书城科普奇妙的日食与月食现象
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第6章 日食过程

实际上,一般来说,我们是从地球上来观测太阳和月球相对于假想天球的视运动的。因为月球自西向东的视运动比太阳快,日食总是先从太阳西边缘开始向东进行。由于月影在地球处自西向东扫过的速度(约1千米/秒)比地球表面自转速度(赤道上也不到0.5千米/秒)快,月影在地面上大致从西向东移动,因而地面的日食带上不同地点看到日食发生的时间就不同,西部比东部先见到日食。由于月球本影锥在地面的截面较小,全食带的宽度仅两三百千米,就一个地方而言,日全食持续时间——“食延”很短,最长也只有7分多钟,而短的仅20秒。为了尽量延长观测日全食的观测时间,人们乘飞机追随疾驶的月影,例如,1973年6月30日,法国科学家乘协和飞机进行了前所未有的74分钟之久的日全食观测。月球半影扫过的地区只能看到日偏食,显然日偏食的可观测时间要长得多。就一个地方来说,3类日食的过程概述如下。

(1)日全食的整个过程可分为5个阶段:

①初亏。月球东边缘与日轮西边缘外切(第一次接触)称为初亏,日食开始,而后被食部分逐渐增大。

②食既。月球东边缘与日轮东边缘内切(第二次接触)称为食既,日全食开始。

③食甚。月球中心离日轮中心最近时称为食甚。

④生光。月球西边缘与日轮的西边缘内切(第三次接触)称为生光,日全食结束,而后被食部分逐渐减小。

⑤复圆。月球西边缘与日轮东边缘外切(第四次接触)称为复圆,日食过程全部结束。

日全食的景观非常壮丽。从初亏起,日轮逐渐变为弯月状,天色变暗,仿佛夜晚来临,飞鸟归巢。从食既始,黑暗突然降临,月球遮住的日轮周围显现出淡红色光圈——这是太阳大气色球层,常有几处火舌状的日珥,再仔细看,日轮外呈现银灰色的光辉,这是太阳的外层大气——日冕。临近生光,日轮边缘突然显现像珠宝般耀眼的“贝利珠”,这是明亮的日轮光辉从月轮边缘的出口穿出的缘故,令人惊呼。日全食不仅时间短促,而且罕见。典型的日全食带的宽度约160千米,长约9700千米,因而可以看到日全食的地区仅为155万平方千米,这只是地球表面总面积(约5.1亿平方千米)的1/305;就全地球而言,平均1.5年发生一次日全食,所以不离一地的人约450年才有机会看见一次日全食,就是说,很多人甚至一生中可能连一次日全食也看不到。百闻不如一见,为了亲自目睹日全食奇观,人们就只好不辞辛苦、远道奔赴发生日全食的地方。

(2)日环食的整个过程也可分为5个阶段:

①初亏。月球东边缘与日轮西边缘外切称为初亏,日食开始,而后被食部分逐渐增大。

②环食始。月球西边缘与日轮西边缘内切称为环食始,日环食开始。

③食甚。月球中心离日轮中心最近称为食甚。

④环食终。月球东边缘与日轮的东边缘内切称为环食终,日环食结束,而后被食部分逐渐减小。

⑤复圆。月球西边缘与日轮东边缘外切称为复圆,日食过程全部结束。

(3)日偏食的整个过程可分为3个阶段:

①初亏。月球东边缘与日轮西边缘外切为初亏,日偏食开始,而后被食部分逐渐增大。

②食甚。月球中心离日轮中心最近时称为食甚。

③复圆。月球西边缘与日轮东边缘外切称为复圆,日食过程全部结束。

日食的程度以“食分”表示,定义为食甚时日轮被遮部分与日轮直径之比。日全食的食分略大于1,而日环食的食分略小于1,日偏食的食分小于1。