96年3月4日月全食 蘇明俊(高雄市天文學會理事長) 這一次的月全食,台灣只能在天亮之前看見「月沒帶食」的天象,由於月食必定發生在望(滿月)的時候,因此天亮前,太陽在東方,滿月的月亮當然就在西方天空囉,有興趣的朋友可以在星期天起個大早,往西方天空望去,就可以看見「月沒帶食」了,可能的話,用相機作個紀錄,使用望遠鏡拍攝當然好,就是只用普通的相機拍起來也可以紀錄一些事實喔。 一、 96年3月4日的月全食 (一)食的現象
1. 本表數據為台北市立天文科學教育館預估之本地時間。 2. 此次月全食台灣不能見復原及半影食終的現象,稱為「月沒帶食」。 (二)食的要素 這一次發生月全食的要素如下表二: 赤經衝的時間: 96年3月3日23時01分48.87秒(地球時)。這是從地球望去,會看見太陽和月亮在一起的時間。
1. 太陽在一天文單位時:視差 8.8" , 視半徑15'59.6",意思是說:8".87的是差大於8.8”,角度大了,距離近了,表示當時的距離不到1天文單位;也因此太陽的視半徑看起來大了一些。 2. *本圖為示意圖;未按真實比例繪製。 三、初虧時,月面從哪個方向開始缺角? 在天上,滿月時的月亮是一個圓盤面,對於缺角的方向,我們應如何表示她的邊緣位置呢?一般在天文觀測時,我們都以「北極方位角」來描述。 面向月亮觀察,月面朝北的方向定為0度,向東的方向是90度,向南的方向是180度,向西的方向則是270度。以恰在中天子午線的滿月為例:上方(北方)是0 度,左方(東方)是90度,下方(南方)是180度,右方(西方)是270度(方向以天球北極為準)。 從地球向月球望去,我們將發現月球由右向左進入地球的影錐之中(如圖),反過來說,地影由左向右食去月面。因此,月全食通常由東方先缺角,在中天時,缺角處在左方(東方),如果在東方地平附近發生月全食,就幾乎從下面開始缺角,因為下面是東方啊!此次月全食預測初虧的「北極方位角」是136.9度,缺角的方向應該是月亮靠近東方(90°)再往南偏47°角,也就是「東南方」的方向開始缺角。而發生初虧的時間是凌晨05:50,太陽即將日出,而滿月就在太陽對面,當然就是西方很低的天空了,又因為月沒的時候,月亮還沒有復圓,我們稱它為「月沒帶食」。 四、為何發生月全食? 「食的要素」主要在描述產生月食的因素。月食只能發生在望日(不一定是農曆15日),不可能發生在其他日子裏,也只有當滿月發生在白道與黃道的交點附近時,才會有月食。 太陽赤經的位置與月球赤經的位置恰相差十二小時(如表二),意即地球 (觀測者) 在太陽與月球的中間,並且三者成一直線。至於赤緯的位置:由於地軸的偏斜,赤緯的度數並非相同;若恰成一直線的話,日月所在的緯度應該相同,而正負值相反,並且一定是通過地影中心的「月全食」。3月4日太陽還在南半球,是負值(-6° 41'.05);月亮的緯度就應該在+6度附近,但差了19’40” ,相當於0.33度而已,與地球的影子半徑0.7627度相比,小了很多,意思就是:月面的中心在食甚時,恰好在地影中心的上方,月面不出地影,而成月全食了。
答案是肯定的,並且呈現古銅色(紅色)的月面! 月全食的月亮完全進入地影之中,由於太陽、地球、與月球三者的位置關係恰成一直線,太陽光透過地球大氣層時所發生的散射現象,可以使太陽光呈現紅光,並且光線向內偏折到達月球表面,因此,我們仍然可以看見月球,並且呈現古銅色。 至於光學如何解釋月球呈現古銅色呢?它的答案與「為何天空呈現藍色?」及「為何日落的太陽呈現紅色?」的答案是一樣的。由於地球大氣中的微粒(例如氣體分子、塵埃、水滴等粒子)對太陽的光線形成「散射(Scattering)」現象,使藍光(及波長短的光線)散射到四面八方,而紅光(波長長的光線)則繼續直進到達躲在對面的滿月,造成古銅色的月面。當然,還有一個光學現象也同時發生,那就是「折射(refraction)」現象,太陽光因為經過地球的大氣層,而使光線向內彎曲,否則也到達不了月面了。 96年3月19日日偏食 蘇明俊 (高雄市天文學會理事長) 本會已經針對2008年暑假發生在甘肅一代的日全食進行觀測的規劃,同時參訪在北京舉行的奧林匹克運動會,是一舉兩得的行程,屆時北京的朋友應該會罩我們一下的,至少幫忙買票之類的?當然歡迎本會的會員報名同行。在摩拳擦掌之前,我們先對日食做一點功課。 壹、日食的種類與成因 一、日全食:當月球的視直徑大於太陽的視直徑,且月球位於黃道面與白道面的交點附近時,可能發生日全食的現象,位於全食帶的人可以看見日全食。月亮投影到地球的影子,只有幾十公里大的圓,因為地球自轉及月球的運動而拖長成為一條「全食帶」(可能長達一、 二、日環食:當月球的視直徑小於太陽的視直徑,且月球位於黃道面與白道面的交點附近時,發生日環食的現象。月球受到太陽光照射,本影錐不能達到地面,但影錐頂點的延長所達到的地方形成環食帶。 三、日偏食:當上面二種日食發生時, 觀測者在半影區內, 都能看見日偏食;觀測者所在位置的緯度越靠近環食帶者,食分越大。 月球在
圖1 日食一般每年發生二次,也常有三次的機會(例如2000年),最多可能發生五次,雖然機會頗多,然因發生的地點及時間未必可見,使觀看日食現象的機會變為很難得,尤其日環食。日全食與日偏食是同時發生的,觀測地點若在本影之內,可見日全食;觀測地點若在半影區內,可見日偏食,觀測點越靠近全食帶,其食分越大。 貳、 表1 食的現象
*本表引用美國USNO Eclipse Portal預測台灣的數據。 參、 日食發生的時候,我們從地球向天空望去,在食甚的時候,太陽和月亮的位置應該在一起,也就是經度相同,而緯度會有上下的一點點差別,而造成偏食,如果連緯度都沒有差,那我們將會見到月亮與太陽完全吻合,也就是食分為1.00。這一次日偏食的要素如下表: 表2:日食的要素 赤經衝的時間:
*本表數據取自台北市立天文科學教育館編印之2007天文年鑑。 (但請注意太陽的赤緯應為 + 號)。 肆、問題討論 一、 二、 當太陽、月球和地球排成一直線時, 太陽光照射月球產生影錐,當影錐達不到地球 時, 地球上的觀測者, 位於本影延長區域中可見日環食, 位於半影內者, 可見日偏食。 三、 當天的太陽幾乎從正東方的地平線升起,隨後偏向南方向上運動,而發生初虧的時間是上午九點半左右,大約是從地平升高到中天的一半,如果不講究準確度的話,太陽大約就在東方45度角的高空,但偏南一些。 四、 請模擬圖1月亮向左下方移動的連續過程,就能知道太陽被月球遮住時的歷程了。 五、日食發生在「朔」(新月)的時候, 可是為什麼沒有每個月的朔都看見日食? 月球的軌道面(白道面), 與地球的軌道面(黃道面)有大約五度的夾角, 太陽與月亮的大小都在0.5度左右,只有月球在朔, 且位於黃白二道的交點附近時, 始有可能發生日食。 六、『食分』是什麼? 觀測日偏食,當太陽盤面發生甚食(食分最大)的時候,其被月球遮蔽的部份與太陽直徑之比,叫做『食分』。但是這個食分又因為距離全食帶不同的地方,所見的食分又不同。 七、如何觀測日食? 1.準備足以減光的物品:如曝光的底片、塗黑墨汁的玻璃、特製的日食觀測眼鏡、廢棄的磁碟片、裝墨水的臉盆、以及比較專業的望遠鏡觀測(例如減光鏡片,但應有專業人員指導,以避免危險)、攝影等,不論那一種觀測, 都不能連續太長的時間, 最好是斷續觀測。 2.先由資料預測,驗證預測的準確性。 3.觀測內容有:太陽的位置、日食的角度、食分估計、以及與日食有關的研究(月球的移動速率、月球與太陽盤面、距離等)。 4.食分是描述太陽盤面被月球遮去的部份,以太陽直徑被遮的比例表示。 八、其他問題: 1.日食發生的時間一定是「朔」日嗎? 答:一定, 並且農曆一定是初一。 2.可能在任何一個月份發生日食嗎? 答:任何一個月都有可能發生日食。因為發生日食時,月球應位於黃道與白道面的交點附近,但它會逐漸西移(週期約223個朔望月,合6585.32天)。長久以來,每個月都已有發生過日食的記錄。 3.此次日食,若一定要看到「日全食」,怎麼辦? 答:在日食當天去日環食帶內觀看即可,但可能需要搭太空船離開地球才行,因為日食帶不在地球上,也才只有日偏食。 4.觀測日食有什麼要特別注意的嗎? 答:一定不要直接注視太陽,尤其使用望遠鏡時,一定要有專業人員的指導。 5.日全食可以看見哪些特殊的景觀? 答:(a)鑽石環:食暨與生光的一剎那,太陽僅露出一絲陽光狀似鑽石環。 (b)貝里珠:食暨後及生光前,月面仍然遮住太陽,但從月面的凹地顯露出微光的現象,貝里珠可能看見好幾個光鏈。 (c)日冕:日全食時,可以看見環繞在太陽四周的高溫氣體,因其光線強度不及太陽盤面,僅在日食可見。 (d)日珥:日全食時,可以在黑色的太陽盤面邊緣看見較大的日珥。 (e)彗星:若有明亮的彗星在太陽附近,日全食時可以被看見。 6.台灣曾經發生日全食、或是日環食嗎? (a) (b) 民國44年6月20日10:49開始發生日全食,全食帶通過菲律賓,台灣可見日偏食,高雄時分約75%,台北67%。 (c) (d) 可惜的是:想要在台灣再見日環食或日全食的天象,還有得等喔! |
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来自: LM0318 > 《21 遼寧(遼)》