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

圖解 :一個(gè)典型的“火環(huán)”

日食發(fā)生時(shí)，新月會(huì)在在地球上投射一個(gè)陰影。

由于月亮的影子不足以包裹整個(gè)地球，所以月影總是局限于一塊明確的區(qū)域。因?yàn)榈厍蚝驮虑蚨挤謩e在持續(xù)運(yùn)動(dòng)，所以日食期間這塊區(qū)域會(huì)發(fā)生改變:地球在繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的同時(shí)也在繞地軸自轉(zhuǎn)，而月球繞地球公轉(zhuǎn)。

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

圖解：日食發(fā)生時(shí)太陽(yáng)、月球和地球的位置(不依照實(shí)際比例)

然而，在大部分地區(qū)和持續(xù)的大部分時(shí)間里，一個(gè)日環(huán)食看起來(lái)像一個(gè)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(shí)看到從日偏食到日全食的進(jìn)程)也是如此——在一些地方能看見日環(huán)食的最大時(shí)刻，在另外一些地方能看到日全食 。

日環(huán)食什么時(shí)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(shí)，月球處于(或臨近)黃道白道交點(diǎn)，這時(shí)地球、月球、太陽(yáng)整齊的位于(或接近于)一條直線上。

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

1.為什么日食不在每個(gè)新月都發(fā)生?

相對(duì)來(lái)說(shuō)日食很罕見。對(duì)任何出現(xiàn)的日食來(lái)說(shuō)，它必須發(fā)生在新月期附近， 太陽(yáng)和地球整齊的在月球的兩側(cè)。通常，從地球觀測(cè)新月是不可見的。我們唯一能看到它的時(shí)間是日食期間，由太陽(yáng)使它顯現(xiàn)。

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

2.靠近月球軌道交點(diǎn)

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

相對(duì)于地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道平面(黃道面)，月球繞地球旋轉(zhuǎn)的軌道平面(白道面)傾斜了5°，而兩個(gè)軌道平面的交點(diǎn)就是黃白道(面)交點(diǎn)。當(dāng)太陽(yáng)和月亮都與月球交點(diǎn)很接近、可以和地球形成一條完美或近乎完美的直線的時(shí)候，我們就會(huì)經(jīng)歷一個(gè)持續(xù)約34.5天的食季。每次食季會(huì)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(yuǎn)

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

我們可以在日環(huán)食的最外圈看到太陽(yáng)熾熱的邊緣是因?yàn)槿窄h(huán)食發(fā)生時(shí)，月球在距離地球最遠(yuǎn)的點(diǎn)(即遠(yuǎn)地點(diǎn))附近，此時(shí)，從地球上看去，月球比太陽(yáng)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(gè)值最大也可以達(dá)到約150千米。如果你正好在這個(gè)區(qū)域的中心，你可以看到這個(gè)環(huán)的最大點(diǎn)就像一個(gè)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(yáng)的中心——這個(gè)時(shí)候環(huán)就會(huì)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(huì)看到一個(gè)不完整的火圈。另外，會(huì)有那樣一段時(shí)間，你會(huì)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(cè)照了過(guò)來(lái)。貝利珠的原理是太陽(yáng)光可以從部分月面邊緣的山脈縫隙中透射出來(lái)。

日環(huán)食的始末

日環(huán)食有5個(gè)不同階段：

初虧-偏食開始：在太陽(yáng)圓面的前方，月球的輪廓開始變得可見。太陽(yáng)看起來(lái)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(shí)可以在月球輪廓的邊緣看到貝利珠，它們看起來(lái)像光珠。

食甚：月球遮擋太陽(yáng)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(yáng)圓面。在月球的前緣上可再次看到貝利珠。

復(fù)圓-偏食結(jié)束：月球不再與太陽(yáng)的圓面重疊。日食結(jié)束。

持續(xù)時(shí)間

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

保護(hù)好你的眼睛!

不要在沒(méi)有正確的護(hù)眼措施(比如日食眼鏡)的情況下直視太陽(yáng)，不管是被遮住的還是其他狀態(tài)的太陽(yáng)。太陽(yáng)光會(huì)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(shì)是穿戴保護(hù)性日食眼鏡或者用針孔投影儀對(duì)日食進(jìn)行圖像投影。

日地距離

地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道也是橢圓形的，意味著這里會(huì)有一個(gè)點(diǎn)地球距離太陽(yáng)最近(近日點(diǎn))，有一個(gè)點(diǎn)距離太陽(yáng)最遠(yuǎn)(遠(yuǎn)日點(diǎn))。日地距離有時(shí)也影響橢圓軌道的類型、確切的日食太陽(yáng)面積和地球上可以看見日食的區(qū)域大小。

相關(guān)知識(shí)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(dāng)天(即朔日)，地球上觀測(cè)到月球和太陽(yáng)的角距離極小，此時(shí)月球如果恰好在月球交點(diǎn)附近，穿過(guò)太陽(yáng)和地球之間，與地球、太陽(yáng)接近一直線，則會(huì)出現(xiàn)日食。月球穿過(guò)太陽(yáng)和地球之間，但距地球較遠(yuǎn)，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(yáng)，就形成日環(huán)食，同時(shí)在偽本影兩側(cè)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(guò)沙特阿拉伯、卡塔爾、阿聯(lián)酋、阿曼、印度、斯里蘭卡、印尼、馬來(lái)西亞、新加坡、菲律賓、關(guān)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(dāng)月球處于遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，月球的本影錐不能到達(dá)地球;到達(dá)地球的是由本影錐延長(zhǎng)出的偽本影錐。此時(shí)月球的視直徑略小于太陽(yáng)。因此，這時(shí)太陽(yáng)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。