日月食

張韻波 2018-02-01

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日食一定發(fā)生在朔（農(nóng)歷初一），月食一定發(fā)生在望（農(nóng)歷十五或十六）。發(fā)生日食和月食時，日、地、月三星完全在同一直線上，日月對地球的引潮力最大。由于月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道平面（白道面）和地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道平面（黃道面）不是重合在一起，而是有一個約5°9′的交角，因此不會每個月都發(fā)生日食或月食。只有當(dāng)朔（新月）或望（滿月）出現(xiàn)在黃道和白道的交點附近時，才會發(fā)生日食或月食。人們通過長期觀測日食或月食，發(fā)現(xiàn)了日食或月食的發(fā)生有一個規(guī)律，按6585又1/3（或18年11日左右）的周期重新出現(xiàn)。這個周期叫做沙羅周期，是古代巴比倫人所發(fā)現(xiàn)。月食都發(fā)生在望（滿月），但不是每逢望都有月食，這和每逢朔不都出現(xiàn)日食是同樣的道理。在一般情況下，月亮不是從地球本影的上方通過，就是在下方離去，很少穿過或部分通過地球本影，因此，一般情況下就不會發(fā)生月食。每年月食最多發(fā)生3次，有時一次也不發(fā)生[4]。

   月球是地球唯一的天然衛(wèi)星，是距離我們最近的天體，它與地球的平均距離約為384401千米.它的平均直徑約為3476千米，比地球直徑的1/4稍大些. 月球的表面積有3800萬千米，還不如我們亞洲的面積大.月球的質(zhì)量約7350億億噸，相當(dāng)于地球質(zhì)量的1/81，月面重力則差不多相當(dāng)于地球重力的1 /6。月球本身并不發(fā)光，只反射太陽光。它的亮度隨日月間角距離和地月間距離的改變而變化。滿月時亮度平均為－12.7等。

隨著月亮每天在星空中自西向東移動一大段距離，它的形狀也在不斷地變化著，這就是月亮位相變化，叫做月相。由于月球本身不發(fā)光，在太陽光照射下，向著太陽的半個球面是亮區(qū)，另半個球面是暗區(qū)。隨著月亮相對于地球和太陽的位置變化，就使它被太陽照亮的一面有時對向地球，有時背向地球；有時對向地球的月亮部分大一些，有時小一些，這樣就出現(xiàn)了不同的月相。

   當(dāng)月球運(yùn)行到地球和太陽之間，被太陽照亮的半球背著地球，我們看不見月亮，叫做"新月"，也叫"朔"，這是農(nóng)歷初一。過了新月，月亮被照亮的部分逐漸轉(zhuǎn)向地球，我們看到一鉤彎月，稱為"娥眉月"，這時是農(nóng)歷初三、初四。初七、初八看到的是半個月亮（凸邊向西），叫做"上弦月"。到了農(nóng)歷十五、十六、十七，月亮上亮的一面全部對著地球，我們能看到一輪圓月，稱為"滿月"，也叫"望"。滿月過后，月亮的亮面逐漸變小，到農(nóng)歷二十二、二十三，又能看到半個月亮（凸邊向東），叫做"下弦月"。下弦月半夜時分才能從東方升起。再過一個星期，月亮又回到"朔"。

　　月相就是這樣周而復(fù)始地變化著。如果用月相變化的周期計算，從新月到下一個新月，就是一個"朔望月"，為29.53天左右。中國農(nóng)歷的一個月長度，就是根據(jù)"朔望月"確定的。陰歷朔的時候，月亮運(yùn)行到地球和太陽之間，這時有可能發(fā)生日食。望的時候，地球處于月球和太陽之間，這是有可能發(fā)生月食。

   在太陽光的照射下，地球和月球的背日方向都有一條長長的影子。影子的主要部分呈圓錐形，叫本影；天體越大，距太陽越遠(yuǎn)，本影越長。本影的背日方向有另一個圓錐叫偽本影。本影和偽本影的四周是半影。本影得不到太陽的任何光輝。半影得不到太陽的某一部分光輝，而能得到太陽的另一部分光輝。偽本影是一種特殊類型的半影，它只能得到太陽邊緣的光輝，得不到太陽中心部位的光輝。由于地球的本影又寬又長，在月球軌道處，地球本影的寬度約為月球直徑的2.7倍，因此月食只有全食和偏食，而沒有環(huán)食。

   月球是地球的衛(wèi)星，圍繞著地球旋轉(zhuǎn)；同時，地球又帶著月球繞太陽旋轉(zhuǎn)。月食就是由于這兩種運(yùn)動所產(chǎn)生的結(jié)果。當(dāng)月球轉(zhuǎn)到地球背著太陽的一面時(即：地球運(yùn)行到太陽和月亮的中間)，這3個天體處在一條直線或近一條直線的情況下，地球擋住了太陽，就發(fā)生了月食。月食可分為月偏食、月全食及半影月食三種。當(dāng)月球只有部分進(jìn)入地球的本影時，就會出現(xiàn)月偏食；而當(dāng)整個月球進(jìn)入地球的本影時，就會出現(xiàn)月全食；至于半影月食，是指月球只是掠過地球的半影區(qū)，造成月面亮度的極輕微的減弱，很難用肉眼發(fā)覺有什么分別，因此不為人們所注意。

   食帶是月影掃過的地方。日食的時間長短，同月球影錐在地面上移動的速度以及地球的自轉(zhuǎn)方向有關(guān)。以日全食來說，由于月球的視直徑僅略大于太陽，同時月影在地面移動速度很快，因此日全食的時間是很短暫的。在全食帶的某個地點所看到的日全食時間通常只有兩三分鐘，最多不超過7分鐘。如果全食帶經(jīng)過赤道附近地區(qū)，日全食時間就可延續(xù)到7分40秒，這時是觀測日全食的最好機(jī)會。在發(fā)生日環(huán)食時，月亮總是位于遠(yuǎn)地點附近，這時月亮運(yùn)行的速度較慢，因此日環(huán)食的時間比較長，如果日環(huán)食發(fā)生在赤道附近，那么在赤道附近觀測日環(huán)食的時間可長達(dá)12分42秒。就全球范圍來說，如果把月亮半影開始遮掩日面的時間計算在內(nèi)，日食時間的長度由初虧至復(fù)圓的整個過程可長達(dá)三個半小時。

   由于月亮的影錐又細(xì)又長，所以當(dāng)它落到地球表面時，所占的面積很小，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(dāng)月球繞地球轉(zhuǎn)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(nèi)發(fā)生日全食的，就叫全食帶；帶內(nèi)發(fā)生日環(huán)食的，就叫環(huán)食帶?？梢钥吹狡车姆秶軓V闊，已經(jīng)不像一條帶子，而是很大的一片地區(qū)。

   全食帶是一條寬度不過二三百千米，長約數(shù)千到10000千米的狹窄路徑(有時全食帶的寬度甚至只有幾千米)，只有在全食帶掃過的地區(qū)才能看見日全食或日環(huán)食的發(fā)生。全食帶的兩旁是較廣闊的半影掃過的地區(qū)，在這些地區(qū)內(nèi)可見偏食。離全食帶愈近的偏食區(qū)，所見偏食程度愈大；離帶愈遠(yuǎn)，可見偏食程度愈?。话胗皡^(qū) 以外的地方是看不見日食的。

　　日食每年都有發(fā)生，但由于全食帶是一條狹窄的影帶，據(jù)估計，平均每200～300年，某一地區(qū)或城市才有機(jī)會被全食帶掃過，所以，對住在一個城市的人來說，一生可能未看到過一次日全食[5]。這使全食帶有可能成為異常事件的激發(fā)原因。20世紀(jì)（1901-1999）發(fā)生全世界范圍內(nèi)日食的次數(shù)為：日偏食 78次，日環(huán)食 73次，日全食 71次，混合食 6次，總計 228。