就在本⽉20⽇,地球上最壮观的天象之⼀——混合⽇全⻝,将再次上演!本次⽇全⻝路径经过了三个国家,按照时间的顺序,⽉球的本影将依次扫过澳⼤利亚、东帝汶和印度尼⻄亚。其中澳⼤利亚⻄北部的埃克斯茅斯半岛,算是追星族追⽇族们⽐较理想的观测地点,⽆论是从观测的天⽓条件还是顺路的游玩体验来说,澳⼤利亚都是不⼆之选。
⽇全⻝路径⾸先经过澳⼤利亚珀斯以北约1100公⾥处的埃克斯茅斯半岛和⼏个岛屿。
这是东帝汶境内的⽇全⻝路径。左右滑动查看更多。哈?!没我们什么事?我国确实看不到这次⽇全⻝,但是⽇偏⻝还是能看到⼀点点的。如果天⽓晴朗的话,我国的南海三沙市、海南岛⼤部、港澳地区、台湾省全省以及⼴东福建⼤部分沿海地区甚⾄浙江南部的沿海地区可以看到偏⻝。在港澳台以及⼴东福建海南⼏个地区,⽇偏⻝时间⼤概从20⽇中午12点开始到下午1点半结束,持续时间约为40分钟。
不过⼩编提醒各位,不要抱有太⾼期望,因为我国上述地区可⻅的⽇偏⻝看起来只是太阳被遮掉了⼀点⼉边缘,如果不仔细观察都发现不了。(戴好⽇⻝眼镜再细看!!!)所以还是推荐各位搬好⼩板凳吃吃⽠看看直播。
4⽉20⽇⽇⻝路径动画演示(平⾯地图)。4⽉20⽇⽇⻝路径动画演示(3D地图)。
⼤伙⼉别急,接下来说说为什么这次⽇全⻝是罕⻅中的罕⻅。下周四即将登场的⽇⻝是⽇⻝中特殊的存在,我们称其为混合⽇⻝或者全环⻝。⽇⻝通常有三种,⽇偏⻝、⽇环⻝和⽇全⻝,⽽本次⽇⻝是⼀种混合⽇⻝,顾名思义,混合⽇⻝会在全⻝带上出现⽇环⻝和⽇全⻝混合的现象。
上次此类混合⽇⻝发⽣在10年前的2013年11⽉3⽇,下⼀次混合⽇⻝将于2031年11⽉在美国本⼟上演。这种混合⽇⻝有多罕⻅?根据NASA的数据计算,21世纪的⽇全⻝中,只有3.1%(224次中有7次)是混合⽇⻝,从公元前2000年⾄公元3000年期间,混合⽇⻝约占所有⽇⻝的5%。
在了解混合⽇⻝形成原理之前,我们先简单地回顾⼀下⽇⻝形成的原因。要发⽣⽇⻝,太阳、⽉亮和地球必须形成三点⼀线或者近似三点⼀线的空间位置关系,⽽且⽉球需位于太阳和地球之间。这三个天体的粗略对⻬发⽣在朔或者望,分别对应农历的新⽉和满⽉。
如此看来,岂不是⽉球每绕地球⼀圈都会形成三点⼀线的位置关系?每个⽉都有⽇⻝了?
如果⽉球绕地球运⾏的轨道平⾯与地球绕太阳运⾏的轨道平⾯(⻩道⾯)重合的话,还真就是每个⽉都有⽇⻝发⽣。然⽽,⽉球绕地球运⾏的轨道平⾯与⻩道⾯存在⼀个⼤约为5°的夹⻆,⼤部分新⽉期间⽉球的影⼦都没有投射在地球表⾯,只有新⽉发⽣在⽉球轨道平⾯与⻩道⾯交线处时(即新⽉和⽉轨交点重合),⽇⻝才会发⽣。这种情况通常每6个⽉出现⼀次,⼀次平均持续约34天,这段时间也称为⻝季。
关于⽉球的影⼦,我们需要了解这三种情况:本影、半影和伪本影。什么教科书式定义话术没有,咱们直接上图,看图理解。(可以把⼤头想象成地球,眼珠⼦想象成地⾯上的观测者)
就像上图中篮球遮挡住光源所看到的情况⼀样,在⽉球影⼦投射到地球表⾯的阴影区域内,我们可以看到⽇⻝,⽽且越靠近投影路径的中⼼,⻝分就越⼤。其中本影区域对应⽇全⻝,伪本影区域对应⽇环⻝,半影区域对应⽇偏⻝。⽇⻝通常以⽉球投影在地表的最暗点命名,混合⽇⻝除外。
那么,混合⽇⻝⼜是怎么⼀回事呢?
当⽉球影⼦的那个尖尖(本影过渡到伪本影的圆锥顶点)恰好在地球表⾯时,神奇的事情要发⽣了,要保持这个尖尖恰好投射在地球表⾯,我们观测者与⽉球的距离⼗分关键。此时我们还需要考虑到⼀件事,地球是⼀个⼤椭球,地表是⼀个近似球⾯的曲⾯。那么随着地球和⽉球之间的相对运动,⽉球投影的尖尖会因为地表近似球形的凸起从⼀开始的接触不到地表变为接触到地表,最后⼜变为接触不到地表。
简单地说,就是地表上的投影从伪本影变成本影最后⼜变成伪本影,因为不仅⽇、⽉、地的距离要合适,⽽且地表到⽉球的距离变化也要恰到好处,所以说这种混合⽇⻝⽐⼀般的⽇全⻝更加罕⻅。
4⽉20⽇的这次混合⽇⻝,全⻝带⻄起印度洋,东⾄太平洋,中间经过的陆地只是很⼩的⼀段。在⽇出时分的起点段和⽇落时分的终点段,可以看到⽇环⻝;在全⻝带中间的⼤部分,可以看到壮观的⽇全⻝;⾄于那个⽉球投影的尖尖,应当位于印度洋和太平洋的某处海域。
如图所示,环⻝-全⻝-环⻝只是最简单的⼀种情形。此图展示了⽉球到地表距离变化对⽉球投影的影响。上图表示另外⼀种情况,⽉球投影从伪本影变成本影,但最终没能变回伪本影。所以我们在全⻝带上观测到的情况就是由环⻝开始,之后变成全⻝直⾄⽇⻝结束。
如果你能去到那个尖尖投射在地球上的点观测,那么你就可以看到⽇全⻝⻉利珠现象中的特殊景象——⻉利珠环(镶嵌了⼀圈钻⽯的⼤钻戒)。
这⾥我们再补充⼀下⻉利珠的形成原因。当⽉球边缘与太阳光球层边缘重合时,由于⽉球表⾯各种凹凸不平的地形,在完全遮挡住太阳的最后(近)时刻,太阳光会从这些起伏不定的表⾯上凹陷的地⽅透过,形成了我们所看到的⻉利珠。
英国天⽂学家⻉利(Francis Baily)⾸先观测到这种现象并给出了正确解释,因此我们将其命名为⻉利珠。⼀般情况下的⽇全⻝,⽉球差不多会把太阳全部遮住(也就是观测者看到的⽉球⽐太阳要稍微⼤那么⼀点点),⽉球与太阳这两个圆会在全⻝期间形成两次相切,因此会出现两次⻉利珠。
拍摄者:James West。来源:flickr.com。
但是在混合⽇⻝期间,且位于⽉球投影尖尖位置的⼈,会看到⽉球与太阳这两个圆恰好⼀样⼤,两圆完美重合处处都是相切,此时就会出现⼀圈⻉利珠啦!对于天⽂爱好者来说,不仅需要去到全⻝带上这个精确的地点,还要有良好的天⽓,以及专⼼致志地抓住这转瞬即逝的⼀瞬间,可谓是天时地利⼈和都要好到极致!
⼀次罕⻅的混合⽇⻝。Image Credit & Copyright: 左半图-Fred Espenak 右半图-Stephan Heinsius。来源:Astronomy Picture of the Day Archive。
虽然本次混合⽇⻝与我们国内⽆缘,但是我们可以⼀起等到2034年3⽉的⽇全⻝,那时我国的⻄藏地区处于全⻝带上。还有2035年9⽉的⽇全⻝,届时全⻝带将横穿我国北⽅,我国是最佳的观测地区!
2034年3⽉⽇全⻝路径动画演示。2035年9⽉⽇全⻝路径动画演示。
参考资料:[1] www.wikipedia.org [2] www.timeanddate.com [3] apod.nasa.gov [4] www.nasa.gov。
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注:本⽂所有示意图和动画均来源于timeanddate.com,图中天体距离⽐例均⾮真实,仅供参考。如需转载请联系原公众号。来源:牧夫天⽂。原标题:倒计时4天,地球上最罕⻅的天象之⼀即将上演!编辑:扫地僧。近期热⻔⽂章Top10。点击标题即可查看。