我们欣赏日食的几率有多大

　　日食成因示意图。之所以会形成半影，是因为产生影子的发光体——太阳——不是一个点光源，从日面顶部发出的部分光线会进入到由日面底部阳光所产生的影子中（天体大小和位置未按比例）。北京天文馆 张一洁 绘

　　星辰思语

　　在月全食上演的半个月之后，6月10日，地球上又将迎来一次日环食，加拿大、格陵兰岛西部、俄罗斯东北部可见。我国北部大部分地区则可以欣赏到带食而落的日偏食。越往北，例如黑龙江西部、内蒙古、新疆北部，太阳被月亮遮挡的程度——即天文学上所说的“食分”越大，偏食越壮观；越往西，日落的时间越晚，更有可能看到偏食的全过程，不过食分较小。

　　日食：相见时难别亦难

　　当月球运行到地球和太阳之间，三者几乎成一条直线时，地球上的部分区域被月球的影子覆盖，这里的人们就会看到日食。日食一定发生在农历的初一，不过由于月球绕地球公转的轨道和地球绕太阳公转的轨道并不在同一个平面上，而是存在着5°09’的夹角。初一时月亮经常会在日地连线的上方或下方路过，不一定构成相互遮挡，所以并不是每个初一都发生日食。

　　日食包括日偏食、日全食、日环食以及全环食四种，由太阳、月亮、地球三者的位置决定。月亮和地球都不发光，在太阳的照耀下，它们的后面会形成一个圆锥形的阴影。阴影中心完全没有光线透过的部分称为“本影”，本影外围仅有部分光线能照射到的空间叫做“半影”。被月球本影覆盖的地面区域，能看到日全食，在半影区能看到日偏食。另外，当月球视直径比太阳小时，月球的本影影锥不足以抵达地面。这时，在影锥顶点延长部分所覆盖的地面区域，看到的就是日环食；在半影区，看到的仍然是日偏食。

　　当地球表面正好位于月球本影的顶点附近时，会发生罕见的“全环食”。月影在弯曲的地表上扫过，只有很小的一片区域能见到极短暂的日全食，食带上的其他地方见到的都是日环食。在所有日食中，日偏食与日环食各占1/3左右，日全食和全环食大约占26%和7%。

　　日食与月食，几年见一次？

　　我们在地球上看来，太阳和月亮就像两列宇宙快车，它们在星空背景中运行，轨迹是两个大圆。这两个圆有两个交点（称为黄白交点），只有当太阳、月亮都恰好运行到交点附近时，才满足“三者几乎成一条直线”的条件并发生日月食。交点及其附近的这段空间就好像两座“日月食站”，当太阳、月亮同时过站时，就会发生日月食。它们过同一站，就发生日食；各过一站，则发生月食，这时的月相是满月。

　　月亮在星空中走一圈不超过30天，一年可以“过站”20多次。而太阳运行得慢，一年只能过站2次，不超过3次。速度慢的好处是，这使得日食站（也就是太阳经过黄白交点附近，从而允许发生日食）的时限更长，可达36天左右。这36天里，月亮一定会过这个站一次，最多可以过站两次，所以每当太阳过站时，会发生1—2次日食。一年中太阳会过站2—3次，将发生2—5次日食。

　　月食站（即日、月同时分别经过两个交点，从而允许发生月食）的时限更短，大约是24天，短于一个朔望月（29.53天），所以这期间有可能碰上一次满月，也可能一次也没有，因而发生月食的次数是0次或者1次。一年下来，可能发生0—2次月食。

　　月食的频次低，但可见范围广，在同一地方差不多每5年能见到两次月全食。而典型的日全食带只占地球表面积的1/305，如果我们在同一个地方等待，大概要三四百年才能看到一次！我国境内可见的下一次日全食，要等到2034年4月20日。

　　和日全食相比，我们看到日偏食的机会不算少。以北京为例，2000—2050年期间会发生17次日偏食，平均大约3年一次。不过偏食的频次并不均匀，2018—2021年连着出现了5次，而下一次则需要等到9年以后了。

　　放眼全国，接下来的9年里日食观测条件都不算理想，仅有西部和南部的部分地区能见到几次的日偏食，难言精彩。直到2030年6月1日，内蒙古东北部、黑龙江北部将迎来一次日环食，全国其他地区（除南沙等岛屿外）可见日偏食。所以2021年6月10日的日偏食，让我们且看且珍惜吧！

　　（作者系北京天文馆副研究员，“大手拉小手”科普志愿者）