为啥日食少见,下次何时发生?

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中国下一次日全食

中国下一次是2034年3月20日,不过只有新疆、西藏和青海的少数地区在日落前赶上一点尾巴。

再下次,横贯中国。2035年9月2日,日全食将跨越中国、朝鲜、韩国和日本。日全食自西向东划过新疆南部,甘肃西北部、内蒙中南部、山西东北部、河北中北部、北京,天津北部,辽宁南部。覆盖两个首都,中国北京和朝鲜平壤。

美加下一次日全食

2044年8月22日,格陵兰岛、加拿大和美国将发生日全食。日全食将经过加拿大的BC省,阿尔伯塔省、卡尔加里、埃德蒙顿,和班夫,然后进入美国,路径穿过蒙大拿州、北达科他和南达科他州。美国西北部其它地区出现日偏食。(注意到高纬度地区,日食路径不再是从西向东)

再下一次是2045年8月12日。日全食横贯美国。

为什么日食不常见

月亮转到地球和太阳之间,挡住太阳,月亮的影子投到地上,就是日食。

地绕日轨道称为黄道,轨道平面称黄道面。月绕地轨道称白道,轨道平面称白道面。如果两个平面重迭,每当月亮转到地日之间时,都会有日食。但事实是两面之间有5度夹角。 因为这个5度夹角,使得地月日不容易对齐,所以日食比较少见。

白道每月穿越黄道面两次,当穿越点正好在地日之间就会发生日食。 精准的三球一线只限于地球表面一条狭窄路径,日全食通常宽度小于 300 公里。地日月之间距离有波动,如果月亮太远或太阳太近,虽精准对齐,月球还是挡不住太阳全部,就会有日环食。月亮只挡太阳的一部分是日偏食。

月亮的影子要落在地面,月亮不仅要在地日之间,而且,月亮要正好在黄道面上。下图平面是黄道面,蓝色地球,小球是月亮位置,越红表示月亮越接近黄道面。月亮只有在红的位置,才可能有日食。

一年里,月球相对于黄道面的位置如下图。黄的是太阳,蓝圈是地球轨道,小点是月亮每天位置。只有红点(表示月亮在黄道面上)在地日之间时,才可能有日食。

每当月球位于地日之间且位于黄道面时,就会发生日食。把不可能发生日食的情况去掉,简化成下图。图中有两个点(由箭头表示),月球在黄道平面上(由红色表示),这两个点对应于日食(全食或偏食)。

由于月绕地一圈29.53天,和地绕日一圈365.26天对不齐,所以每年的月球轨道相对太阳都不太一样。但总的来看,日食发生的时间有规律性,一年中通常有两次日食(偏食或全食,地球某处。在 0.2% 的年份中可能会出现多达 5 次,最近的5次是1935 年)。

为什么日食路径是从西向东

月绕地的方向和地球自转方向一样,都是从西向东转。月球的轨道速度为1022米/秒。地球自转,赤道的地面速度最大,为466米/秒。纬度越高,旋转半径越小,地面速度就越低。因为距离足够远,月亮在地面影子的速度基本等于其轨道速度,远超过地球同方向自转的速度。所以月亮影子(日食),是从西向东在地球表面划过,然后投向无边的宇宙。

月食

月亮绕地球转,方向和地球自转方向一样,从北极看,都是反时针,从西向东。地面上看,月亮和太阳一样,东升西落(极地除外)。月亮29.53天绕地球一圈360度,每天相对地球转约12度。这12度位置差,导致月亮升起来越来越晚(每天约晚50分钟)。29.53天一周期,回到原来升起时间。

当地球在日月之间,白道穿越黄道面,三球一线时,月食就发生了。月食总在满月时分,一年通常两次(偏或全)。

和短暂狭窄的日食不同,月全食可长达近两小时(日全食最长7分31秒),而且夜间各地都可以看到。这是因为地球的阴影直径是月球的3倍。

从月食看,地球的影子是弯曲的。公元前4世纪,亚里士多德利用这一观察来论证地球是圆的。

下一次月全食是2025年3月14日,农历二月十五。北半球可见。

 

 


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这么好的科普,也没人留爪,这个多清楚呀,理工思维 -燕然山- 给 燕然山 发送悄悄话 (0 bytes) () 05/16/2024 postreply 15:39:28

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