天空中罕见的壮丽奇观
日食,又作日蚀,是一种天文现象。
当月球绕地球转到太阳和地球中间时,如果太阳、月球、地球三者正好排成或接近一条直线,月球挡住了射到地球上去的太阳光,月球身后的黑影正好落到地球上,日食现象发生。在地球上月影里的人们开始看到阳光逐渐减弱,太阳面被圆的黑影遮住,天色转暗;当太阳被全部遮住时,我们可以看到天空中最亮的恒星和行星。几分钟后,从月球黑影边缘逐渐露出阳光,开始生光、复圆。由于月球比地球小,只有在月影中的人们才能看到日食。月球把太阳全部挡住时发生日全食,遮住一部分时发生日偏食,遮住太阳中央部分发生日环食。发生日全食的延续时间不超过7分31秒。日环食的最长时间是12分24秒。法国的一位天文学家为了延长观测日全食的时间,他乘坐超音速飞机追赶月亮的影子,使观测时间延长到了74分钟。中国有世界上最古老的日食记录,公元前一千多年已有确切的日食记录。
日食的形成所谓“食”就是指一个天体被另一个天体或其黑影全部或部分掩遮的天文景象。日食主要有日全食、日偏食及日环食三种。日食发生的原理是地球上的局部地区被月影所遮盖而造成的。日食必发生在朔日,即农历的初一(朔)。这是因为只有在那一天,月亮才会出现在太阳与地球之间的连线上,这样才有可能使月球挡住太阳而形成日食。同样地,月食一定出现在望日,即农历十五。这是因为除了上面的条件外,影响日食和月食出现的还有其他一些因素。我们把地球围绕太阳公转的轨道称为黄道,把月球围绕地球公转的轨道称为白道。黄道平面与白道平面不是相同的,它们之间平均有5°09′的夹角,并且随时发生变化。只有当月球运行到黄道和白道的升交点和降交点附近时,才会发生日食。日食的过程可分为五个阶段,而只有日全食才拥有全部过程,日偏食和日环食则没有食既和生光。初亏:太阳与月球第一次外切,太阳光球西面刚切入月球东面的时刻。食既:太阳与月球第一次内切,太阳光球刚完全被月球掩蔽的时刻。食甚:月球中心与太阳中心距离最小的时刻。生光:太阳与月球第二次内切,太阳光球刚从月球西面露出来的时刻。复圆:太阳与月球第二次外切,太阳光球刚完全离开月球背后的时刻。初亏、食既、生光和复圆又分别称为第一、第二、第三、第四接触。
日食共有三种,即:日偏食、日环食和日全食。月球遮住太阳的一部分叫日偏食。月球只遮住太阳的中心部分,在太阳周围还露出一圈日面,好象一个光环似的叫日环食。太阳被完全遮住的叫日全食。这三种不同的日食的发生跟太阳、月球和地球三者的相互变化着的位置有关,并且也决定于月球与地球之间的距离变化。月球比太阳小得多,它的直径大约是太阳直径的四百分之一,而月球与地球间距离也差不多是太阳与地球间距离的四百分之一,所以从地球上看,月亮与太阳的圆面大小差不多相等,因而能把太阳遮住而发生日食。
地球公转和月球公转轨道都是椭圆,不论是太阳与地球间距离,还是月球与地球间距离,并不是固定不变的,而有时比较远,有时又比较近,因此月球本影的长短也不一样,月球本影最长时有379660千米,最短时为367000千米,而地球与月球之间的距离最近时为356700千米,最远时达406700千米。如果某个时刻月球本影比地球与月球之间的距离大,地球上被月球本影扫过的地带就可以看到日全食。如果月球本影比地球与月球之间的距离小,月球本影的尖端到不了地球的表面,那么在影尖延长出来的小影锥(叫伪本影)扫过的地带可以看到日环食。被月球半影扫过的地带均可以看到日偏食,在偏食区内离全食区越近,偏食的程度就越大。月球本影和半影没有扫过的地方,根本看不见日食。发生日全食时,动物常常准备睡觉,或行为异常。发生日全食时,当地的温度通常会下降至少20°以上。当99%的太阳表面被覆盖时,能看到的晨昏蒙影现象。在日全食期间,地平线的周围会有一个窄的光带,这是因为观察者并不是直接站在月亮的影子下面,地球和月亮有一定的距离。在现代的原子钟出现之前,天文学家通过对日食的古代记录进行研究,发现地球旋转的周期每个世纪变慢了0.001秒。
日食的规律与周期由于地球绕太阳和月亮绕地球的公转运动和黄白交点的移动都是有规律的,所以相隔一定的时间就会发生一次大致类似的日、月食。早在古代,巴比伦人就根据对日食和月食的长期统计,发现了日、月食的循环周期为233个朔望月,也就是18年11又1/3日,即沙罗周期。日食(月亮界于太阳和地球之间)持续的最长时间为7分31秒。1955年发生在费城西部持续时间为7分8秒的日蚀是近年最长的一次。据预测,2186年大西洋中部地区将发生一次持续时间7分29秒的日蚀。1995年,泰国曼谷的一次日蚀中,一位母亲和孩子被摄影照片,这次日蚀在该国某些地区为日全蚀。月蚀(月亮运行进入地球的阻影)持续的最长时间为1小时47分。2000年7月16日,在北美的西海岸人们看到这种景象。由于月球、地球运行的轨道都不是正圆,日、月同地球之间的距离时近时远,所以太阳光被月球遮蔽形成的影子,在地球上可分成本影、伪本影(月球距地球较远时形成的)和半影。观测者处于本影范围内可看到日全食;在伪本影范围内可看到日环食;而在半影范围内只能看到日偏食。
日食,尤其是日全食是最引人注目的天象之一。中国古人早在三千多年以前,就对日食现象做了记载。最近一次日食发生于2009年7月22日(全食),下一次的日食将发生于2010年1月15日(环食)。
日浪
日浪,太阳光球层物质的一种抛射现象。通常发生在太阳黑子上空,具有很强的重复出现的本领,当一次冲浪沿上升的路径下落后,又会触发新的冲浪腾空而起,如此重复不断,但其规模和高度则一次比一次小,直至消失。位于日面边缘的冲浪表现为一个小而明亮的小丘,顶部以尖钉形状向外急速增长。上升的高度各不相等,小冲浪只有区区几百千米,大冲浪则可达5000千米,最大的竟达1~2万千米。抛射的最大速度每秒可达100~200千米,要比最快的侦察机快100多倍。当它们到达最高点后,受太阳引力的影响,便开始下降,直至返回到太阳表面。人们从高分辨率的观测资料中发现,冲浪是由非常小的一束纤维组成,每条纤维间相距很小,作为整体一起发亮,一起运动。