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2016/3/9 日全食(我国南方可见偏食) + 西元1901~2300年 日食路径的世界地图

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发表于 2016-3-6 18:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
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本帖最后由 joeng4-楊暘 于 2016-3-8 21:36 编辑

2016/3/9 日全食

台北天文馆于2010.01.15拍摄的日偏食影像,此影像中的食分约为0.3

台北天文馆于2010.01.15拍摄的日偏食影像,此影像中的食分约为0.3

台北天文馆于2010.01.15拍摄的日偏食影像,此影像中的食分约为0.3

  2016年3月9日上午将发生一场日全食事件,我国南方可全程观赏食分0.3左右的日偏食(食甚时的太阳景象约略如右方影像所示)。在此同时,木星恰好在3月8日达到「冲」这个一年中最佳的观赏时期。所以不妨在8日入夜后至9日天亮前的这个夜晚欣赏木星这个太阳系最大的行星,紧接着在9日上午来赏太阳被月亮咬一口的景象。特别提醒:日食或一般太阳的观测,须非常注意安全。绝对不可在毫无任何保护装置之下,因为用肉眼直视太阳,可能会造成眼睛的永久损伤!

  月球于3月9日9:54通过朔的位置,而后于3月10日15:04通过近地点,使得从地球上所见之月亮视直径比太阳还大而得以形成日全食。

本次日食发生过程与时间

  本次日全食最大食分1.045,全食历时4分9.5秒,食带宽155.1公里。全食带从印度洋开始,经印尼苏门答腊、婆罗洲、进入太平洋,最大食点在关岛东南方约570多公里的太平洋上(台北东南方约3300多公里处)。其他可见偏食的地区包括东亚、东北亚各国、以及澳洲、纽西兰。

2016.03.09日全食的全食带分布图。

2016.03.09日全食的全食带分布图。

2016.03.09日全食的全食带分布图。

ats_0112016.gif
2016.03.09日全食,月影在地球表面移动概况动画。取自NASA Eclipse网站。

20160309SE-greatest_eclipse_Guan.jpg

20160309SE-greatest_eclipse_Taipei.jpg
2016.03.09日全食,最大食所在地与关岛(上)和台北(下)的距离示意图。

  日食发生时,太阳与月球位在宝瓶座中,接近双鱼座的边界上。如前往全食带中观赏日全食景象,则当日全食发生时,其背景亮星并不多,仅在太阳以西之处有-0.6等的水星与与-3.9等的金星,西南处则有+1.2等的南鱼座北落师门。在离太阳一段距离的天顶附近,则是0.0等的天琴座织女、+0.75等的天鹰座牛郎与+1.25等的天鹅座天津四组成的夏季大三角,若经度与台湾差不多的地区,还可在西至西南方地平附近见到+1.05等天蝎座心宿二与0.5等土星、0.3等火星等星子。(注:台湾地区不在全食带中,无法见到本段所述景象。)

2016.03.09日全食食甚时刻的星空示意图。

2016.03.09日全食食甚时刻的星空示意图。

2016.03.09日全食食甚时刻的星空示意图。
以上示意图由Stellarium软体产生。

  此次日偏食,是台湾地区自2012年5月21日至今,将近4年来首次可见的日食景象。台北天文馆为服务大众,特地推出一连串活动与服务,包含如下,欢迎参加:

1. 网路教学专区:提供相关天象资料、教学海报、模拟动画等,欢迎自由阅览下载。
2. 即时转播:与国内外天文台、天文相关机构、学校与天文社团等合作,即时播出国内外各天文台与观测站所见日食现象。
3. 日食观测活动:3月9日早上08:00~10:30,于台北市立天文科学教育馆后门大型车停车场举办。

台湾地区的日食状况

  台湾位于偏食带,台北地区经历时间约1小时55分钟40.0秒,食分0.309,被遮蔽的日面面积约19.9%。本次台湾地区所见的日偏食在上午阶段,仰角28~50度,方位角约110~135度(约东南东至东南方),因此观察时需避开东方至东南方有建筑、山脉或树木等障碍物遮挡之处。

  欲判断观测日食地点是否会被遮挡,可准备指南针测量方向,以量角器0度方向置于眼睛前方,以笔或竹筷量指向10度高的方向,看看有无障碍物挡住视线,就可以知道此地是否适合观察了。或是将手臂打直后握拳,拳头底部与眼齐平,向上叠加2-3个拳头之处,若无障碍物,那么便不会被遮挡到啰!

  欲判断观测日食地点是否会被遮挡,可准备指南针测量方向,以量角器0度方向置于眼睛前方,以笔或竹筷量 ...

  欲判断观测日食地点是否会被遮挡,可准备指南针测量方向,以量角器0度方向置于眼睛前方,以笔或竹筷量  ...

2016/3/9日偏食,台北地区所见各阶段的方位与仰角示意图。

  由于全食带在台湾以南之处,最大食的位置在台湾东南方,因此台湾地区愈偏南、愈偏东之处的食分会愈大。各地可见的日食各阶段发生时间如下表(台北时间,按食分大小排序):
地点
初亏
食甚
复圆
食分
遮蔽率
马祖
08:21:41.3
09:13:38.0
10:10:10.9
0.274
16.7%
金门
08:14:59.1
09:08:15.7
10:06:41.8
0.303
19.3%
台北天文馆
08:19:38.2
09:14:55.9
10:15:18.1
0.309
19.9%
新竹
08:18:14.2
09:13:25.8
10:13:47.0
0.312
20.1%
宜兰
08:18:34.1
09:14:49.7
10:16:19.8
0.321
21.0%
台中
08:15:55.1
09:11:52.3
10:13:13.6
0.326
21.4%
澎湖
08:13:10.1
09:08:54.9
10:10:13.6
0.332
22.0%
花莲
08:16:13.2
09:13:22.4
10:16:01.8
0.336
22.4%
玉山主峰
08:14:08.1
09:11:19.6
10:14:10.9
0.342
23.0%
台南
08:12:04.5
09:09:15.3
10:12:14.6
0.349
23.7%
高雄
08:11:01.8
09:08:46.9
10:12:29.2
0.358
24.6%
台东
08:12:07.8
09:10:32.7
10:14:54.3
0.361
24.9%
兰屿
08:11:53.0
09:11:00.5
10:16:10.3
0.369
25.7%
鹅銮鼻
08:09:26.9
09:08:45.8
10:14:19.9
0.380
26.7%
备注:以上各地之食分,乃以地表观点来计算,与前述以地心计算所得之食分不同。除上述地点外,其他地方可查询NASA Eclipse互动式google map,以滑鼠左键点选您要的地点,便可显现该地的日食各阶段预报时间。

如何观察日食

  日食的观测方法其实与日常的太阳观测相同,由于阳光非常强烈,稍有不慎便会对眼睛造成永久的伤害,因此强烈提醒:必须特别注意观测时的安全措施与减光设备的安全性,绝对不可在毫无任何保护装置之下,用肉眼直视太阳

※ 一般观赏

观赏日食的方式

观赏日食的方式
1. 目视

  用目视的方法观赏太阳之前,必须先确定:您拿来减光用的器材绝对是有效且安全的!这里所谓的减光器具,可以用身边随手可得的东西,例如1~2层曝光且冲洗过的「黑白底片」(别用彩色底片,效果不佳)、系数11以上的电焊玻璃、专用日食眼镜(非一般太阳眼镜)等,但即使这些物品有减光效果,每次观看太阳的时间也最好别超过10-20秒,以免太阳光中的红外光或紫外光损害您的眼睛。此外,千万别以为一般的太阳眼镜也同样的效果,那只会使你的眼睛瞎得更快,而前人使用的以脸盆装水,看水中太阳倒影的方法也不可靠

2. 针孔成像:

  如果没有望远镜,可利用针尖在纸盒上方鑽一小孔(约铅笔直径大小),纸盒底端铺一块白色纸板。观测时将小孔对准太阳,使太阳影像经由「针孔成像」原理投影在纸盒底端来观察。若能在小孔前方加一片透镜来放大影像,效果会更好。这种观测方法每次观看时间最好不要超过一分钟。

3. 减光:

  现在市面上有贩售太阳观测专用减光滤纸,或是可买来裁切至适当大小,做成眼镜状以便配戴观赏。不过一张滤纸的减光效果可能不够,在正式观看太阳前,最好事先测试一下几张滤纸叠加起来的减光效果最好、最不伤眼睛。这种观测方法每次观看时间最好不要超过一分钟。

4. 投影:

投影观测

投影观测
  有望远镜者(双筒或单筒望远镜均可),可以透过望远镜将太阳投影在望远镜后方所摆放的白色萤幕或白纸上,萤幕或白纸的位置绝不可太接近望远镜的焦点,观测者也不可以太靠近萤幕或望远镜镜筒,以免因望远镜聚光而使萤幕或白纸烧起来,造成观测者严重灼伤;萤幕或白纸的位置最好离焦点一段距离,观测者则最好站在望远镜侧边。不过千万别直接用肉眼透过望远镜的目镜或寻星镜来看太阳,且不用时,记得随手将镜筒前方的盖子盖上,以维安全。此外,如果目镜中的复合镜片是用胶合方式组装,则望远镜物镜前方最好做适当减光,或每观看一段时间就将镜筒盖上,以免胶合式目镜中的胶受热融化而损坏。

5. 以肉眼透过望远镜观察:

  若要直接以肉眼透过望远镜来观看日食现象,如同「减光」该条所列,必须要将望远镜加装适当的减光设备(最好装在物镜前方),如前所述的太阳观测减光滤纸,或是望远镜专用的太阳滤镜等,否则将会严重损害眼睛!

※  摄影记录

1. 强烈提醒:

  除非是间接拍摄太阳投影板上的日食影像,否则若要利用摄影设备拍摄日食过程,必须要将望远镜或相机前方加装适当的减光设备,如前所述的太阳观测减光滤纸,或是望远镜专用的太阳滤镜等,以免损坏摄影设备。

2. 专业的观测方式:

  可使用特殊的太阳滤镜接在望远镜前方(尽量不要使用锁在目镜上的那种太阳滤镜,因为位置接近焦点,容易破裂而发生危险),可至少将太阳光减少99%以上,以方便肉眼观察。这种减光滤镜可用一般摄影用的ND4~ND400滤镜加以组合,然其安全性不如天文专用的太阳滤镜ND4或ND5以上、或前述的太阳减光滤纸。不过无论哪一种,滤镜使用前必须先仔细检查有无镀膜脱落凹凸不平的现象,如有此现象,最好不要使用。

3. 日食摄影所需的摄影机或相机不需要可长时间曝光的功能,甚至需要缩减曝光时间,且最好可以在影像中记录拍摄资料,以作为正式的摄影记录。曝光时间需在日食前先多做几次测试,至真正拍摄时也最好多拍几张不同曝光值的照片,或利用包围曝光的方式,选取最佳的一幅影像;但提醒利用数位相机拍摄时,需先算好记忆卡容量,并使用已充饱电的电池,以免在日食的紧要关头出错而遗憾。

  • 扩大摄影:拍摄日食各过程的特写镜头,必须使用焦长400~1000mm以上的镜头或望远镜,或是利用焦长200~300mm镜头加2X或3X加倍镜的方式。相机或摄影机必须固定在三脚架上,可用直焦摄影或放大摄影均可。若使用ND5(将太阳光减低至原来的1/100000)的太阳滤镜,相机调至f16的光圈及感光度100的模式,则曝光时间约在1/15~1/60秒上下;如使用无法调整光圈或快门速度的数位相机,则最好多准备几片相机前方使用的减光镜,以备减光用。不过因各相机性能不同,摄影者还是需要自行注意画面的品质,视情况随时调整。下方图片为各镜头可见之太阳影像大小参考图,取自http://eclipse.gsfc.nasa.gov/网站。

    扩大摄影:拍摄日食各过程的特写镜头,必须使用焦长400~1000mm以上的镜头或望远镜,或是利用焦长200~300m ...

    扩大摄影:拍摄日食各过程的特写镜头,必须使用焦长400~1000mm以上的镜头或望远镜,或是利用焦长200~300m ...

    望远镜焦长与太阳影像大小示意图

  • 间歇摄影:需事先了解日食全程所需时间与太阳在天空的路径,选择适当的镜头,将相机固定在三脚架上,如右图,快门每隔10-15分钟固定开启一次,将太阳影像曝光在同一张底片上,所以相机必须具有重复曝光的功能,且需随太阳被食的程度调整光圈大小与曝光时间。曝光时间同上。如使用数位相机,同样须固定相机视野,待日偏食结束之后,利用电脑影像处理软体,将所有过程合成在一张影像中。

    2010.01.15日环食间歇摄影,吴昆臻摄于云南大理。

    2010.01.15日环食间歇摄影,吴昆臻摄于云南大理。

    2010.01.15日环食间歇摄影,吴昆臻摄于云南大理。
    本影像由吴昆臻先生提供,感谢吴昆臻先生授权台北天文馆作为台湾区教学使用。

※  其他观察记录方式

1. 由于日食前后的环境气温、天光亮度等会有变化,可利用相关设备记录。

2010.01.15日环食天光变化。吴昆臻摄于云南大理

2010.01.15日环食天光变化。吴昆臻摄于云南大理

2010.01.15日环食天光变化。吴昆臻摄于云南大理
本影像由吴昆臻先生提供,感谢吴昆臻先生授权台北天文馆作为台湾区教学使用。

2. 在日全食的食既至生光阶段,有机会可见到因阳光透过凹凸不平的月表地形而形成的倍里珠,但需利用望远镜放大观察才可见。

2010.01.15日环食生光瞬间的倍裡珠。江国兴摄于云南丽江

2010.01.15日环食生光瞬间的倍裡珠。江国兴摄于云南丽江

2010.01.15日环食生光瞬间的倍里珠。江国兴摄于云南丽江
本影像由清华大学江国兴教授提供,感谢江教授授权台北天文馆作为台湾区教学使用。

3. 本次日食发生时,逢太阳活动已过了极大期,正逐渐减弱而向极小期迈进中,不过因太阳活动无法事先预测,或许仍有机会可见到太阳表面有太阳黑子或日珥等现象;其中后者必须利用特殊仪器才可见。

日食的成因

  日食发生的原因,是因为月球绕地球公转的过程中,当月亮恰好行至太阳与地球之间,且太阳—月亮—地球几乎在同一直线上时,月球遮蔽阳光,月球影子落在地球上,因而发生日食。因此,日食发生时间必定在农历初一(朔)前后;但因白道(月球绕地球的公转面)与黄道(地球绕太阳的公转面)之间,平均有5°9'的夹角,故并非每逢朔都会发生日食,必须要朔时、且月亮离黄道与白道交点在15.4~18.5度以内时,才会发生日食,这个范围称为「日食限」。

日月食的成因

日月食的成因

日月食的成因

日食限示意图

日食限示意图
日食限示意图

  由于月亮绕地球的轨道是椭圆,距离会有远近分别,会因月球远近引起的大小变化,以及在地球上的观测者所在位置不同,使得看到的日食现象不同。日食种类可分为

  • 日全食(Total):月球离地球较近,完全遮掩太阳,月球本影内可见日全食。
  • 日环食(Annular):月球离地球较远,无法完全遮掩太阳,本影内可见日环食。
  • 日偏食(Partial):无论月亮远近,在月球半影中者均可见月亮遮掩部分日面。
  • 复合日食(Hybrid)或全环食(Annular-Total):月亮位置恰介在全食与环食间,使地球上部分地区见全食,部分地区见环食。这种日食发生比例极低。

各类日食成因示意图

各类日食成因示意图

各类日食成因示意图

复合日食成因示意图

复合日食成因示意图

复合日食成因示意图
月球的远和近

  月球绕地球轨道为椭圆形,地球位在椭圆的焦点上。月球离地球最远的位置称为「远地点」,最近的位置称为「近地点」。因这样距离远近的差异,使得在地球上所见到的月球视直径不同,远地点时的月球视直径比较小,近地点时则较大。

月球远近不同,使地球上所见的月球大小也不同。

月球远近不同,使地球上所见的月球大小也不同。

月球远近不同,使地球上所见的月球大小也不同。

  月球在2016年3月9日9:54通过朔的位置,之后于3月10日15:04通过近地点,此时地心到月心的距离约359607.454公里。这使得日食发生时,在地心所见的月球视直径约33.1角分,太阳视直径约32.2角分,月球可完全遮蔽太阳,因而发生日全食现象。不过台湾地区位在月球的半影区中,因此只可见日偏食。

日食发生的机率

  全世界每年发生日食,最多5次,最少2次;每100年平均发生236.7次(偏食82.5,环食82.2,全食67.2,复合日食4.8);固定地点平均每3年可见一次日偏食,平均每300多年可见一次日全食。

  台湾地区上次可见的日食是发生于2012年5月21日的日环食(日偏食)。下次台湾地区可见的日食在2019年1月6日,但虽全程可见,却是食分仅0.053的日偏食,能见到的缺角极小,可看性很低;不过之后随即于2019年12月26日发生的日偏食,台湾地区全程可见,且食分达0.447,比今年3月9日所见还大。更值得期待的是2020年6月21日的日环食,最大食分0.9940,环食带通过台湾地区的澎湖、云林、嘉义、南投、高雄、花莲、台东部分区域等,环食可见长度长达59.9秒呢!

西元1901~2300年 日食路径的世界地图

本资料图片取自美国航太总署/Goddard太空飞行中心的日食网页
日食路径的世界地图:

图片说明:蓝色为日全食的路径,红色为日环食的路径。

西元 1901 -1920 年

1901

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西元 1921 -1940 年

1921

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西元 1941 - 1960 年

1941

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西元 1961 - 1980 年

1961

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西元 1981 - 2000 年

1981

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西元 2001 - 2020 年

2001

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西元 2021 - 2040 年

2021

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西元 2041 -2060 年

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西元 2061 -2080 年

2061

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西元 2081 -2100 年

2081

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西元 2101 -2120 年

2101

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西元 2121 -2140 年

2121

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西元 2141 -2160 年

2141

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西元 2161 -2180 年

2161

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西元 2181 -2200 年

2181

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西元 2201 -2220 年

2201

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西元 2221 -2240 年

2221

2221


西元 2241 -2260 年

2241

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西元 2061 -2280 年

2261

2261


西元 2281 -2300 年

2281

2281


  其他相关天象预报讯息,可在台北天文馆的天象预报项下取得,欢迎多加利用。(http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/list.asp?mtype=c1

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数据来源《天文爱好者》增刊《2016年天象大观》

数据来源《天文爱好者》增刊《2016年天象大观》
发表于 2016-3-9 08:34 发送自本楼手机 | 显示全部楼层
在望远镜前守云层,等待洞洞露太阳,等等等,等到10点
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