月22日凌晨在美国上演,美国人们看到像是有人将阳光“关掉”了一样的震撼场景。

    2017日全食2017日全食

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    图片来源:国际在线

    天文专家表示,受地理位置所限,此次日全食我国不可见,感兴趣的公众可借助互联网、电视、移动APP等方式了解和关注此次“天狗吞日”,有一定经济条件的公众可携带观测设备赴美观测,见证这一天文盛况。

    天文专家介绍,当月球运行到日地之间,完全遮住太阳时的现象就是日全食。日全食是上天赐给人类无比美妙的天象大餐,对一个具体的城市来说,要300年以上甚至400年左右才能发生一次日全食。日全食发生时让人有时空倒转的感觉,本来明亮的天空一下子变得漆黑,鸟儿们则以为是夜幕降临、纷纷归巢。

    中国天文学会会员、天津市天文学会理事史志成介绍说,始于北京时间8月22日零时49分的这次日全食,全食带西起东北太平洋,陆上区域只经过美国这一个国家,在大西洋中部结束。本次全食最长见食点位于美国中东部,可以观测到2分40秒的全食。除此之外,在全食带两侧数千千米的区域内都能观测到食分不等的日偏食。

    参考资料

    [添加]
    [1].日全食形成原因与过程

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    • 更新时间:2017-08-22
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