當日環(huán)食發(fā)生時，月亮覆蓋太陽的中心，只留下太陽可見的外緣，在月亮周圍形成一個“火環(huán)”或環(huán)形的形狀。

圖解 :一個典型的“火環(huán)”

日食發(fā)生時，新月會在在地球上投射一個陰影。

由于月亮的影子不足以包裹整個地球，所以月影總是局限于一塊明確的區(qū)域。因為地球和月球都分別在持續(xù)運動，所以日食期間這塊區(qū)域會發(fā)生改變:地球在繞太陽公轉的同時也在繞地軸自轉，而月球繞地球公轉。

日食只有在陰影覆蓋的區(qū)域內(nèi)可見，你離影子經(jīng)軌的中心越近，你看到的日環(huán)食越大。

“annular(環(huán)食)”來源于拉丁文中的環(huán)“ANNULUS”，這時，日食以它們最黑，最大程度的時間點命名，盡管它只持續(xù)不到一秒。即使只能在一個地點看到這種典型的火環(huán)，這整個日食也被稱為一個日環(huán)食。

圖解：日食發(fā)生時太陽、月球和地球的位置(不依照實際比例)

然而，在大部分地區(qū)和持續(xù)的大部分時間里，一個日環(huán)食看起來像一個不完整的日食。日全食和罕見的混合型日食(在日食地區(qū)可以同時看到從日偏食到日全食的進程)也是如此——在一些地方能看見日環(huán)食的最大時刻，在另外一些地方能看到日全食 。

日環(huán)食什么時候發(fā)生?

日環(huán)食只發(fā)生在以下的條件:

1.在新月期(初一)

2.同時，月球處于(或臨近)黃道白道交點，這時地球、月球、太陽整齊的位于(或接近于)一條直線上。

3.月球處于遠地點——月球離地球最遠的地方，因此太陽的外邊緣也就是陽光組成的環(huán)仍然可見。

1.為什么日食不在每個新月都發(fā)生?

相對來說日食很罕見。對任何出現(xiàn)的日食來說，它必須發(fā)生在新月期附近， 太陽和地球整齊的在月球的兩側。通常，從地球觀測新月是不可見的。我們唯一能看到它的時間是日食期間，由太陽使它顯現(xiàn)。

圖解：接近地球公轉軌道(黃道)月球公轉軌道(白道)交點，黃白道交點是月球軌道與地球運行的黃道的交點。

2.靠近月球軌道交點

所以，為什么不是在每一次新月期的夜晚都會出現(xiàn)月食呢?這是因為產(chǎn)生月食的另一個條件是要靠近黃白道交點。

相對于地球繞太陽公轉的軌道平面(黃道面)，月球繞地球旋轉的軌道平面(白道面)傾斜了5°，而兩個軌道平面的交點就是黃白道(面)交點。當太陽和月亮都與月球交點很接近、可以和地球形成一條完美或近乎完美的直線的時候，我們就會經(jīng)歷一個持續(xù)約34.5天的食季。每次食季會出現(xiàn)兩到三次日食月食現(xiàn)象——其中至少一次、最多兩次是日食(并不是在同一地區(qū))。

3.月球距離地球較遠

由于月球繞地球公轉的軌道是橢圓形而非圓形，每一個陰歷月份，我們的地球和月球之間的距離都會發(fā)生變化。

我們可以在日環(huán)食的最外圈看到太陽熾熱的邊緣是因為日環(huán)食發(fā)生時，月球在距離地球最遠的點(即遠地點)附近，此時，從地球上看去，月球比太陽小。

圖解:月球的偽本影

月球的影子

日食是由月球在地球上的投影引起的。目前知道的新月可以在地球上形成的投影有三種：本影、半影和偽本影。

如果想要看到日環(huán)食，你必須要處于月球投射偽本影的位置。盡管環(huán)形路徑的寬度在很大程度上是可變的，一般這個值最大也可以達到約150千米。如果你正好在這個區(qū)域的中心，你可以看到這個環(huán)的最大點就像一個完美的火圈一樣。在環(huán)形區(qū)域的其他部位，月球不是正好位于太陽的中心——這個時候環(huán)就會有不均勻的寬度。

圖解：A 本影區(qū)出現(xiàn)日全食。 B 偽本影區(qū)出現(xiàn)日環(huán)食。 C 半影區(qū)出現(xiàn)日偏食

如果你在環(huán)形路徑的邊緣上，你會看到一個不完整的火圈。另外，會有那樣一段時間，你會發(fā)覺到一種名為“貝利珠”的現(xiàn)象：好像小燈珠發(fā)出的光從月亮的一側照了過來。貝利珠的原理是太陽光可以從部分月面邊緣的山脈縫隙中透射出來。

日環(huán)食的始末

日環(huán)食有5個不同階段：

初虧-偏食開始：在太陽圓面的前方，月球的輪廓開始變得可見。太陽看起來好像被咬了一口。

食既-全食或環(huán)食開始：“火環(huán)”出現(xiàn)了。環(huán)食開始的幾秒鐘內(nèi)，有時可以在月球輪廓的邊緣看到貝利珠，它們看起來像光珠。

食甚：月球遮擋太陽圓面中心(部分偏食不能遮擋中心)。

生光-環(huán)食開始消失：月球開始離開太陽圓面。在月球的前緣上可再次看到貝利珠。

復圓-偏食結束：月球不再與太陽的圓面重疊。日食結束。

持續(xù)時間

在日環(huán)食可見的地區(qū)，日環(huán)食可持續(xù)超過3小時。從開始到結束，整個日環(huán)食過程可以持續(xù)超過6小時，但不是在同一個地區(qū)。環(huán)，空中“火環(huán)”的可視時間在低于一秒到超過12分鐘之間變動。

保護好你的眼睛!

不要在沒有正確的護眼措施(比如日食眼鏡)的情況下直視太陽，不管是被遮住的還是其他狀態(tài)的太陽。太陽光會灼傷眼內(nèi)的視網(wǎng)膜，造成永久性損傷甚至失明。

觀看日食的正確姿勢是穿戴保護性日食眼鏡或者用針孔投影儀對日食進行圖像投影。

日地距離

地球繞太陽運行的軌道也是橢圓形的，意味著這里會有一個點地球距離太陽最近(近日點)，有一個點距離太陽最遠(遠日點)。日地距離有時也影響橢圓軌道的類型、確切的日食太陽面積和地球上可以看見日食的區(qū)域大小。

相關知識閱讀

2019年12月26日日食是一次日環(huán)食，將發(fā)生于2019年12月26日。新月當天(即朔日)，地球上觀測到月球和太陽的角距離極小，此時月球如果恰好在月球交點附近，穿過太陽和地球之間，與地球、太陽接近一直線，則會出現(xiàn)日食。月球穿過太陽和地球之間，但距地球較遠，本影未能接觸地表，而使偽本影覆蓋的區(qū)域內(nèi)看到月球的角直徑小于太陽，就形成日環(huán)食，同時在偽本影兩側數(shù)千公里的半影范圍內(nèi)形成日偏食。此次日環(huán)食將經(jīng)過沙特阿拉伯、卡塔爾、阿聯(lián)酋、阿曼、印度、斯里蘭卡、印尼、馬來西亞、新加坡、菲律賓、關島、北馬里亞納群島，日偏食則將覆蓋非洲東部、亞洲大部分、大洋洲西部。

圖解：2019年12月26日日環(huán)食路徑圖

日環(huán)食：當月球處于遠地點時，月球的本影錐不能到達地球;到達地球的是由本影錐延長出的偽本影錐。此時月球的視直徑略小于太陽。因此，這時太陽邊緣的光球仍可見，形成一環(huán)繞在月球陰影周圍的亮環(huán)。(在環(huán)食區(qū)之外，所見的食相是偏食)。最近一次日環(huán)食發(fā)生于2019年12月26日。