日全食、日环食、日偏食、全环食有什么区别?

日全食、日环食、日偏食、全环食有什么区别?

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jerkzhang

Aug 10, 2020
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日食(英语:Solar eclipse),又称日蚀,是一种天文现象,属于食的一种,只在月球运行至太阳与地球之间时发生。这时,对地球上的部分地区来说,月球位于太阳前方,因此来自太阳的部分或全部光线被挡住,看起来好像是太阳的一部分或全部消失了。日食只在朔,即月球与太阳呈现合的状态时发生。

日食分为四种,包括日全食、日环食、日偏食和全环食,其中较罕见的是全环食,只发生在地球表面与月球本影尖端非常接近的情形下,这时不同地区会出现日偏食、日全食和日环食三种不同的日食。日全食经常吸引许多游客和天文爱好者特地到海外去观赏日全食,也会有旅行社推出专门为这些游客设计的行程。

日全食:太阳比月球宽400倍,但离地球也是400倍远。由于对称的缘故,月球的暗影,也就是落在地球表面的阴影,在恰好的距离上时,其宽度正好可以遮住整个太阳。太阳光球完全被月亮遮住,原本明亮的太阳圆盘被黑色的月球阴影遮盖。然而,也只有在日全食发生时才可能用肉眼观测到模糊的日冕。日全食只在月球位于近地点时发生,此时月球的本影锥长度较月地之间距离长,本影锥才能扫到地球表面。由于太阳的实际体积比月球大很多,所以日全食通常只能在地球上一块非常小的区域见到,因为月亮的本影对太阳来说只是一个小点。(在全食区之外,所见的食相是偏食)。最近一次日全食发生于2019年7月2日,下一次的日全食将发生于2020年12月14日。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,如日全食或日环食或日全环食。但发生在极区的某些日食会是单纯的日偏食(不伴随其他食相),这是因为月球与黄道面的距离稍远,只有半影碰到地球表面,最近一次不伴随其他食相的日偏食发生于2019年1月6日,下一次的不伴随其他食相的日偏食将发生于2022年4月30日。

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)。最近一次日环食发生于2020年6月21日,下一次的日环食将发生于2021年6月10日。

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,当然,对于某一个具体的地点来说,在一次日食过程中是不会同时看到全食和环食的。全环食发生几率甚少,最近一次全环食发生于2013年11月3日,下一次的全环食将发生于2023年4月20日。地球与太阳的距离约是地球与月球距离的四百倍,且太阳的直径大小也约是月亮直径大小的四百倍。在理论上,由于这两个比例相当接近,我们由地球观测太阳与月球时,两者的大小应该大略相等,或著说他们的视直径大约相等──差距应该局限在0.5弧度左右。然而,由于月球及地球的公转轨道都大约是椭圆形,造成我们观测而得的月亮及太阳大小不固定。

日全食和日环食在天文学中称之为中心食,只要发生中心食,必然会发生日偏食。而当日出时,太阳已被食去(日食已经开始)时,当地发生日出带食或带食日出,而日落时太阳还在被食(日食尚未结束)时则称带食日落或日落带食。另外月食有半影月食,但日食没有半影日食(是偏食)。

更多关于“日食”可以参考这篇《如何看待“日食”这种天文现象?日食的原理和种类有哪些?》