日食观光

日食是一种天文现象,太阳被月亮遮挡。在黑暗的太阳周围可以看到整个日食,其中黑暗降临,太阳通常看不见的气氛,吸引了许多旅行者。

了解
当地球的一部分被月亮投射的阴影吞没,全部或部分阻挡(“遮挡”)阳光时,就会发生日食。当太阳,月亮和地球对齐时会发生这种情况。这种对齐与新月(syzygy)一致,表明月亮最接近黄道面。在日全食中,太阳的圆盘被月亮完全遮挡。在部分和环形日食中,只有部分太阳被遮挡。

如果月球处于一个完美的圆形轨道,离地球稍近一点,并且在同一个轨道平面上,那么每个新月都会有完全的日食。然而,由于月球的轨道与地球围绕太阳的轨道倾斜超过5度,它的阴影通常会错过地球。只有月亮在新月期间足够接近黄道面时才会发生日食。两个事件必须发生特殊情况,因为月球的轨道在每个月份(27.212220天)两次在其轨道节点处穿过黄道,而每个朔望月(29.530587981天)发生一次新月。因此,太阳(和月球)日食只发生在日食季节,每年至少发生两次,最多五次日食; 其中不超过两个可以是全食。

总日食是罕见的,因为日食季节内的新月时间需要更精确地观察者(地球上)与太阳和月亮中心之间的对齐。此外,月球的椭圆轨道通常远离地球,它的表观尺寸不足以完全阻挡太阳。太阳日食总量在任何特定地点都很罕见,因为整体只存在于月球的完整阴影或本影所追踪的地球表面的狭窄路径上。

日食是一种自然现象。然而,在一些古代和现代文化中,日食被归因于超自然原因或被视为不良预兆。对于那些不知道其天文解释的人来说,日全食可能会让人眼花缭乱,因为太阳似乎在白天消失,天空在几分钟内变暗。

由于直视太阳会导致永久性眼睛受损或失明,因此在观看日食时会使用特殊的眼睛保护或间接观察技术。在没有保护的情况下,仅用肉眼观察日全食的总相位是技术上安全的; 然而,这是一种危险的做法,因为大多数人没有接受过训练来识别日食的阶段,这可能会持续两个多小时,而任何一个地点的总阶段只能持续最多7.5分钟。人们称之为日食追逐者或umbraphiles将前往偏远地区观察或目击预测的中央日食。

类型
日食有几种类型:

总的来说,太阳的正常可见部分完全被遮挡,导致夜间黑暗下降几分钟,并且日冕 – 太阳通常看不见的大气 – 在月球
环形的黑色圆圈周围辐射月亮遮住了太阳的中心,在暗月
混合物周围看到了一个明亮的环,在日食的路径上的各个点,可以看到
部分环形或全日食,其中太阳的一部分表面被月亮的一部分遮挡了

日全食是最具戏剧性的日食,是一个非常奇怪和美丽的奇观。日全食发生在地球上某个地方的一年或两年,但只能从表面的一条狭窄的带状物中看到 – 日食的路径 – 在更广泛的区域内经历偏食。部分日食是最不具戏剧性的:除非人们刻意观察日食,否则它通常看起来有点昏暗,就像阴天一样。

环形和全食食开始于偏食,其中越来越多的太阳黯然失色,直到最大的日食,称为全食的总体。偏食可能持续一小时或更长时间的整体; 总长度只有几分钟或更短。

与许多轨道现象一样,日食可以提前很准确地预测,并吸引许多旅行者预测视线。用肉眼可以很容易地看到和欣赏它们,但是业余天文学家经常用望远镜前往它们。一些旅行者,umbraphiles,优先去旅行看尽可能多的日食。

观看日全食是一件很有趣的事情:简单的局部云层将它从日食观察变为瞬间阴暗的阴天!

月球围绕地球的轨道略微呈椭圆形,地球围绕太阳的轨道也是如此。因此,太阳和月亮的表观尺寸各不相同。日食的大小是月食的表观大小与日食期间太阳的表观大小的比值。月亮接近地球最近距离时(即近地点附近)发生的日食可能是全蚀,因为月亮看起来足够大,可以完全覆盖太阳的明亮圆盘或光球; 全食的幅度大于或等于1.000。相反,当月球离地球最近的距离(即靠近它的远地点)时发生的日食只能是环形日食,因为月亮看起来比太阳略小; 环食的幅度小于1。

当日食的变化幅度从较小到大于1时发生变化时会发生杂食,因此日食在靠近中点的位置看起来是完全的,并且在靠近开始和结束的其他位置处是环形的,因为日食的侧面是地球离月球稍远一点。这些日食的路径宽度极窄,在任何时间点的持续时间都非常短,在距离路径中心线仅几公里的任何位置最多只有几秒钟。像焦点一样,在两者之间发生变化的点处,总体和环形的宽度和持续时间接近于零。

由于地球围绕太阳的轨道也是椭圆形的,因此地球与太阳的距离同样在一年中变化。这会以同样的方式影响太阳的表观尺寸,但不会像月球与地球的距离变化那么多。7月初,当地球接近距离太阳最远的距离时,日全食的可能性更大,而当地球在1月初接近距离太阳最近的距离时,条件有利于环形日食。

原因
为什么日食会发生?

当月亮直接位于地球和太阳之间时,就会发生日食。考虑它的另一种方式是月亮可以投下阴影,如果你在那个阴影中,它看起来就像月亮遮住了太阳或其中的一部分。这是一次日食。

为什么很多个月份都没有日食?

如果月球围绕地球的轨道与地球围绕太阳的轨道处于同一平面,那就有可能。相反,月球的轨道是倾斜的,因此它的阴影通常不会撞击地球,这意味着日食通常不会从地球表面看到。一年中只有2-5次的日食就恰到好处,而日全食最多只能在一年中两次。

为什么一些日食总数而其他日食是环状的呢?

月亮和太阳都与地球的距离不同。因此,有时月亮看起来比太阳略小(如环形日食),有时它看起来大小相同或略大(如在日全食中)。
太阳日食会发生在地球上的其他星球吗?

是的,在某些星球上,但不是很多。地球有一个太阳和月亮的幸运巧合,看起来与表面上的观察者大致相同。我们太阳系中唯一具有类似日食的行星是土星,由于其卫星的形状和轨道,日食不会像它们在地球上那样壮观。

为什么太阳和月亮的大小与地球表面的观察者大致相同?

太阳是月球直径的400倍,但它也恰好是远处的400倍。

观察
直接观察太阳光球(太阳本身的明亮圆盘),即使只持续几秒钟,也会对眼睛的视网膜造成永久性伤害,因为光球会发出强烈的可见和不可见的辐射。这种损害可导致视力受损,直至并包括失明。视网膜对疼痛没有敏感性,视网膜损伤的影响可能不会出现数小时,因此没有发出伤害的警告。

在正常情况下,太阳是如此明亮,以至于难以直接盯着太阳。然而,在日食期间,太阳被覆盖了太多,盯着它看起来更容易也更有诱惑力。在日食期间观察太阳与在日食之外观察太阳一样危险,除非在整个短暂的时期内,当太阳的圆盘被完全覆盖时(整体仅在全日食期间发生且仅非常短暂;它不会发生在部分或环状日食期间)。通过任何类型的光学辅助设备(双筒望远镜,望远镜,甚至是光学相机取景器)观察太阳的光盘都是非常危险的,并且可能在几分之一秒内造成不可逆转的眼睛损伤。

部分和环形日食
在部分和环形日食期间(以及在短暂的整体时间之外的全食阶段)观察太阳需要特殊的眼睛保护,或者如果要避免眼睛损伤需要间接观察方法。可以使用适当的过滤来观察太阳的圆盘,以阻挡太阳辐射的有害部分。太阳镜不能让人看到太阳安全。只能使用经过适当设计和认证的太阳能过滤器直接观察太阳的磁盘。特别是,必须避免使用诸如从其壳体中取出的软盘,光盘,黑色幻灯片,烟熏玻璃等普通物体的自制过滤器。

查看Sun磁盘最安全的方法是间接投影。这可以通过使用一副双筒望远镜(其中一个镜头被盖住),望远镜或其他带有小孔的纸板(约1个)将光盘的图像投影到白纸或卡片上来完成。毫米直径),通常称为针孔相机。然后可以安全地观察太阳的投影图像; 这种技术可用于观察太阳黑子和日食。但是,必须注意确保没有人直接透过投影仪(望远镜,针孔等)。在视频显示屏(由摄像机或数码相机提供)上查看太阳光盘是安全的,尽管直接暴露在太阳下可能会损坏相机本身。配备一些视频和数码相机的光学取景器并不安全。将#14焊机的玻璃安全地安装在镜头前,取景器可以保护设备并使观看成为可能。专业工艺至关重要,因为任何间隙或分离装置都会产生严重后果。在偏食路径中,人们将无法看到日冕或几乎完全变暗的天空。但是,根据太阳的磁盘被遮挡多少,一些变暗可能会很明显。如果太阳的四分之三或更多被遮挡,那么可以观察到日光看起来暗淡的效果,就好像天空是阴天的,但物体仍然投射出锐利的阴影。专业工艺至关重要,因为任何间隙或分离装置都会产生严重后果。在偏食路径中,人们将无法看到日冕或几乎完全变暗的天空。但是,根据太阳的磁盘被遮挡多少,一些变暗可能会很明显。如果太阳的四分之三或更多被遮挡,那么可以观察到日光看起来暗淡的效果,就好像天空是阴天的,但物体仍然投射出锐利的阴影。专业工艺至关重要,因为任何间隙或分离装置都会产生严重后果。在偏食路径中,人们将无法看到日冕或几乎完全变暗的天空。但是,根据太阳的磁盘被遮挡多少,一些变暗可能会很明显。如果太阳的四分之三或更多被遮挡,那么可以观察到日光看起来暗淡的效果,就好像天空是阴天的,但物体仍然投射出锐利的阴影。

总体
当光球的可见部分缩小变得非常小时,会出现Baily的珠子。这些是由太阳光仍能通过月球谷到达地球造成的。然后,总体开始于钻石戒指效应,最后一缕明亮的阳光。

只有当太阳的光球完全被月球覆盖,而不是在整体之前或之后,才能直接观察日全食的全相。在此期间,太阳太暗,无法通过过滤器看到。太阳的微弱日冕将是可见的,可以看到色球,太阳的突出,甚至可能是太阳耀斑。在总体结束时,相同的效果将以相反的顺序发生,并且在月球的另一侧。

摄影
使用相当常见的相机设备可以拍摄日食。为了能够容易地看到太阳/月亮的光盘,需要一个相当高的放大倍率的长焦镜头(对于一个35毫米的相机,至少需要200毫米),并且对于要填充大部分镜架的光盘,需要一个更长的镜头需要(超过500毫米)。与直接观看太阳一样,通过相机的光学取景器观察可能会对视网膜造成损害,因此建议您小心。即使不使用光学取景器,数码摄影也需要太阳能滤光片。使用相机的实时取景功能或电子取景器对人眼来说是安全的,但是太阳光线可能会对数码图像传感器产生不可挽回的损害,除非镜头被正确设计的太阳能过滤器覆盖。

日食追逐
一群专门的日蚀追逐者在地球周围发生日食时,他们一直在观察日食。追逐日食的人被称为阴影,意为阴影爱好者。Umbraphiles旅行日食,并使用各种工具来帮助观看太阳,包括太阳观察眼镜,也称为日食眼镜,以及望远镜。

进来
因为日食,特别是那些容易从陆地上看到的日食,相当罕见,所以有两个问题:第一个是找到运输到该位置,第二个是在比赛之前预订。日食可以吸引成千上万的观众,这可能会超过当地交通和住宿的能力。如果日食正在穿越一个资源充足的旅游区(就像澳大利亚旅游城市凯恩斯所见的2012年日食),你应该提前几个月预订,但可能会有一些接近日食的可用性。如果日食偏离常规,您可能需要提前一年或更长时间安排。预计至少会有旺季的定价。飞机和火车将被预订,门票可能会变得昂贵,所以提前预订并获得座位预订。如果你等待的时间太长而且所有东西似乎都被预订了,那么搜索交通和住宿的更多创意选择可能会有所帮助 – 有时人们会安排包机巴士或出租他们的后院以遮挡观察者。如果您有办法,那么为两个不同的地点进行预订是明智的。就这样,在日食前几天你可以查看天气预报并前往现场,减少云层覆盖的可能性。

有时候,运输公司会提供额外的飞机,火车,公共汽车或小船的特殊服务,专门用于观看日食或让人们进入良好的观景点。游轮通常有特殊的行程路线,如果您愿意在人迹罕至的地方旅行,那么这可能更为可取。他们也可以在合理范围内搜索无云观看区域,这是您在陆地上不太可能拥有的机会。如果日食超过带飞机跑道的区域,可能会有云层以上的直升机或飞机飞行。虽然所有这些都倾向于以相当快的速度销售,但它们可以是一种独特的方式,使旅程放松和有趣,并成为通往观景目的地的志同道合的人。

计划大量的额外时间进出。特别是在景色优美的小城镇,您可能会遇到可怕的交通堵塞和拥挤的火车和公共汽车。由于额外的车辆,疲惫的司机和紧张的紧急服务,也可能导致更多的交通事故。在某些情况下,旅程可能需要2-3倍,甚至更长。通过提前到达您的观看位置并在理想情况下离开,在日食前一两天到达并在一天或两天后离开,避免最严重的延误。制定应急计划,以防万一你认为自己最终无法回家。如果开车,在交通情况下准备不同的路线,并保存或打印出方向,以防接收电池不良。

在全局路径上的偏僻地方可能会看到它们的种群在日食时会膨胀10倍或更多。当地资源可能超出其限制,因此需要额外的食物和水,如果您正在驾驶,请确保您有足够的燃料。准备长线以使用可能不是很干净的厕所。不要依赖手机进行通信或导航 – 当地的手机信号塔可能会被大量人群所淹没。

带来一层额外的衣服 – 即使在偏食的情况下,减少的阳光也会让它冷却几分钟。


直接查看日食,通过观察太阳。请参阅保持安全:只有在没有特殊预防措施的情
通过针孔相机观察日食。取两张纸板,在一个小孔中制作一个小孔,然后将太阳光照射到另一个孔上。在第二张纸板上投射的圆圈(相当于眼睛的视网膜或相机的传感器)将随着偏食的进展而改变其形状。
观看海洋中的日食。除了游轮行程之外,沿海地区通常还有日间游轮可以观看日食,这可以避免拥挤的公共区域,并且船只可以避免当地的云层覆盖。与一般的交通一样,提前预订。
拍摄日食。注意:太阳能摄影对于相机传感器或胶片来说并不安全,除非使用太阳能过滤器保护镜头免受太阳照射,太阳能过滤器可以从天文商店购买。
通过望远镜观察日食。如果直接观察,太阳滤镜必须在望远镜的镜头上方:一些望远镜可以适应投影图像。
在部分,全部或环形日食期间观察奇怪的新月形阴影。如果你带一个松散编织的草帽,你可以用它来生产几十个小月牙。
在全食期间,注意日食之前,期间和之后的众所周知的现象:
就在日食之前,月球的巨大阴影将以非常快的速度从西方接近:有些人发现这可怕。(如果是日全食,你可能会回到这种现象!)
就在日食之前和之后,可以看到一种叫做Baily珠子的现象,太阳首先通过月球陨石坑可见,创造月亮阴影边缘的光点。
整体而言,鸟类可能会栖息,一般来说,夜晚的宁静会短暂下降。偏食不会使周围的乡村明显变暗。
虽然理想情况下,地方当局可以避免这种情况,但自动感应路灯突然开启,而不是破坏节目的情况并不少见!

学习
日食提供了一个独特的科学机会。众所周知,爱因斯坦的相对论在1919年对普林西比的日食期间进行了测试,这使得研究人员能够看到太阳的引力如何导致星光弯曲。如今,在日食期间进行了大量的科学研究,从观察太阳的日冕到研究动物对光线突然变化的反应。欢迎旅行者并鼓励他们参加,个别科学家和NASA等大型组织都要求业余天文学家和普通人帮助他们收集数据。在线搜索“eclipse citizen science”,了解如何提供帮助。

保持安全
不要用肉眼或用相机或望远镜观察太阳,即使只有1%的太阳可见,也不要一秒钟。这可能会严重损害您的眼睛甚至让您失明。务必使用经认可的太阳能滤光片直接在眼睛上方进行辅助观察,或在相机或望远镜的镜头上使用。您可以使用:

Eclipse眼镜:CE认证或符合ISO 12312-2或EN 1836和AS / NZS 1338.1。这些通常是便宜的纸板眼镜,价格在3美元到5美元左右。
焊工的护目镜评级为12-14,是阻挡辐射的最高等级。
用于照相机和望远镜的太阳能过滤器,可从天文商店购买。

Eclipse眼镜通常可在主要观景点出售。您可能不需要为您的聚会中的每个人配对 – 日食足够慢,以至于您必须能够在两三个人之间来回交换一对。

如果使用相机或望远镜,镜头本身必须受到保护:用日食眼镜观察取景器是不够的,因为镜头进一步放大了太阳的能量,可能仍然会损坏你的眼睛。此外,如果镜头上没有滤镜,太阳的能量会破坏相机传感器/胶片。

不使用:

在正常明亮的光线条件下设计用于视觉/摄影的任何东西,如太阳镜或标准摄影滤镜。它们比您注视太阳所需的过滤器强大数百万倍。
较低等级的焊工的护目镜
曝光胶片负片
任何堆叠较小的保护
任何非认证的保护
遮盖眼镜有损伤,如划痕或眼泪

小心假日食眼镜。一些不道德的制造商已将ISO标识放在实际上不符合组织标准的眼镜上,因此请确保您的眼镜来自信誉良好的来源。来自科学博物馆或天文学组织的眼镜几乎肯定是好事; 美国天文学会还提供了一些信誉良好的供应商名单。

由于月亮在完全日食期间完全掩盖了太阳,因此在没有过滤器的情况下看到美丽的日冕(太阳的大气层)是安全的。准备好您的眼睛保护结束整体。

其他观测
日全食提供了观察日冕(太阳大气层外层)的难得机会。通常这是不可见的,因为光球比日冕亮得多。根据太阳周期中达到的点,电晕可能看起来小而对称,或者大而模糊。事先很难预测到这一点。

由于光线在偏食期间通过树叶过滤,重叠的叶子会产生自然的针孔,在地面上显示迷你日食。

与日食相关的现象包括阴影带(也称为飞行阴影),类似于游泳池底部的阴影。它们仅发生在整体之前和之后,当狭窄的太阳新月作为各向异性光源时。

重力异常
在日食期间,重力相关现象的观测历史悠久,特别是在整体时期。在1954年和1959年,莫里斯·阿莱斯报告了在日食期间奇怪和无法解释的运动的观察。这种被称为Allais效应的现象的现实仍然存在争议。同样,1970年,萨克斯和艾伦观察到扭摆的运动突然变化; 这种现象称为Saxl效应。

Wang等人在1997年日食期间的观察。提出了一种可能的重力屏蔽效应,引发了争论。2002年,王和一位合作者发表了详细的数据分析,这表明这种现象仍然无法解释。

日食和过境
原则上,日食的同时发生和行星的过境是可能的。但由于持续时间短,这些事件非常罕见。下一次预计同时发生的日食和水星的过境将于6757年7月5日发生,预计将于15232年4月5日发生日食和金星的过境。

更常见,但仍然不常见的是,在日全食期间,行星(特别是,但不仅仅是水星或金星)的结合,在这种情况下,行星将在非常黯淡的太阳附近可见,而没有日食会在太阳的眩光中消失。有一次,一些科学家假设可能有一颗行星(通常名为Vulcan)比水星更接近太阳; 确认其存在的唯一方法是在运输过程中或在日全食期间观察它。从来没有发现过这样的行星,广义相对论已经解释了导致天文学家认为瓦肯可能存在的观测结果。

地球反照
在日全食期间,月球的阴影只覆盖了地球的一小部分。在没有日食的情况下,地球继续接收至少92%的阳光照射 – 如果月球阴影的半影部分错过了地球,则更多。从月球上看,在日全食期间,地球大部分都被照亮,只有一个小的暗斑显示月亮的阴影。灯火辉煌的地球向月球反射了大量光线。如果没有黯然失色的太阳的日冕,那么从地球上可以很容易地看到被地球照射的月亮。这与地球的基本相同,当月球的相位是一个狭窄的新月时,常常可以看到它。实际上,日冕虽然远不如太阳的光球,比地球照亮的月亮要亮得多。因此,相比之下,日全食期间的月亮似乎是黑色的,周围有日冕。

人造卫星
从地球上看,人造卫星也可以从太阳前面通过,但没有一颗足以引起日食。例如,在国际空间站的高度,一个物体需要大约3.35公里(2.08英里)穿过,以完全遮住太阳。这些过境很难观察,因为可见区域非常小。通常,卫星在大约一秒钟内经过太阳的表面。与行星的过境一样,它也不会变暗。国际空间站从任何位置穿越太阳都可以持续大约1到8秒,只考虑到太空船在太阳直径的中心移动。

观测从地球大气层上空绕行的航天器或人造卫星的日食不受天气条件的影响。双子座12号的工作人员在1966年观测到了太空日全食。从米尔可以看到1999年全日食的部分阶段。

在1975年7月进行的Apollo-Soyuz测试项目期间,阿波罗号太空船被定位为创造一次人工日食,使联盟号船员有机会拍摄日冕。

影响
2015年3月20日的日食是第一次发生日食,估计可能对电力系统产生重大影响,电力部门采取措施减轻影响。据估计,欧洲大陆和英国的同步区域的太阳能发电量约为90千兆瓦,据估计,与晴朗的天空相比,产量将暂时减少34吉瓦。温度可能会降低3°C,风速会随着风速降低0.7 m / s而降低。

除了光照水平和气温下降之外,动物在整体中改变了它们的行为。例如,鸟类和松鼠回到它们的巢穴和蟋蟀唧唧喳喳。

最近和即将到来的日食
日食只发生在日食季节,当太阳接近月亮的上升或下降节点时。每次日食分为一个,五个或六个月(朔望月),每个季节的中点相隔173.3天,这是太阳从一个节点到另一个节点的平均时间。由于月球节点缓慢回归,这个时期不到半个日历年。因为223个朔望月份大致相当于239个异常月份和242个月份,所以具有相似几何形状的日食相隔223个朔望月(约6,585.3天)。这个时期(18年11.3天)是一个萨罗斯。因为223个朔望月份与239个异常月份或242个月份相同,所以saros周期不会无休止地重复。每个周期都以月亮开始 在北极或南极附近穿过地球的阴影,随后的事件向另一极移动,直到月亮的阴影错过地球并且系列结束。Saros周期编号; 目前,循环117至156是活动的。