这几天,你可能已经看到过这样的消息:

今天14时至17时 本世纪最美“金边日环食”上演

十年一遇6月21日超级日环食将至

2020年最值得期待的日环食它来了

……

看到这里,你第一反应是不是

糟糕!忘了买日食眼镜了!

没事不用慌

现在专业眼镜可能买不到了

但买一把专业的漏勺肯定来得及

就这种漏勺也能帮你看日食

日食应该怎么看,日食眼镜是不是必需品?哪些地方是最好的观测区域,你所在的地方能看到吗?还有最重要的,这次日环食到底有何魔力,被冠以十年一遇、金边日环食,令无数天文爱好者不顾一切的千里追日?我会在下面的内容里尝试回答这些问题。

Part. 0

这真的是十年一遇

不要再说我们骗人了 QAQ

在 周三的预告文章 里面,很多小伙伴留言说:「我怎么感觉经常有 xxx 现象,错过要等 xx 年..」。其实吧,日食不罕见,但是能覆盖中国大部分地区的日食真的很罕见。上一次覆盖面这么广,覆盖的人口数这么大的日食,应该要数发生在 2009 年 7 月 22 日的「长江大日食」,掰手指头数一数,这过去的日子也都是青春啊。不知道有多少年轻的小伙伴,错过了这一场发生在家乡的大日食。

当年科教频道也推出《天象奇观——日全食直播》多点直播节目和大家直播长江大日食,结果没想到直播翻车了,著名央视主持人张腾岳还因此留下了一段黑历史

回到日食话题上,其实我们可以从 国家天文科学数据中心提供的日食列表 中查看未来十年到底会发生多少日食,不仅仅是日环食,也可以看到日全食或者日偏食的范围。根据搜索,2020 年 6 月 21 日至 2030 年 6 月 21 日这十年里面,全球一共会发生 23 场日食,但是中国境内能看到的日环食,一直要等到 2030 年的 6 月 1 日。

所以这真的是十年一遇,不要再说我们标题欺诈了,我们真没有

作为一个成熟的孩子我们其实都懂「理想很丰满,现实很骨感」这个道理。本着「我全都要」的精神,看不到日全食日环食,这十年里那么多日食,给我整一个日偏食总可以吧?

让人绝望的是,在这十年里面甚至连日偏食都少的可怜,几乎可以忽略不计的那种。对于中国境内绝大多数地区来说,接下来几年的「日食空窗期」,也是二十一世纪最长的「日食空窗期」[1]。在这十年时间里,只有我国华北地区和西部地区在 2021 年 6 月 10 日下午有机会看到一个覆盖度不是很高的日偏食,然后要眼巴巴等九年时间。而对于我国人口稠密的华东地区以及绝大多数南方地区来说,下一次见日食真的要等到 2030 年,眼巴巴地等十年时间了……

不再去说从前,只是寒暄,对你说一句,只是说一句,好久不见

所以,珍惜这份缘,不要年少不知它珍贵,老来只能空流泪,好好享受今天的日食盛宴。

Part. 1

日食,源于大自然奇妙的巧合

日食之所以能够发生,其实源于一个大自然的巧合,我们都知道太阳和月亮,不论是实际大小还是距离地球远近,都差异巨大。但无巧不成书,太阳直径是月球的400倍,而月球又比太阳距离地球近400倍,所以在地球上,月球和太阳的大小看起来差不太多。正是由于这两个400倍的巧合,再加上三个天体轨道平面相近,才使得日月食发生成为可能。

日食的成因大家基本都已经知道,当月球运行到地球和太阳之间,三者近似成一条直线时,太阳射向地球的光芒会被月球遮挡,就形成了日食。可以说,在地球上看到的日食,其实是月球的影子在作怪。根据月球遮挡太阳大小和位置的不同,也就是地面观测者处于月球不同的影子处,日食可以被分为日偏食、日环食和日全食。

三种日食成因示意图,其中ABC分别代表日全食、日环食和日偏食 (来源:维基百科)

在半影区的人们,能看到被月球圆面遮挡后的部分太阳,欣赏到的是日偏食的样子。假若地球上的某个地方恰巧落在月球本影区,那里的人们将会非常幸运的看到日全食的盛况。而如果地球距离月球位置稍远点,落在月球伪本影区,月球圆面不足以完全遮住整个太阳,而是会露出太阳边缘的一圈环状区域,犹如一枚金色的戒指,人们看到的便是日环食

从日偏食到日环食过程 (来源:Brocken Inaglory)

6月21日的这次日环食,月球遮挡太阳的区域很大,几乎把整个太阳遮挡住,只留下周围很小的一圈日光可以透过,所以看到的环要纤细许多,就被冠以了“金边日食”的名称。

虽然是最美“金边日环食”,但大多数人看到的,更可能是日偏食。

当日食发生时,随着三个天体之间的相互运动,月球影子在地球上也会自西向东扫过一片区域。地球上能够处于月球伪本影区的地方,就是我们所谓的环食带,位于环食带的人们便可以在特定的时间看到短暂的日环食。

对于这次的日环食,环食带从我国西部西藏地区开始,宽度只有20公里左右,往东经过四川、贵州、湖南、江西、福建和台湾等地时,宽度也不会超过50公里。

6月21日日环食中国见食图 其中红色线内是环食带 中国其他任意地区均可见日偏食 (来源:紫金山天文台)

也就是说,在我国只有上述省份中的少部分地区,可以目睹“金边日环”的胜景,这狭长的环食带相较于960万平方公里的广袤国土而言,绝对称得上是“天选之地”了。

如果你想看自己所在的位置是否有幸被“选中”成为环食带上的幸运儿,可以登陆上面 Part0 提到的网站(国家天文科学数据中心提供的日食列表),在地图中查看。

也已经有网站总结出了部分幸运城市日环食的基本信息:

表1(来源于 https://interesting-sky.china-vo.org/)

但是,即便是在这些天选之地,看到日环食的持续时间(食延)也仅有不到1分钟。其他的绝大多数时间段内,欣赏到的则是日偏食。所以我们一直说的金边日食,其实只在少数地区“闪现”几十秒的时间,从这一角度而言,这次的“金边日环食”无疑是罕见的。这也就不难理解,为何天文发烧友们会背着沉重的装备,不远千里追日了。

我国其他地区的朋友们也不必太过遗憾,虽然看不到金边日环食,但都能够欣赏不同遮挡程度的日偏食,大体上来说是地理位置越靠南,看到的日偏食最大时太阳被月球“啃”掉的就越多(全国主要城市日食基本信息参见表2)。

表2(来源于 https://interesting-sky.china-vo.org/)

不过,不论是看何种日食,最基本的一点是你得能先看到太阳,也就是天气条件不能太差,即使是天选之地,遇上阴天下雨的话,也只能想象“云上”的金边日环了。因此我们常常开玩笑说,天文这个职业跟农民伯伯一样,也是靠天吃饭。天气晴好时,我们能够看到太阳,才有可能观测到日食。所以能不能看到“金边日环”或者日偏食,除了地理位置外,还得看老天爷的“脸色”。

Part. 2

日食到底如何观测呢?

去不了环食带?没有日食眼镜?小孔成像or云观日食,总有一款适合你。

首先必须强调的是,千万不要裸眼直接看!更不能为了看清太阳被月球“咬”的细节而用望远镜直接观看。不加任何防护直接看太阳,会灼伤眼睛。

而日常的墨镜、包括黑胶片、废弃的X光片、甚至是熏黑的玻璃片这种土方法,也不推荐用来看日食,毕竟这些对太阳光的削减程度有限,不能对我们的眼睛做到很好的保护。

一般最常用的日食观测工具是贴有巴德膜的日食眼镜。巴德膜是德国Baader Planetarium公司发明的一种镀了金属的树脂膜,看起来有点像我们厨房里用的铝箔纸,特殊的材料可以将太阳光消减十万倍,能够较好的满足观测太阳时的安全性,但同样建议每隔几分钟就休息一下眼睛。

日食眼镜和巴德膜(图片自制)

或许你无法在短时间内买到日食眼镜,那我给大家推荐一种间接看日食的方式。不仅安全,而且充满趣味。

那就是利用小孔成像法观测。

小孔成像原理初中物理就学过。我们可以拿针在硬纸板上扎孔,组成各种图案或者文字,放在阳光下,将倒立的日食影像投影到地面、人的身上等位置。其实身边还有很多现成的小孔可供选择,譬如树叶之间的缝隙就是自然的小孔,双手较差指缝之间的缝隙同样可行,而家中的漏勺、蒸锅篦子也可以拿出来尝试,在阳光下烹饪出一个个可爱的“日牙饼”。

而且网络时代,让大家的选择变得更多了。这次日环食,就有多个专业天文机构,兵分多路前往不同地区进行直播,所以坐在家里“云上”观日食,既可以避免天气因素造成的不确定性,又能确保安全性,在专业设备的精彩呈现和专家细致讲解下,欣赏美丽的日环食。

「云上」观日食

不在环食带,无法亲眼见证天象奇观?

天公不作美,乌云抢先一步遮天蔽日?

没关系,不用怕!

@二次元的中科院物理所联手 @中国天气

为你带来最震撼的日环食直播

多路记者实时连线

权威专家现场解读

让你足不出户就能欣赏日环食!

参考内容:

[1] 《2020日环食(二)今后10年,真正的「日食空窗期」?》,知乎专栏《没钱谈天》,钱奕辉

出品:科普中国

制作:序列号

监制:中国科学院计算机网络信息中心

来源:中国科普博览,部分内容有修改

编辑:NKXXX

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