天空中罕見的壯麗奇觀
日食,又作日蝕,是一種天文現象。
當月球繞地球轉到太陽和地球中間時,如果太陽、月球、地球三者正好排成或接近一條直線,月球擋住了射到地球上去的太陽光,月球身後的黑影正好落到地球上,日食現象發生。在地球上月影裏的人們開始看到陽光逐漸減弱,太陽麵被圓的黑影遮住,天色轉暗;當太陽被全部遮住時,我們可以看到天空中最亮的恒星和行星。幾分鍾後,從月球黑影邊緣逐漸露出陽光,開始生光、複圓。由於月球比地球小,隻有在月影中的人們才能看到日食。月球把太陽全部擋住時發生日全食,遮住一部分時發生日偏食,遮住太陽中央部分發生日環食。發生日全食的延續時間不超過7分31秒。日環食的最長時間是12分24秒。法國的一位天文學家為了延長觀測日全食的時間,他乘坐超音速飛機追趕月亮的影子,使觀測時間延長到了74分鍾。中國有世界上最古老的日食記錄,公元前一千多年已有確切的日食記錄。
日食的形成所謂“食”就是指一個天體被另一個天體或其黑影全部或部分掩遮的天文景象。日食主要有日全食、日偏食及日環食三種。日食發生的原理是地球上的局部地區被月影所遮蓋而造成的。日食必發生在朔日,即農曆的初一(朔)。這是因為隻有在那一天,月亮才會出現在太陽與地球之間的連線上,這樣才有可能使月球擋住太陽而形成日食。同樣地,月食一定出現在望日,即農曆十五。這是因為除了上麵的條件外,影響日食和月食出現的還有其他一些因素。我們把地球圍繞太陽公轉的軌道稱為黃道,把月球圍繞地球公轉的軌道稱為白道。黃道平麵與白道平麵不是相同的,它們之間平均有5°09′的夾角,並且隨時發生變化。隻有當月球運行到黃道和白道的升交點和降交點附近時,才會發生日食。日食的過程可分為五個階段,而隻有日全食才擁有全部過程,日偏食和日環食則沒有食既和生光。初虧:太陽與月球第一次外切,太陽光球西麵剛切入月球東麵的時刻。食既:太陽與月球第一次內切,太陽光球剛完全被月球掩蔽的時刻。食甚:月球中心與太陽中心距離最小的時刻。生光:太陽與月球第二次內切,太陽光球剛從月球西麵露出來的時刻。複圓:太陽與月球第二次外切,太陽光球剛完全離開月球背後的時刻。初虧、食既、生光和複圓又分別稱為第一、第二、第三、第四接觸。
日食共有三種,即:日偏食、日環食和日全食。月球遮住太陽的一部分叫日偏食。月球隻遮住太陽的中心部分,在太陽周圍還露出一圈日麵,好象一個光環似的叫日環食。太陽被完全遮住的叫日全食。這三種不同的日食的發生跟太陽、月球和地球三者的相互變化著的位置有關,並且也決定於月球與地球之間的距離變化。月球比太陽小得多,它的直徑大約是太陽直徑的四百分之一,而月球與地球間距離也差不多是太陽與地球間距離的四百分之一,所以從地球上看,月亮與太陽的圓麵大小差不多相等,因而能把太陽遮住而發生日食。
地球公轉和月球公轉軌道都是橢圓,不論是太陽與地球間距離,還是月球與地球間距離,並不是固定不變的,而有時比較遠,有時又比較近,因此月球本影的長短也不一樣,月球本影最長時有379660千米,最短時為367000千米,而地球與月球之間的距離最近時為356700千米,最遠時達406700千米。如果某個時刻月球本影比地球與月球之間的距離大,地球上被月球本影掃過的地帶就可以看到日全食。如果月球本影比地球與月球之間的距離小,月球本影的尖端到不了地球的表麵,那麼在影尖延長出來的小影錐(叫偽本影)掃過的地帶可以看到日環食。被月球半影掃過的地帶均可以看到日偏食,在偏食區內離全食區越近,偏食的程度就越大。月球本影和半影沒有掃過的地方,根本看不見日食。發生日全食時,動物常常準備睡覺,或行為異常。發生日全食時,當地的溫度通常會下降至少20°以上。當99%的太陽表麵被覆蓋時,能看到的晨昏蒙影現象。在日全食期間,地平線的周圍會有一個窄的光帶,這是因為觀察者並不是直接站在月亮的影子下麵,地球和月亮有一定的距離。在現代的原子鍾出現之前,天文學家通過對日食的古代記錄進行研究,發現地球旋轉的周期每個世紀變慢了0.001秒。