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日食示意圖
日全食將在8月1日光臨我們這個星球。這次日全食帶從加拿大北部開始,經過格陵蘭島北部、北冰洋、俄羅斯中部、蒙古極西部,在我國中部結束。在這日全食帶裡的居民將有幸觀賞到日全食。在北美洲東北部、北冰洋、大西洋北部、歐洲(除極西南部)、亞洲(除極西南端和極東部)可以看到日偏食。
精確的預報
日月食是有規律的自然現象。古人早就發現,經過6585.32天(223個朔望月)這個周期後,就會發生另一次類似的日月食。根據地球和月球運動的規律,中國科學院紫金山天文臺可以作精確的計算和預報。
這次發生的日食,除了在日全食帶裡的地區(包括西安市)能看到日全食外,其它在日全食帶外的地區只能看到日偏食。我國的主要城市裡,北邊的漠河最先看到日偏食,17時55分10秒初虧,18時47分33秒食甚時的食分為0.777,19時37分33秒復圓。其它大部分地方從18時以後纔先後初虧。南邊的海口見到日偏食的時間比較晚,18時48分14秒初虧,日沒時食分為0.496。
以黑龍江省漠河——青海省西寧一線為界,西側的黑龍江、內蒙古、寧夏、甘肅部分地區和青海、新疆、西藏的人們可以看到初虧、食甚、復圓的日偏食全過程,例如烏魯木齊、喀什、拉薩的復圓時刻分別為20時04分59秒、20時11分31秒、20時24分44秒,都在當地日沒時刻(21時33分、22時08分、20時48分)之前,日沒前可以觀看到偏食的最後階段——復圓。
漠河——西寧一線也稱『日沒時復圓線』。該線以東的中國大部分地區(包括日全食帶內的地區),因為日沒時太陽尚未復圓,人們將目睹一個正在日食中的不完整的日面,緩緩落向地平線下,這是有趣的天文奇觀——帶食而沒。我國大部分主要城市將見到帶食而沒,看不到復圓。 這次可見到日偏食食甚時的食分超過0.9的主要城市有:鄭州(0.998)、蘭州(0.994)、銀川(0.991)、西寧(0.988)、太原(0.961)、烏魯木齊(0.958)、濟南(0.955)、石家莊(0.949)、呼和浩特(0.930)、天津(0.922)、北京(0.917)、成都(0.914)、重慶(0.912)。其中天津初虧時刻為18時18分18秒,食甚時刻為19時10分48秒,19時23分帶食而沒。而撫遠、上海、南京、杭州、合肥、福州、南昌、武漢、長沙、廣州、南寧、香港、海口、澳門、臺北等城市都是在日沒以後纔食甚。臺北日沒時的食分僅0.043,是食分最小的中國主要城市。
壯麗日全食白晝顯亮星
8月1日,如果天空晴朗,我國西安的人們將有幸看到食分達1.031的日全食。從18時26分46秒開始,有一個圓黑影(月球)將從日輪的西偏南31度角方向闖進來。開始日偏食後,在樹陰底下逐漸可見太陽被食的影像。隨著日輪被摭擋部分的增大,陽光逐漸減弱,到太陽僅剩「新月」大小的時候,仿佛是黃昏提早降臨了。牛羊開始回圈,雞鴨准備入窩,鳥雀陸續歸巢。19時20分38秒,當圓黑影(月球)將全部日輪遮擋住的瞬間(食既),壯麗的日全食發生了。只見在緊靠圓黑影(月球)周圍突顯出玫瑰紅色的光弧(太陽大氣色球層),還可看到一些噴發出來火焰狀的日珥,再往外是呈銀白色光輝的日冕(太陽外層大氣)。19時21分02秒生光(離日落還有25分鍾),僅有24秒鍾短暫的日全食結束了。開始露出一細絲弧線日光,隨後逐漸增大,19時46分,當太陽比「新月」稍大一些的時候帶偏食而沒。 發生日全食時,大白天突然出現夜晚的星空,在昏暗的天空背景中還能看到一些亮星,容易讓沒有思想准備的人驚奇、迷惑。今年8月1日的日全食,人們,尤其是北美、歐地區的觀測者,將看到『黑太陽』的東南方向有一顆負3.9星等的金星熠熠生輝。 眾所周知,人類能直接觀測到的太陽是它的大氣,太陽大氣從裡向外分成三層:光球層、色球層、日冕層。平常情況下,肉眼看到的太陽圓面就是光球,太陽向外傳播的可見光,絕大部分就從光球發出。可見光輻射分別是光球的幾千分之一、百萬分之一的色球層、日冕層,平時是看不到的。 日全食發生時,明亮的光球被月亮擋住了,纔能出現四大美景:星空背景、色球層和日珥、日冕、貝利珠。
『被形容為燃燒的草原』
色球層是一個充滿磁場的等離子層,厚度約為2000?10000千米,有許多並列的針狀體結構,溫度很高(4600?幾萬開),呈玫瑰紅色,被形容為燃燒的草原。 日珥是色球層的噴發物,3400年前中國古代甲骨文上就載有日食時出現三個『火焰』,是最早的日珥肉眼觀測記錄。公元1868年8月18日日全食時首次進行日珥的光譜觀測,確定出日珥的主要成分是氫。日珥非常大,長約20萬千米,厚5000千米,高達3萬千米,它從色球層昇騰向上,達到日冕層。其形狀或似祥雲,或似噴泉,或似圓環。8月1日日全食帶掃過的地區,人們看到這樣燦爛的火焰,不正是太陽神、月亮神共同在太空捧出的聖火,在深深祝福北京奧運吉祥如意嗎。
銀色的輝光 耀眼的珍珠
日冕是太陽大氣最外面的一層,由極稀疏的質子、高次電離的粒子和自由電子組成,溫度高達百萬開,延伸的距離長達幾個太陽半徑甚至更遠。日全食時『黑太陽』四周銀白色的輝光,就是平時我們無法用肉眼觀看的日冕。 在日全食開始(食既),尤其在日全食快結束(生光)時約2至3秒鍾內可看到日輪邊緣突然冒出像寶石般耀眼的『貝利珠』現象。這是因為月球表面崎嶇不平,布滿起伏的高峰和低谷,當月面與日面內切的瞬間,強烈的陽光會驟然從月球邊緣的山谷裡鑽出來,剎那間四向迸射,猶如明珠閃耀。這種景象瞬間即逝,令人終身難忘。公元1836年法國天文學家貝利(F.Baily)首先作出科學解釋,故名『貝利珠』。 在發生日全食前後,人們往往只關注天上太陽的變化,其實地面上還有一種常常不為人注意的現象:如果你在日全食始(食既)、末(生光)前後約1到2分鍾內留意的話,還可在白色的地面或朝陽的白牆上,看到明暗相間的影帶快速地掠過。這可能是一種衍生環效應。 人們看到日全食,都會情不自禁地對這罕見、壯麗、妙不可言的天象贊嘆不已。
日月食有規律 一年最多七次
發生日、月食的道理很簡單。在朔日(農歷初一),當太陽、月球和地球三者恰好或幾乎成一直線時,人們看到月球將太陽的一部分遮住時便發生日偏食,月球將太陽全部遮住時便發生日全食,月球只遮擋住太陽的中心部分,周邊還露出一圈光環時,便發生日環食。在這三種日食中數日全食最為罕見、壯觀。月食是地球擋住射向月球的陽光所致。 就全地球而言,一年中最多可能發生7次日月食:即最多5次日食和2次月食或最多4次日食和3次月食;最少發生2次日食和0次月食。但最常見的情況就像今年一樣:發生2次日食和2次月食。雖說是日食次數比月食多,但實際上人們看到月食的機會要比日食多。這是因為日食帶范圍不大,僅在月影掃過地面的局部地區纔能看到日食。特別是由於日全食帶更窄,就某一固定地點來說,兩次發生日全食的時間間隔一般在300年左右,所以更為罕見,人的一生難得一遇。但月食則是半個地球都能看到。
值得一提的是,2009年7月22日上午在我國境內,由西向東,從西藏南部到長江口一帶將發生一次日全食。到時成都、武漢、杭州和上海等主要城市都能見到日全食。特別是武漢、杭州和上海見到日全食時間長達5到6分鍾,觀測條件好。到時中外天文工作者、愛好者及游客會雲集,必將給發生日全食所在地區帶來商機,有關行業應早有准備。