我們欣賞日食的幾率有多大

　　日食成因示意圖。之所以會(huì)形成半影，是因?yàn)楫a(chǎn)生影子的發(fā)光體——太陽(yáng)——不是一個(gè)點(diǎn)光源，從日面頂部發(fā)出的部分光線會(huì)進(jìn)入到由日面底部陽(yáng)光所產(chǎn)生的影子中（天體大小和位置未按比例）。北京天文館 張一潔 繪

　　星辰思語(yǔ)

　　在月全食上演的半個(gè)月之后，6月10日，地球上又將迎來(lái)一次日環(huán)食，加拿大、格陵蘭島西部、俄羅斯東北部可見。我國(guó)北部大部分地區(qū)則可以欣賞到帶食而落的日偏食。越往北，例如黑龍江西部、內(nèi)蒙古、新疆北部，太陽(yáng)被月亮遮擋的程度——即天文學(xué)上所說(shuō)的“食分”越大，偏食越壯觀；越往西，日落的時(shí)間越晚，更有可能看到偏食的全過(guò)程，不過(guò)食分較小。

　　日食：相見時(shí)難別亦難

　　當(dāng)月球運(yùn)行到地球和太陽(yáng)之間，三者幾乎成一條直線時(shí)，地球上的部分區(qū)域被月球的影子覆蓋，這里的人們就會(huì)看到日食。日食一定發(fā)生在農(nóng)歷的初一，不過(guò)由于月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道并不在同一個(gè)平面上，而是存在著5°09’的夾角。初一時(shí)月亮經(jīng)常會(huì)在日地連線的上方或下方路過(guò)，不一定構(gòu)成相互遮擋，所以并不是每個(gè)初一都發(fā)生日食。

　　日食包括日偏食、日全食、日環(huán)食以及全環(huán)食四種，由太陽(yáng)、月亮、地球三者的位置決定。月亮和地球都不發(fā)光，在太陽(yáng)的照耀下，它們的后面會(huì)形成一個(gè)圓錐形的陰影。陰影中心完全沒有光線透過(guò)的部分稱為“本影”，本影外圍僅有部分光線能照射到的空間叫做“半影”。被月球本影覆蓋的地面區(qū)域，能看到日全食，在半影區(qū)能看到日偏食。另外，當(dāng)月球視直徑比太陽(yáng)小時(shí)，月球的本影影錐不足以抵達(dá)地面。這時(shí)，在影錐頂點(diǎn)延長(zhǎng)部分所覆蓋的地面區(qū)域，看到的就是日環(huán)食；在半影區(qū)，看到的仍然是日偏食。

　　當(dāng)?shù)厍虮砻嬲梦挥谠虑虮居暗捻旤c(diǎn)附近時(shí)，會(huì)發(fā)生罕見的“全環(huán)食”。月影在彎曲的地表上掃過(guò)，只有很小的一片區(qū)域能見到極短暫的日全食，食帶上的其他地方見到的都是日環(huán)食。在所有日食中，日偏食與日環(huán)食各占1/3左右，日全食和全環(huán)食大約占26%和7%。

　　日食與月食，幾年見一次？

　　我們?cè)诘厍蛏峡磥?lái)，太陽(yáng)和月亮就像兩列宇宙快車，它們?cè)谛强毡尘爸羞\(yùn)行，軌跡是兩個(gè)大圓。這兩個(gè)圓有兩個(gè)交點(diǎn)（稱為黃白交點(diǎn)），只有當(dāng)太陽(yáng)、月亮都恰好運(yùn)行到交點(diǎn)附近時(shí)，才滿足“三者幾乎成一條直線”的條件并發(fā)生日月食。交點(diǎn)及其附近的這段空間就好像兩座“日月食站”，當(dāng)太陽(yáng)、月亮同時(shí)過(guò)站時(shí)，就會(huì)發(fā)生日月食。它們過(guò)同一站，就發(fā)生日食；各過(guò)一站，則發(fā)生月食，這時(shí)的月相是滿月。

　　月亮在星空中走一圈不超過(guò)30天，一年可以“過(guò)站”20多次。而太陽(yáng)運(yùn)行得慢，一年只能過(guò)站2次，不超過(guò)3次。速度慢的好處是，這使得日食站（也就是太陽(yáng)經(jīng)過(guò)黃白交點(diǎn)附近，從而允許發(fā)生日食）的時(shí)限更長(zhǎng)，可達(dá)36天左右。這36天里，月亮一定會(huì)過(guò)這個(gè)站一次，最多可以過(guò)站兩次，所以每當(dāng)太陽(yáng)過(guò)站時(shí)，會(huì)發(fā)生1—2次日食。一年中太陽(yáng)會(huì)過(guò)站2—3次，將發(fā)生2—5次日食。

　　月食站（即日、月同時(shí)分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)交點(diǎn)，從而允許發(fā)生月食）的時(shí)限更短，大約是24天，短于一個(gè)朔望月（29.53天），所以這期間有可能碰上一次滿月，也可能一次也沒有，因而發(fā)生月食的次數(shù)是0次或者1次。一年下來(lái)，可能發(fā)生0—2次月食。

　　月食的頻次低，但可見范圍廣，在同一地方差不多每5年能見到兩次月全食。而典型的日全食帶只占地球表面積的1/305，如果我們?cè)谕粋€(gè)地方等待，大概要三四百年才能看到一次！我國(guó)境內(nèi)可見的下一次日全食，要等到2034年4月20日。

　　和日全食相比，我們看到日偏食的機(jī)會(huì)不算少。以北京為例，2000—2050年期間會(huì)發(fā)生17次日偏食，平均大約3年一次。不過(guò)偏食的頻次并不均勻，2018—2021年連著出現(xiàn)了5次，而下一次則需要等到9年以后了。

　　放眼全國(guó)，接下來(lái)的9年里日食觀測(cè)條件都不算理想，僅有西部和南部的部分地區(qū)能見到幾次的日偏食，難言精彩。直到2030年6月1日，內(nèi)蒙古東北部、黑龍江北部將迎來(lái)一次日環(huán)食，全國(guó)其他地區(qū)（除南沙等島嶼外）可見日偏食。所以2021年6月10日的日偏食，讓我們且看且珍惜吧！

　?。ㄗ髡呦当本┨煳酿^副研究員，“大手拉小手”科普志愿者）