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日食示意图
日全食将在8月1日光临我们这个星球。这次日全食带从加拿大北部开始,经过格陵兰岛北部、北冰洋、俄罗斯中部、蒙古极西部,在我国中部结束。在这日全食带里的居民将有幸观赏到日全食。在北美洲东北部、北冰洋、大西洋北部、欧洲(除极西南部)、亚洲(除极西南端和极东部)可以看到日偏食。
精确的预报
日月食是有规律的自然现象。古人早就发现,经过6585.32天(223个朔望月)这个周期后,就会发生另一次类似的日月食。根据地球和月球运动的规律,中国科学院紫金山天文台可以作精确的计算和预报。
这次发生的日食,除了在日全食带里的地区(包括西安市)能看到日全食外,其它在日全食带外的地区只能看到日偏食。我国的主要城市里,北边的漠河最先看到日偏食,17时55分10秒初亏,18时47分33秒食甚时的食分为0.777,19时37分33秒复圆。其它大部分地方从18时以后才先后初亏。南边的海口见到日偏食的时间比较晚,18时48分14秒初亏,日没时食分为0.496。
以黑龙江省漠河——青海省西宁一线为界,西侧的黑龙江、内蒙古、宁夏、甘肃部分地区和青海、新疆、西藏的人们可以看到初亏、食甚、复圆的日偏食全过程,例如乌鲁木齐、喀什、拉萨的复圆时刻分别为20时04分59秒、20时11分31秒、20时24分44秒,都在当地日没时刻(21时33分、22时08分、20时48分)之前,日没前可以观看到偏食的最后阶段——复圆。
漠河——西宁一线也称“日没时复圆线”。该线以东的中国大部分地区(包括日全食带内的地区),因为日没时太阳尚未复圆,人们将目睹一个正在日食中的不完整的日面,缓缓落向地平线下,这是有趣的天文奇观——带食而没。我国大部分主要城市将见到带食而没,看不到复圆。 这次可见到日偏食食甚时的食分超过0.9的主要城市有:郑州(0.998)、兰州(0.994)、银川(0.991)、西宁(0.988)、太原(0.961)、乌鲁木齐(0.958)、济南(0.955)、石家庄(0.949)、呼和浩特(0.930)、天津(0.922)、北京(0.917)、成都(0.914)、重庆(0.912)。其中天津初亏时刻为18时18分18秒,食甚时刻为19时10分48秒,19时23分带食而没。而抚远、上海、南京、杭州、合肥、福州、南昌、武汉、长沙、广州、南宁、香港、海口、澳门、台北等城市都是在日没以后才食甚。台北日没时的食分仅0.043,是食分最小的中国主要城市。
壮丽日全食白昼显亮星
8月1日,如果天空晴朗,我国西安的人们将有幸看到食分达1.031的日全食。从18时26分46秒开始,有一个圆黑影(月球)将从日轮的西偏南31度角方向闯进来。开始日偏食后,在树阴底下逐渐可见太阳被食的影像。随着日轮被摭挡部分的增大,阳光逐渐减弱,到太阳仅剩‘新月’大小的时候,仿佛是黄昏提早降临了。牛羊开始回圈,鸡鸭准备入窝,鸟雀陆续归巢。19时20分38秒,当圆黑影(月球)将全部日轮遮挡住的瞬间(食既),壮丽的日全食发生了。只见在紧靠圆黑影(月球)周围突显出玫瑰红色的光弧(太阳大气色球层),还可看到一些喷发出来火焰状的日珥,再往外是呈银白色光辉的日冕(太阳外层大气)。19时21分02秒生光(离日落还有25分钟),仅有24秒钟短暂的日全食结束了。开始露出一细丝弧线日光,随后逐渐增大,19时46分,当太阳比‘新月’稍大一些的时候带偏食而没。 发生日全食时,大白天突然出现夜晚的星空,在昏暗的天空背景中还能看到一些亮星,容易让没有思想准备的人惊奇、迷惑。今年8月1日的日全食,人们,尤其是北美、欧地区的观测者,将看到“黑太阳”的东南方向有一颗负3.9星等的金星熠熠生辉。 众所周知,人类能直接观测到的太阳是它的大气,太阳大气从里向外分成三层:光球层、色球层、日冕层。平常情况下,肉眼看到的太阳圆面就是光球,太阳向外传播的可见光,绝大部分就从光球发出。可见光辐射分别是光球的几千分之一、百万分之一的色球层、日冕层,平时是看不到的。 日全食发生时,明亮的光球被月亮挡住了,才能出现四大美景:星空背景、色球层和日珥、日冕、贝利珠。
“被形容为燃烧的草原”
色球层是一个充满磁场的等离子层,厚度约为2000~10000千米,有许多并列的针状体结构,温度很高(4600~几万开),呈玫瑰红色,被形容为燃烧的草原。 日珥是色球层的喷发物,3400年前中国古代甲骨文上就载有日食时出现三个“火焰”,是最早的日珥肉眼观测记录。公元1868年8月18日日全食时首次进行日珥的光谱观测,确定出日珥的主要成分是氢。日珥非常大,长约20万千米,厚5000千米,高达3万千米,它从色球层升腾向上,达到日冕层。其形状或似祥云,或似喷泉,或似圆环。8月1日日全食带扫过的地区,人们看到这样灿烂的火焰,不正是太阳神、月亮神共同在太空捧出的圣火,在深深祝福北京奥运吉祥如意吗。
银色的辉光 耀眼的珍珠
日冕是太阳大气最外面的一层,由极稀疏的质子、高次电离的粒子和自由电子组成,温度高达百万开,延伸的距离长达几个太阳半径甚至更远。日全食时“黑太阳”四周银白色的辉光,就是平时我们无法用肉眼观看的日冕。 在日全食开始(食既),尤其在日全食快结束(生光)时约2至3秒钟内可看到日轮边缘突然冒出像宝石般耀眼的“贝利珠”现象。这是因为月球表面崎岖不平,布满起伏的高峰和低谷,当月面与日面内切的瞬间,强烈的阳光会骤然从月球边缘的山谷里钻出来,刹那间四向迸射,犹如明珠闪耀。这种景象瞬间即逝,令人终身难忘。公元1836年法国天文学家贝利(F.Baily)首先作出科学解释,故名“贝利珠”。 在发生日全食前后,人们往往只关注天上太阳的变化,其实地面上还有一种常常不为人注意的现象:如果你在日全食始(食既)、末(生光)前后约1到2分钟内留意的话,还可在白色的地面或朝阳的白墙上,看到明暗相间的影带快速地掠过。这可能是一种衍生环效应。 人们看到日全食,都会情不自禁地对这罕见、壮丽、妙不可言的天象赞叹不已。
日月食有规律 一年最多七次
发生日、月食的道理很简单。在朔日(农历初一),当太阳、月球和地球三者恰好或几乎成一直线时,人们看到月球将太阳的一部分遮住时便发生日偏食,月球将太阳全部遮住时便发生日全食,月球只遮挡住太阳的中心部分,周边还露出一圈光环时,便发生日环食。在这三种日食中数日全食最为罕见、壮观。月食是地球挡住射向月球的阳光所致。 就全地球而言,一年中最多可能发生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;最少发生2次日食和0次月食。但最常见的情况就像今年一样:发生2次日食和2次月食。虽说是日食次数比月食多,但实际上人们看到月食的机会要比日食多。这是因为日食带范围不大,仅在月影扫过地面的局部地区才能看到日食。特别是由于日全食带更窄,就某一固定地点来说,两次发生日全食的时间间隔一般在300年左右,所以更为罕见,人的一生难得一遇。但月食则是半个地球都能看到。
值得一提的是,2009年7月22日上午在我国境内,由西向东,从西藏南部到长江口一带将发生一次日全食。到时成都、武汉、杭州和上海等主要城市都能见到日全食。特别是武汉、杭州和上海见到日全食时间长达5到6分钟,观测条件好。到时中外天文工作者、爱好者及游客会云集,必将给发生日全食所在地区带来商机,有关行业应早有准备。