漫談日食

Wanbaolung · 發表於 2013-2-3 13:26:33

漫談日食

日食或日蝕，是一種天文現象，只在月球運行至太陽與地球之間時發生。這時，對地球上的部分地區來說，月球位於太陽前方，因此來自太陽的部分或全部光線被擋住，看起來好像是太陽的一部分或全部消失了。日食只在朔，即月球與太陽呈現合的狀態時發生。

日食原理

發生日全食是因為太陽靠近月球軌道與地球軌道的的一個交點，而同時月球在距此點的最近的點上。
發生日環食是因為太陽靠近月球軌道與地球軌道的的一個交點，而同時月球在距此點的最遠的點上。

日食分為四種，包括日全食、日環食、日偏食及全環食，其中較罕見的是全環食，只發生在地球表面與月球本影尖端非常接近的情形下，這時不同地區會出現日偏食、日全食和日環食三種不同的日食。日全食是一種相當壯麗的自然景象，所以經常吸引許多遊客和天文愛好者特地到海外去觀賞日全食。例如，在1999年8月11日日食發生在歐洲的日全食，吸引了非常多觀光客特地前去觀賞，也有旅行社推出專門為這些遊客設計的行程。

最近一次日食發生於2012年11月13日（全食），下一次日食將發生2013年5月10日（環食）。

金環食

日食一定發生在朔，即農曆初一當日。此時月球位於地球和太陽之間時，但因地球軌道（黃道）與月球軌道（白道）成5°9′交角，故並非每次朔日皆有日食發生，而日食發生時，日月兩者皆一定在「黃白交點」（升交點或降交點）附近。

《說文》說「日蝕則朔，月蝕則望」，唐代詩人盧仝的詩句「望日蝕月月光滅，朔月掩日日光缺」，即講述月食發生於望，日食發生於朔的道理。

理論上日全食則只發生在月亮的遠日區。根據計算，月亮的遠日點與太陽的遠日點同時發生時，地球能夠觀看全日食窗口的寬度約208公里，月亮的遠日點與太陽的近日點發生時，地球能夠觀看全日食窗口的寬度約100公里（只有本影區而無半影區）。至於月球在近日點時，地球每一個角落就都只能觀測到日環食，也就是太陽的半影區與本影區重疊。

四類日食

日全食：

太陽比月球寬400倍，但離地球也是400倍遠。由於對稱的緣故，月球的暗影，也就是落在地球表面的陰影，寬度正好可以遮住整個太陽。太陽光球完全被月亮遮住，原本明亮的太陽圓盤被黑色的月球陰影遮蓋。然而，也只有在日全食發生時才可能用肉眼觀測到模糊的日冕。日全食只在月球位於近地點時發生，此時月球的本影錐長度較月地之間距離長，本影錐才能掃到地球表面。由於太陽的實際體積比月球大很多，所以日全食通常只能在地球上一塊非常小的區域見到，因為月亮的本影對太陽來說只是一個小點。（在全食區之外，所見的食相是偏食）。最近一次日全食發生於2010年7月11日，下一次的日全食將發生於2012年11月13日。

日偏食：

中國史書上稱「日有食之，不盡如勾」，造成日偏食的原因是因為觀測者落在月球的半影區中，觀測者會看見一部分的太陽被月球的陰影遮蓋，但另一部分仍繼續發光。太陽和月球只有部分重合，依據兩者中心的視距離遠近（太陽被月球遮蓋的最大直徑）來衡量食的大小。通常日偏食是伴隨著其他食相發生，如日全食或日環食或日全環食。但發生在極區的某些日食會是單純的日偏食（不伴隨其他食相），這是因為月球與黃道面的距離稍遠，只有半影碰到地球表面，最近一次不伴隨其他食相的日偏食發生於2011年11月25日，下一次的不伴隨其他食相的日偏食將發生於2014年10月23日。

日環食：

當月球處於遠地點時，月球的本影錐不能到達地球；到達地球的是由本影錐延長出的偽本影錐。此時月球的視直徑略小於太陽。因此，這時太陽邊緣的光球仍可見，形成一環繞在月球陰影周圍的亮環。（在環食區之外，所見的食相是偏食）。最近一次日環食發生於2012年5月20日，下一次的日環食將發生於2013年5月10日。

全環食：

全環食只發生在地球表面與月球本影尖端非常接近，或月球與地球表面的距離和月本影的長度很接近的情形下。由於地球為球體之關係，而本影影錐接觸地球時為日全食（常為在食帶中間），在食帶兩端由於影錐未能接觸地球，致只能有偽本影到達地球之下，所看到的是日環食。所以，當全環食發生時，隨著地月之間的相對運動，會先後出現環食→全食→環食，當然，對於某一個具體的地點來說，在一次日食過程中是不會同時看到全食和環食的。全環食發生機率甚少，最近一次全環食發生於2005年4月8日，下一次的全環食將發生於2013年11月3日。

地球與太陽的距離約是地球與月球距離的四百倍，且太陽的直徑大小也約是月亮直徑大小的四百倍。在理論上，由於這兩個比例相當接近，我們由地球觀測太陽與月球時，兩者的大小應該大略相等，或著說他們的視直徑大約相等──差距應該侷限在0.5弧度左右。然而，由於月球及地球的公轉軌道都大約是橢圓形，造成我們觀測而得的月亮及太陽大小不固定。

2005年4月8日的全環食

日全食和日環食在天文學中稱之為「中心食」，只要發生「中心食」，必然會發生日偏食。而當日出時，太陽已被食去（日食沒結束）時，當地發生日出帶食或帶食日出，而日落時太陽還在被食（日食尚未結束）時則稱帶食日落或日落帶食。另外月食有半影月食，但日食沒有半影日食，稱為「日偏食」。

雖然平均每18個月地球就可以有些地區會發生日全食，但日全食仍是很罕見的。據推算，在任何一個地點須平均要間隔370年才能看見一次日全食。因為月影向東移動的速度超過每小時1700公里，因此日全食在一個地點持續的時間只有幾分鐘。日全食持續的時間不會超過7分31秒，而一般都比較短：每一千年中超過7分鐘的日全食通常都少於10次。上次發生如此長的日全食是在1973年6月30日 (7分3秒)，利用協和式客機在日全食路徑的月球本影中飛行，將觀察日全食的時間延展到74分鐘。下一次超過7分鐘的日全食要到2150年6月25日才會發生。從西元前3000年至西元5000，這8,000年中，最長的日全食將發生在2186年7月16日，持續的時間為7分29秒。環食中，最長是1955年12月14日，是12分9秒。最短是2014年4月29日，是0.4秒。做為比較，20世紀最長的日全食發生在1955年6月20日，持續了7分8秒。

如果知道一次日食的時間和地點，就有可能利用日食周期推測其他的日食。有兩個已知的周期是saros和inex。沙羅周期可能是最明和最精確的一個日食周期，依內克斯本身就不是個明確的周期，但是在日食周期的分類上非常有用。在一個沙羅序列完成後，新的序列會晚一個依內科斯周期才開始，它的名稱：in-ex，就是這樣來的。沙羅周期為6,585.3天 (比18年略長一些)，這意味著經過這個周期會發生幾乎相同的日食，但其中最顯著的差異是經度會偏移120度 (由於0.3天的差)，緯度也稍有變化。沙羅序列永遠以發生在地球極區的日偏食開始，然後經由一系列的日全食和日環食逐漸越過整個地球，並以日偏食在相對的另一個極區結束。沙羅序列的長度從1226年至1550年不等，序列中會發生69次至87次的食，其中大約40次至60次是中心食。

最後的日全食

因為偶然情況下組合的環境，地球上得以看見日食，甚至今天人類在地球上熟習的日食型式也是暫時的現象。在數億年之前，月球太靠近地球，以致只有如現今的日全食 (沒有日環食)，而數億年後的未來，它將會離地球太遠而不再發生日全食。

由於潮汐加速，月球環繞地球的軌道以每年增加3.8公分的速率遠離地球。估計在6億年之後，地球和月球的距離會增加23,500公里，這意味著，即使月球在近地點，地球在遠日點，月球仍不能完全遮蓋掉太陽的盤面。
最後的日全食。

2009年長江流域完美日全食圖

研究價值

日全食（包含全環食）的研究價值遠高於其他幾種日食，因為能完全掩蓋光球的強光，觀測日全食時，人們能直視色球層和日冕等太陽大氣，故觀測日全食是天文學家研究太陽大氣的大好時機。愛因斯坦關於太陽引力能使遠方背景恆星光線偏轉的預言就是通過對日全食的觀測得以進行驗證，但是由於理論推算的恆星角度偏差和由於實際觀測帶來的角度偏差在同一數量級，所以愛因斯坦的理論究竟是否被觀測驗證以及理論本身的真實性還在爭論之中；在日全食發生時，也是發現水內行星的機會，但到現在皆未能發現水內行星的存在。

古希臘人的計算機

日食的計算涉及到太陽和月亮運動的準確性，因此古代許多天文學家用它來驗證自己的曆法。1969年還有人利用公元2年以前的25次日食記錄來計算地球自轉速率的長期變化。另在日月食中也發現了沙羅周期。

中國對日食的觀測

中國是世界上最早觀測日食的國家之一，從最早關於日食的文字記載至今已有四千多年。記錄於夏代中康時期（公元前2137年）的「書經日食」是世界上最早的日食記錄。

漢朝時京房發明以盆盛水觀測日食，從而避免直視太陽被日光灼傷危險。此後有用油代水進一步減輕日光灼傷。元朝郭守敬發明仰儀來測定日食時刻。

仰儀

思想文化及日食傳說

在歷史當中，將日食視為不吉祥徵兆，是因為文明缺乏天文學知識或是資訊傳播上的落後，所產生的侷限認知，歷史記載上的神話、民間上的傳說，認為是象徵災難的降臨，而在日食時舉行救日行動之類的儀式。但在現代社會中，這層無科學角度的不合理解釋已逐漸為人們所拋棄（仍有部分國家地區的民眾聽信謠言），只被當作神話當中的日食故事，作為天文愛好者們互相傳遞的會心一笑之故事。

中國文化：
將日食當作是上天的警告，認為是肇因於天狗食日，必須敲鑼打鼓趕走天狗，因此統治者對日食的觀測非常關心，《日蝕說》曰：「日者，太陽之精，人君之象。君道有虧，有陰所乘，故蝕。蝕者，陽不克也。」。據說在夏朝，羲和因為漏報了日食而被斬首。也因此，中國保存了非常完整豐富的日食記錄，記作「日有食之」，最早可推至《詩經＊小雅＊十月》：「十月之交，朔月辛卯，日有食之，亦孔之丑」。據統計，不包括甲骨文中的日食記錄的話，春秋時期到清代同治十一年（前770年－1874年），有記載的日食共985次（錯誤有8次），有時還有所謂「日再旦」（天亮兩次）的記載。從《乙巳占》上的觀點，李淳風認為，發生日食，是天子失德的表現。日食一般應驗在君死、國亡上，更可以引起兵災、天下大亂、死亡、失地上面。發生災害的性質可以從天象的具體表現判斷出來。日食從上面開始出現，天子施政失誤；日食從旁邊開始出現，將內亂，有大兵起，有更立天子之兆；日食從地下面開始發生，是后妃或大臣自恣太過、行為失律所致。

天狗食日

漢朝的中國學者張衡，卻針對日食和月食提出合理的科學解釋，並說明原理，詳見月食和張衡條目。但古時候在傳播資訊上的侷限問題，不見得每個古人都知道。

日本東洋：
根據日本神話天照大神說，當日食發生之時，代表侍奉太陽神的巫女卑彌呼的靈力消失，會遭到邪馬台國人民加以殺害。

印度神話：
　　傳說，在世界之初，宇宙中有一片由牛奶形成的海洋，叫做「乳海」，乳海之下藏有令人長生不老的甘露。一開始，修羅（即天神）和阿修羅（即魔鬼）各自爭奪，都失敗了。後來他們在毗濕奴（即印度教的保護神）的促成下訂立盟約，合力取露。毗濕奴化成靈龜，頂著曼多羅山當作支點，用蛇王瓦蘇基的身體作繩索，盤繞著中央的神山。92個怒目圓睜的阿修羅和88位杏眼含笑的修羅分別抓住蛇頭和蛇尾，攪動乳海。

　　甘露首先在阿修羅那邊湧現。阿修羅們正要飲用時，天空中突然出現了許多飛天小仙女。她們非常美麗，頭頂不同的髮式，手拿花朵或法器，跳著誘人的舞蹈。原來，這都是修羅們事先安排的。阿修羅們看得呆了，完全忘記了甘露的事。

　　修羅們趁此機會，搶過甘露服下。這時有一個叫做羅睺的阿修羅清醒了過來，他眼見甘露就要被修羅們喝光了，便化身為修羅，排隊也喝了一口甘露。這一切瞞得過別人，卻瞞不過一直在天空中俯視大地的日神和月神，他們立刻砍下了羅睺的頭。這時甘露還沒有喝到肚子裡，只是在喉嚨中，因此羅睺的身子馬上死去了，但頭卻因為甘露的原因而長生不死。羅睺的頭知道這是日月神幹的好事，於是對他們恨之入骨，不斷追趕日月神，偶爾還能把他們吞進喉嚨中，但因為喉嚨後面沒有連著身子，因此吞進去的日月神還是會跑出來，這就是日食和月食的原因。

西方神話：
北歐神話當中，蘇爾（Sol）是太陽的化身，當發生日食的時候，就表示追逐太陽的兇狼斯庫爾（Skoll）追上了蘇爾，這時候地上的人們就會敲鑼打鼓以嚇走天狼。

如何觀看日食

在觀測日食時，不應當直接目視太陽，即使是在黃昏或日環食時，刺眼的太陽光（光球）也會引起視網膜破壞而影響視力。如果要直視太陽，需使用保護措施，如專用於目視太陽觀測的濾光片（如巴德膜）、焊接用14號或以上的護目眼鏡。否則可以投影法觀看（如簡單的針孔照相機在紙上成像，或利用望遠鏡把太陽影像投影於白紙上）。以墨水倒影，隔著煙薰黑的玻璃、已曝光的底片（含有銀的黑白底片除外）、太陽眼鏡、偏振光濾鏡等，因為不能過濾紅外線和紫外線，減光效果不佳，皆不安全。直接看很危險。1999年8月11日是20世紀觀看的人最多的。[14]使用日食眼鏡觀測60秒，需休息30秒以上再繼續觀測。

天文愛好者

Wanbaolung · 發表於 2013-2-3 13:26:34

全食的五大階段

日全食觀測的全過程包括五大階段：

初虧：因月球自西向東繞地球公轉，當月球東沿相切於太陽西沿，日食正式開始，太陽開始出現虧損。
食既：月球繼續向東運行，當東沿相切於太陽東沿時，太陽完全被月球遮擋，光線完全被吞食，稱為食既。
日全食開始。
食甚：當月球東移至中心與太陽中心重合的位置，日全食達到極點，稱為食甚。
生光：月球繼續東移，當西沿相切於太陽西沿，太陽開始露出，光芒開始重現，稱為生光。日全食結束。
復圓：生光後月球遮擋太陽越來越少，當月球西沿相切於太陽東沿，太陽圓盤形狀完全恢復，整個日食過程結束。

鑽石環與貝利珠

鑽石環是日全食的時候發生的一種現象。

在日全食「食既」（剛開始）或「生光」（剛結束）時，在黑色月球邊緣出現的一串發光亮點。在太陽完全被月球遮蔽消失之前，或剛從月球後方露出之後，在日面的東邊緣會突然出現一弧像鑽石似的光芒，好像鑽石戒指上引人注目的閃耀光芒，這被稱為鑽石環，同時在瞬間形成為一串發光的亮點，像一串光輝奪目的珍珠高高地懸掛在漆黑的天空中，這種現象叫做珍珠食（Baily's beads），1836年英國天文學家弗朗西斯·貝利（Francis Baily）最早描述了這種現象，因此又稱為貝利珠。(英國天文學家艾德蒙 ·哈雷在1715年第一次報告了貝利珠現象，弗朗西斯·貝利於1836年正確地解釋了它。)

主要是由於月球地勢上的平滑性被高山、坑穴和山谷等中斷，而從掩星的觀測可以精確的知道這些隱藏的地形。因此，在食進展的過程中由高山和峽谷造成珍珠般的小珠是很正常的想法與現象。在食的中心線上貝利珠可以看見的時間只有幾秒鐘，而在全食帶的邊緣可以看見倍里珠的時間會比較長一些。

貝利珠

當只有一顆小珠被留下時，就好像在月球的剪影旁被安置了一顆鑽石，並有一圈光環圍繞著。但在實物上，一般的觀賞者皆將全食時前後最後一抹耀眼的光芒稱為鑽石環，通常早於全食前的貝利珠出現之前，或晚於生光後的貝利珠之後。

因為貝利珠只有在食既或生光的一瞬間（約半秒至一秒多左右）才可見到的關係，讓日全食變得十分美麗而珍貴。而拍攝倍里珠也是天文攝影愛好者在整個日全食拍攝中的最重要工作之一。

Cosmas Damian Asam大概是最早描繪日全食和鑽石環的寫實畫家，他的畫作完成於1735年。在沒有適當的保護下觀看貝利珠或鑽石環是不安全的，因為這時太陽的光球仍然是可以看見的。

食分

食分是被食天體在食的過程中變暗淡部分在直徑上的分數，這對日食和月食都適用。在偏食和環食，食分永遠介於0.0和1.0之間，而全食時至少是1.0。

從技術面看，食分是這樣計算的：畫一條直線連接食的天體 (或本影) 和被食天體的中心，找出這條線有多少部分在被食天體被食的部分；這是幾何學上的食分。如果是全食，這條線必須延伸至致食天體 (或陰影) 最靠近一側的邊緣，並且得到大於1.0的食分。如果沒有食，但是接近失誤，也可以將這條線延伸至最靠近的邊緣，並以負值計算這個距離，得到一個負的幾何學食分。

在英文，食分和星等是同一個字：Magnitude，因此不要在英文中將天文學上的食分與以對數尺度表示亮度的星等搞混了。更不要將食分與食的遮蔽率搞混了，這是被食面積的比例。

食分與日食的關係

在日環食，食分是食的過程中月球和太陽的角直徑的比值，這個比值小於1.0。

日全食也是一種中心食，食分也是月球和太陽視直徑的比值，但是，這時的比值是1.0或更大。如果日全食不是中心食，則食分是1.0和兩者視直徑比值之間的數值。

在日偏食，食分是太陽的直徑與被月球遮蔽直徑達到最大值時的比值。月球和太陽的視大小幾乎相同，但是因為月球和地球的距離會隨著時間改變，因此造成這兩者的視大小也相對的變化 (地球和太陽的距離也會改變，但是影響較為輕微而可以忽略)。

當食分大於1，月球的盤面可以將天空中的太陽盤面完全遮蔽掉，這時的日食是日全食。全食的路徑 (也就是月球的影子完全遮蔽抵達地球表面陽光所行經的地區) 相對來說是狹窄的，大多是只有幾百公里的寬度。

當食分小於1，也就是月球的盤面不能完全遮蔽太陽的盤面。當這兩個盤面的中心幾乎對正時，可以看見環狀的陽光環繞在月球的周圍，這稱為日環食。英文的語源來自拉丁文的annulus，意思就是環。

食分不僅是在不同的食有所不同，在給定的食的過程中也會改變。一次日食可能開始是環食，然後成為全食；反過來也有可能。在極罕見的情況下，日食可以從環食成為全食，再回復為環食。這種混合的型式稱為全環食。

同樣的，在一個地點觀測，瞬間的食分也會改變，當食開始時，食分從0.0開始增加，達到一個極大值之後又開始降低，當降至0.0時，這次的食就結束了。而當說食分的值卻又沒有進一步的規範，通常意味著是食甚 (食最大) 時的食分。

食分與月食的關係

在月食中的關係也十分相似，但是有一些差別。首先，被食的天體是月球，還有食的物件是地影.。其次，因為地影的角直徑在月球的距離永遠是大於月球，因此沒有月環食，而只有月全食或月偏食。第三，地影子有黑暗的本影和非場明亮的半影兩種不同的區域。因此越時有兩種集合學上的食分：本影食分和半影食分。如果最大的本影食分是負值，表示月球沒有進入地球的本影－月球只是經過半影區，這樣的食就稱為半影月食。

「天再旦」與「天再昏」

「天再旦」，是古代天文學家記錄的一種罕見的天文現象，意思是同一天接連出現兩次天亮的情況。通常是由於清晨五點到七點的日全食所引起的天文奇觀，第一次天亮時，天色又逐漸暗去，接著又迎接第二次天亮。最早在《詩經》裡就有天再旦的記載，《竹書紀年》記載過：「懿王元年，天再旦於鄭，……」，指的是周懿王元年發生的日食，在陝西華縣一帶可見到這個奇景。有學者認為所謂「日妖宵出」可能也是「天再旦」或「天再昏」的日食現象，可用來斷定《墨子·非攻下》記載「禹伐三苗」的正確日期。

科學家的進一步研究發現，所謂的「天再旦」其實就是一種發生在黎明時分日全食現象，導致天亮了兩次。這種發生于黎明時分的日食，在一個地方，上千年才能出現一次。由此，科學家們推算出，那次發生于鄭（今山西一帶）導致「天再旦」的日食發生于西元前899年4月21日清晨5時30分。由此，科學家們確定了「周懿王元年」為西元前899年。以此為基準點進而進行了夏商週三個朝代的斷代工程。「天再昏」，就是由於帶食日落現象，出現了一天內天黑兩次的現象。現代天文學家分析「天再旦」現象出現的機率是1000年一次。1997年3月9日，中國新疆北部在天亮之際發生所謂「天再旦」的日全食，由60位觀測者從18個不同地點親身體驗這種現象。

沙羅周期

沙羅週期是18年11天又8小時（大約6585日）的食的週期，可以用來預測太陽和月球的食。經過一個沙羅週期，太陽、地球和月球回到相似的幾何對應位置上，於是將發生幾乎相同的食。

沙羅週期是迦勒底人（巴比倫天文學家）在西元前數個世紀發現的，後來傳到了伊巴谷、普林尼（自然史II.10）和托勒密（天文學大成 IV.2），但是都以不同的名稱呈現。在蘇美/巴比倫「SAR」這個字是測量上的單位，數值大約是3600。"沙羅"是在1691年才被愛德蒙·哈雷用來描述食的週期，而他是從11世紀的拜占庭《蘇達辭書》（Suda）轉換過來的。雖然在1756年天文學家紀堯姆·勒商蒂（Guillaume Le Gentil）指出哈雷的名稱是錯誤的，但是這個名詞仍然被繼續使用著。

18年11天8小時的沙羅週期用來預測相同食的再度發生上非常有用，因為他和月球軌道的三種週期有關：交點月、近點月和朔望月。當食發生時，不是月球位於地球和太陽之間 (日食)，就是地球介於太陽和月球之間 (月食)，這種現象只有在新月或滿月才會出現，因此決定月相變化的朔望周期，29.53天，就有關係了。但是，並不是每次的滿月或新月，地球或月球的影子都能落在相對的天體上，因此食要能發生，這三個天體還必須接近在同一條線上，這種情況只會出現在月球穿越黃道面上的兩個交點 (昇交點或降交點)之一時，月球穿越黃道面上同一個交點的週期經測定是27.21天。最後，如果食要有相同的現象和持續時間，那麼這兩次食的地球和月球還要有相同的距離，要出現相同距離的週期是近點月，時間間隔是27.55天。

沙羅週期的起源是223個朔望月的時間長度大約與242個交點月相似，也與239個近點月接近 (大約只相差不到2小時)。這意味著經過一個沙羅週期，月球所經歷的朔望月、交點月和近點月幾乎都是整數，地球、太陽和月球三者的幾何關係幾乎完全一樣：月球在相同的交點上，有著相同的相位和與地球相同的距離。知道在某一天曾經發生一次食，則經過一個沙羅週期之際，幾乎一樣的食將再度發生。然而，沙羅週期 (18.031年)與月球的進動週期 (18.60年)並不相同，因此即使地球、太陽和月球三者的幾何關係幾乎完全一樣，但以恆星為背景的月球位置仍然不同。

沙羅週期的日數包含了⅓天的分數，不是整數使得問題更為複雜。由於地球的自轉，使得經過完整的沙羅週期當天發生的食將延後約8個小時。在日食的情況下，這意味者能看見日食的區域將西移120°，或是三分之一個球面，因此在相同的地點上，每三次只能看見其中的一次。在月食的情況下，下一次的月食在相同的地點上看見月球在地平線上的時間可能是一樣的長，但如果等待三次沙羅周期 (54年1個月，幾乎大約就是19756日) 之後的月食會在當天幾乎相同的時間出現，這就是所謂的3沙羅週期或exeligmos (希臘語："轉輪")。

沙羅序列

如前所述，沙羅週期根據223個朔望月、239個近點月和242個交點月，但是因為相互的關係不是完美的，相隔一個沙羅週期的兩次食，在幾何的關係上還是有少許的不同。實際上，太陽和月球在合時的位置在每次沙羅週期的交點仍相差了大約0.5°，這牽扯出一系列的食，而每次看見的情形都有少許的改變，稱為沙羅序列。

每個沙羅序列由偏食開始，每經歷一個沙羅週期，月球的路徑就會向北移 (經過降交點的食) 或向南移 (經過昇交點的食)。在某一個點上，食不再能夠發生，這個序列就結束了。在西元前2000年至西元3000年，完整的沙羅序列統計資料如下。

131沙羅序列的月食日期 (中間的半影食省略)

1427年5月10日第一次半影食　(地影的南側邊緣)
1533年7月25日第一次偏食
1932年3月22日偏食結束
1950年4月02日第一次全食 / 看不見
1968年4月13日昇
1986年4月24日沒
2004年5月04日看不見
2022年5月16日昇
2040年5月26日沒
2058年6月06日看不見
2076年6月17日中心 / 昇
2094年6月28日沒
2112年7月08日看不見
2130年7月21日昇
2148年7月31日沒
2166年8月11日看不見
2184年8月21日昇
2202年9月03日最後一次全食 / 沒
2220年9月13日第一次偏食
2563年4月09日最後一次偏食
2707年7月07日最後一次半影食 (北側邊緣的地影)

每個序列大約持續1226年至1550年不等，每個序列有69至87次的日食，大多數都是71或72次。每個序列有39至59次中心食 (多數是43次，包括全食、環食與全環食)。月食的序列沒有這麼長，任何時間都有大約40個不同的沙羅序列在進行中。

無論月球在降交點或昇交點 (日食或月食)，沙羅序列都以數字來編號。奇數的數字表示發生在接近昇交點的日食，偶數的數字表示發生在接近降交點的日食；但在月食這種數字的搭配是相反的。沙羅序列的編號是以最大食出現，也就是最接近交點的時間來排列的。以2008年為例，共有39個 (117至155) 日食的沙羅序列在進行中，而月食則有41 (109至149) 個序列在進行中。

以單一的沙羅序列為例，附表所給的是131序列的月食。這個序列的食開始於西元1427年，以偏食揭開序列，月球在接近降交點的附近從地球陰影的南部邊緣掠過，每個相鄰的沙羅週期，月球的軌道路徑在地影中逐漸北移，在1950年發生第一次的全食，以後的252年都將發生全食，預測最接近中心的食發生在2078年，而到了2220年再度成為偏食，最後一次的食在2707年，整個131序列的時間共1280年。

由於沙羅週期有 ⅓ 的分數，因此每次能見食的地區不是固定不變的。在131的月食序列中，1950年的第一次全食在北美洲看不見，因為發生時北美洲是白天，所以在表中註記為看不見。下一次發生時 (1968年) 延後了1/8天，發生在黃昏之際，因此表中註記為昇。第三次發生時 (1986年)再延後 ⅓ 天，發生在清晨，因此註記為沒。從序列開始到結束，都以這樣的循環 (看不見、昇、降)交替著。

「日食網膜症」

因觀日食而產生的視網膜障礙即為「日食網膜症」，在世界各地觀看日食都時有發生，不當觀測造成的永久視覺損害有可能在數小時後才會被發現。

目視欣賞日全食，需要一副專用的太陽觀測鏡。觀測者也可以利用樹葉之間的小縫隙、在紙板上紮出小孔等方法來驗證小孔成像原理。但千萬不要通過水塘中的倒影來觀看日全食。因為在水中，太陽光只是稍微有些暗，但仍能給眼睛造成巨大傷害。

觀測者在使用望遠鏡和相機時也必須加上太陽專用濾光片。市面上有三種常見的太陽濾光片，目鏡端的、偏軸的和全口徑的。目鏡端的濾光片會被望遠鏡彙聚的強烈光線輕易燒穿，很不安全，不建議使用。偏軸和全口徑的濾光片都是安全的。目前最常用的是德國產的巴德膜。觀測者可以根據各自設備的口徑大小做成濾光罩，罩在望遠鏡物鏡的前面。

巴德膜

巴德膜原名「AstroSolar」是「Baader Planetarium」公司生產的一種用於觀測太陽的產品。通過其可以有效的過濾太陽光。巴德膜主要用於觀測和拍攝太陽、太陽黑子活動，日食等天文現象。巴德膜既可以減少太陽的光芒而保護肉眼和光學設備，又可以保留太陽清晰而不變色的圖像，所以廣受天文愛好者們的歡迎。

巴德膜的規格分為3.8與5.0兩種。真正的巴德膜是銀色，表面光滑，有反光的膜。3.8主要用於太陽攝影，密度不足以保護肉眼在觀測太陽時不受傷害。而5.0主要用於肉眼觀測太陽。

使用前檢查其表面有無穿孔，直接透過其觀看太陽，抑或是將其套在光學設備的最前端，置於中間任何一環節會造成熱力聚積燒穿巴德膜，危害設備和使用者安全。另外，其表面的平整程度並不影響觀測。巴德膜極薄，極易受損破裂，使用時應小心，避免摺疊，若穿孔則不能再使用。

天災人禍

目前為止科學家還沒有發現日食對人類有什麼直接的身體上的危害，但日食在人的心理上總會產生或多或少的影響。幾千年來，地球上的所有文明都把日食看成是災難的預兆。每次發生日食都會引起社會的騷亂。盡管沒有日食直接傷害人類的證據，但是心理上的恐慌與焦慮同樣會傷害到身體的健康。

日食也會對地球環境乃至人類社會的運作產生一定的影響，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）、溼度上升，對於交通運輸的生產作業、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產生不尋常的變化。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：根據歷史的事件紀錄分析，有發生過有心人士將日食當作時間點的指標，藉由此引起國家動亂、起義戰爭、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（或者是藉由網路等手法），造成民眾的迷信猜測和心理恐慌等帶來一定影響。

Wanbaolung · 發表於 2013-2-3 13:26:35

日食之最及常識

~ 日全食有記錄的持續時間最長是7.5分鐘

~ 日食發生的規律
每年日食最多出現5次，如果出現5次的話，一定都是偏食。
地球上每年至少有2次日食。
在北、南極地區只能看到日偏食。
日全食大約1年半發生一次。
每次日食都是在日出時從某一點開始，然後沿著日食帶在日沒時結束。從開始點到結束點大約繞地球半圈。

~ 日食帶及月球影子
由于月亮的影錐又細又長，所以當它落到地球表面時，所佔的面積很小，至多不會超過地球總面積的萬分之一，它的直徑最大也只有二百六十多千米。當月球繞地球轉動時，影錐就在地面上自西向東掃過一段比較長的地帶，在月影掃過的地帶，就都可以看見日食。所以這條帶就叫做“日食帶”。帶內發生日全食的，就叫全食帶；帶內發生日環食的，就叫環食帶。

食帶總是由西向東掃過地球，因為月亮在其軌道上以3,400km/h的速度向西運行，而赤道附近地球由西向東的旋轉速度為1,670 km/h，所以月亮影子的移動速度為1,730 km/h由西向東．

日食帶（月球影子）在赤道地區每小時移動約1,100英里，兩極則達到每小時5,000英里。
最寬的日全食帶為167英里。
在日全食經過的地區，可以看到偏食的範圍最高達3,000英里。
日全食帶一般經過的地區是在海洋或荒無人煙的地方。

~ 日食發生時的影響及現象
發生日全食時，光線穿過樹葉的縫隙投影出新月的影子。
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度以上。
當99 %的太陽表面被覆蓋時，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面，地球和月亮有一定的距離。
在現代的原子鐘出現之前，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。

~ 日食的“季節”
日食的發生必須是滿月出現在黃白交點的一定界限之內，這個界限就叫做“食限”。如果新月在黃道和白道的交點附近18度左右的範圍內，就可能發生日食；如果新月在黃道和白道的交點附近16度左右的範圍內，則一定有日食發生。黃道、白道的交點有兩個，這兩個交點相距180度，故一年之中有兩段時間可能發生日食，這兩段時間都稱為“食季”，它們相距半年。黃道是指太陽在天空移動的軌跡，並不是我們平常認為的一天移動一周，我們平時看到的太陽移動是由于地球的自轉引起的，黃道是由于地球的公轉引起的，一年移動360度。而白道則指月亮在天空移動的軌跡。

太陽在黃道上每天向東移動約1度，由于日食的食限為18度左右的範圍，太陽從黃道和白道交點以西的18度運行到黃道和自道交點以東的18度，大約需要36天，也就是說日食的每一個食季為36天。

~ 一年中發生的頻率
日食的一個食季是36天，比一個朔望月的平均長度29.53天要長。因此在一個日食的食季內必定會發生一次日食，也可能發生兩次日食。一年之中有兩個日食食季，所以在一年之內至少有兩次日食發生，也可能有四次日食發生（如果每個食季中都包含兩個朔日的話）。

在太陽的引力作用下，黃道和白道的交點會不斷地沿著黃道從東向西移動，每年移動約20度，方向與太陽沿黃道運行的方向相反，因此太陽在黃道上連續兩次通過同一交點所經歷的時間間隔（這個間隔叫“食年”）比一年（365.2422天）要短，只有346.62天，要約少19天。

這樣就會產生兩種情況︰
1）一年365.2422天之內，包含了兩個完整的食季和一個不完整的食季。比方說第一個食季開始1月初，那麼經過346.62天一個食年之後，第三個食季就會在同一年的12月中旬開始，在這種情況下就可能發生五次日食（不會六次，因為第三個食季不完整）；

2）一年365.2422天之內，包含了兩個不完整的食季（一個在年頭，一個在年尾）和一個完整的食季，在這種情況下就可能發生四次日食。
所以，一年中，發生日食最多的次數是五次。

一年中日、月食最少有兩次，而且這兩次都是日食；
一年中可能一次月食都不會發生（如1980年）；
一年中日、月食最多可以有七次︰五次日食和兩次月食（例如1935年），或者是四次日食和三次月食（例如1917年和1982年）。

一般說來，最常見的情況是一年中有四次日、月食︰兩次日食和兩次月食。
上面這些情況只是對全地球來說的。至于對地球的某個地點而言，一年內能看到日、月食的機會就要少得多。

金星凌日

天文學家對日食之談

觀測日全食，「焦點」是看太陽、看月亮、看星星，看它們和平時有什麼不一樣。

先説看太陽，要著重看色球、日冕和日珥。平時，亮度相對很低的太陽色球、日冕和日珥完全「淹沒」在太陽的散射光之中，人們無法看見。而在日全食期間，色球表現為一層頗為美麗的玫瑰紅色輝光。色球上常見日珥現象，它其實是太陽上經常發生的物質拋射現象。日珥表現為從光球邊緣向外伸出，呈火紅色，但並無確定的形狀。日冕是太陽的最外層大氣，溫度高達幾百萬攝氏度，而密度卻比人類所能製造的真空還要空，除非採用專業儀器，日冕只有日全食時才觀測得到。

日牙

日食期間還會出現有趣的「日牙」現象。平時，太陽在樹陰下的投影都是圓形的。而隨著日食過程的開始，原本圓形的太陽投影像會逐漸虧缺，成為月牙狀，並越來越細，而且在時間上，所有投影像的這種變化是完全同步的。進入全食階段時，它們便同步隱匿不見。生光時刻之後，大批細月牙狀的太陽像再次在地面上同時顯現，並漸漸變得越來越「胖」，當太陽復圓時它們也就同步復圓了。

再説看月亮。觀月的關鍵是關注鑽石環和貝利珠。在太陽發光圓面即將被黑色月球完全遮去之際，也就是日全食到來前的幾秒鐘內，行將消失的最後一抹陽光，可能會在月球的邊緣突然表現為一段形如鑽石戒指般的短弧狀光芒，看上去頗為耀眼，並給觀賞者留下相當深刻的印象，這就是鑽石環效應。差不多與此同時，消失中的太陽光還可能沿著月球邊緣形成一連串明亮的小光點，就像一串發光的珍珠高懸于天空中，但顯露後不久旋即消失。這一現象稱為貝利珠。

最後説看星星。日全食發生的時候，由於太陽的光芒被遮擋，周圍的天空瞬間黑暗下來，雖然還達不到夜間那般黑暗，卻已能夠在太陽的周圍展現出一幅星空的景象。7月22日的日全食屬于太陽被遮擋程度較重的一次，人們有理由期待在太陽周圍出現比較迷人的星空景象。屆時，水星、金星、火星將同時出現在太陽的周圍，還可看見天狼星、畢宿五、參宿七等亮星。

多謝欣賞 !!