淺談日蝕【莫博士,帶你長知識】

莫兆松

        六月份最熱鬧的天文盛事,大概就是6月21日的日環蝕了。我也特別跑去嘉義東石,觀看這場號稱「此生最後一次在台灣能看到的日環蝕」。當天嘉義堪稱塞爆了,多次到嘉義遊玩,不曾看過有這麼多的人、車出現在嘉義的市區、鄉鎮和道路上。幸好天氣不錯,只要看得見太陽的地方都可觀賞,因此沒有錯過這令人震撼的自然奇景。

        熱鬧看完了,也來跟大家聊聊跟日蝕有關的小常識。維基百科中說明如下:日食(英語:Solar eclipse),又稱日蝕,是一種天文現象,屬於食的一種,只在月球運行至太陽與地球之間時發生。這時,對地球上的部分地區來說,月球位於太陽前方,因此來自太陽的部分或全部光線被擋住,看起來好像是太陽的一部分或全部消失了。日食只在朔,即農曆初一當日發生。

為便於說明,請參考下圖。

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圖中

① 半影區:因為某側的陽光被月球擋住,因此在該區域內只能看見另一側的太陽。

② 本影區:因為所有的陽光都被月球擋住,因此在該區域內完全看不見太陽。

③ 偽本影區:因為中央部分的陽光被月球擋住,因此在該區域內只能看見太陽的外環部分。

 

圖(a)是月球離地球較近的情況,陽光被月球擋住後在地表形成兩個同心圓陰影。灰色環狀陰影就是半影區,在這個區域內看見的日蝕稱為日偏食。中央黑色圓形就是本影區,在這個區域內看見的日蝕稱為日全食。

 

圖(c)是月球離地球較遠的情況,陽光被月球擋住後在地表形成兩個同心圓陰影。灰色環狀陰影就是半影區,在這個區域內看見的日蝕稱為日偏食。中央藍色圓形就是偽本影區,在這個區域內看見的日蝕稱為日環食。

 

圖(b)則是月球離地球距離剛好等於本影錐的長度,由於地表有弧度而非平面,當本影影錐接觸地球時如中央黑色圓形,在影錐未能接觸地球處如中央藍色圓形,在中央區域內看見的日蝕稱為全環食。所以,當全環食發生時,隨著地月之間的相對運動,會先後出現環食→全食→環食。當然灰色環狀陰影還是半影區,在這個區域內看見的日蝕仍為日偏食。


至於日偏食、日全食、日環食所看到的太陽示意圖如下圖。

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日全食觀測的全過程包括五階段,示意圖如下。

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1. 初虧:因月球自西向東繞地球公轉,當月球東沿相切於太陽西沿,日食正式開始,太陽開始出現虧損。

2. 食既:月球繼續向東運行,當東沿相切於太陽東沿時,太陽完全被月球遮擋,光線完全被吞食,稱為食既,日全食開始。

3. 食甚:當月球東移至中心與太陽中心重合的位置,日全食達到極點,稱為食甚。

4. 生光:月球繼續東移,當西沿相切於太陽西沿,太陽開始露出,光芒開始重現,稱為生光,日全食結束。

5. 復圓:生光後月球遮擋太陽越來越少,當月球西沿相切於太陽東沿,太陽圓盤形狀完全恢復,整個日食過程結束。


日環食觀測的全過程也是五階段,示意圖如下。


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1. 初虧:當月球東沿相切於太陽西沿,日食正式開始,太陽開始出現虧損。

2. 食既:月球繼續向東運行,當西沿相切於太陽西沿時,稱為食既,日環食開始。

3. 食甚:當月球東移至中心與太陽中心重合的位置,日環食達到極點,稱為食甚。

4. 生光:月球繼續東移,當東沿相切於太陽東沿,稱為生光,日環食結束。

5. 復圓:生光後月球遮擋太陽越來越少,當月球西沿相切於太陽東沿,太陽圓盤形狀完全恢復,整個日食過程結束。

 

        這次日環蝕嘉義確實是個最佳觀測地點,難怪湧進大批人潮。當「食甚」時出現所謂「上帝的金戒指」,到處都是讚嘆的聲音。雖然網路上可以看到許多直播影片,畢竟與親眼看見天空瞬間陰暗下來,只剩一個光環的場景相較,那種震撼的感覺還是有差的。

        不過整個日食發生的時間約從14:50至17:25,也就是下午太陽已經偏西的時段,因此觀看過程都是看向西方。由於月球是由西向東食日,所以虧損是從下向上進行,而太陽則是逐漸西沉,如下列二圖。

 

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        若有朋友說6月21日去雲林或嘉義看日環蝕,並傳照片佐證(我就接到幾個例子),但照片中日食過程若類似下二圖所示,那肯定是在忽悠你了。

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