就在明天（4月20日），南印度洋、大洋洲、印度尼西亞、西太平洋等地將會(huì)上演一場(chǎng)「混合日食」。時(shí)隔857天，全球天文愛好者終于等來(lái)了一次觀測(cè)條件尚可的中心食 。這次日食為何被稱作「混合日食」，今天就跟大家簡(jiǎn)單聊聊。

當(dāng)陽(yáng)光燦爛時(shí)我們?cè)趹敉鈬L試用手遮擋太陽(yáng)，眼前就會(huì)投下一道手的影子。在宇宙空間中，當(dāng)陽(yáng)光照向月球而產(chǎn)生的影子正好落在地球上時(shí)，我們身處月球影子的區(qū)域就能看到一場(chǎng)日食。

按照真實(shí)比例繪制的月球影子︱timeanddate.com

月球的影子有三種類型：本影、半影，以及偽本影，對(duì)應(yīng)日全食（觀測(cè)點(diǎn)位于月球本影內(nèi)），日偏食（觀測(cè)點(diǎn)位于月球半影內(nèi)），以及日環(huán)食（觀測(cè)點(diǎn)位于偽本影內(nèi)）。

日食的三種類型︱trustmyscience.com

如圖所示，A點(diǎn)位于月球本影區(qū)，所以能看到日全食，即月球完全遮擋太陽(yáng)光球[1]；B點(diǎn)位于月球偽本影區(qū)，可見日環(huán)食，此時(shí)月球遮擋了太陽(yáng)圓面的中心部分，留下外層一圈；C點(diǎn)位于月球半影區(qū)，可見日偏食，月球遮擋太陽(yáng)一部分，太陽(yáng)呈現(xiàn)「月牙」?fàn)睢?/p>

從原理上分析，日食只有日全食、日環(huán)食以及日偏食三種類型，但當(dāng)我們?cè)L問(wèn)一些日食預(yù)測(cè)網(wǎng)站時(shí)，就會(huì)看到第四種日食——「混合日食」，也稱「全環(huán)食」。

圖︱日食計(jì)算器

所謂「混合日食」是從英文 Hybrid Solar Eclipse 直譯而來(lái)，如果結(jié)合實(shí)際出現(xiàn)的日食類型，也可以叫「全環(huán)食」。從上文日食原理示意圖可以看出，在同一個(gè)位置我們不能既看到日全食又看到日環(huán)食，因?yàn)槲覀儾豢赡芡瑫r(shí)處在月球本影和月球偽本影中。

那全環(huán)食到底是怎么一回事呢？

其實(shí)，是地球的形狀決定了全環(huán)食的存在。地球的表面是一個(gè)曲面，當(dāng)?shù)厍蚝驮虑虻木嚯x正好處于一個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，月球的本影和偽本影都有可能落到地面上，這時(shí)候地球上的一些地方能看到日全食，而另一些地方可以看到日環(huán)食。

全環(huán)食發(fā)生時(shí)月球與地球的相對(duì)位置︱timeanddate.com

在一次典型的全環(huán)食過(guò)程中，最初月球與地面的距離尚不足以讓月球本影接觸到地面，落在地面上的是偽本影，可見日環(huán)食（如上圖A點(diǎn)）。隨著月影在地面上移動(dòng)，地球曲率起到了「抬高」地面的作用——結(jié)果是地面與月球的距離縮短，月球本影最終得以接觸地面，出現(xiàn)日全食（如上圖B點(diǎn)）。隨著月影繼續(xù)在地面移動(dòng)，地球曲率使得地面與月球的距離重新變大，月球本影在某個(gè)時(shí)刻不再與地面接觸，日全食又變成了日環(huán)食（如上圖C點(diǎn)）。

我們把日全食和日環(huán)食統(tǒng)稱為中心食，一般來(lái)說(shuō)中心食發(fā)生時(shí)在中心食徑[2]上只能看到日全食或日環(huán)食，而全環(huán)食屬于其中的特殊情況——如果我們有足夠快的速度追著月球影子，那么我們就可以看到日環(huán)食—日全食—日環(huán)食的變化[3]。

全環(huán)食值得一看嗎？

就觀賞性而言，三種日食中日全食的觀賞性最佳，日環(huán)食次之，最后是日偏食，而日全食最精彩的部分是「黑太陽(yáng)」，也就是從食既到生光的過(guò)程：貝利珠、鉆石環(huán)、日冕、日珥…以上這些現(xiàn)象以及你覺得好看的絕大部分日食照片都是在這個(gè)過(guò)程中拍攝下來(lái)的。

拍攝日食的人們丨Yuri Beletsky

貝利珠

鉆石環(huán)與攀登者︱Andrew Struder

綿延的日冕︱Nicolas Lefaudeux

我們可以說(shuō)，日全食的「黑太陽(yáng)」時(shí)間[4]越長(zhǎng)，觀賞性越好。一次典型的日全食黑太陽(yáng)階段可以持續(xù) 2-7 分鐘不等。

那么這一次全環(huán)食可以看到多久的黑太陽(yáng)呢？這次在地面上最長(zhǎng)可以看到 1 分 16 秒的黑太陽(yáng)，這個(gè)時(shí)間跟一般的純?nèi)杖诚啾绕鋵?shí)是不太夠看的。不過(guò)考慮到這次全環(huán)食是時(shí)隔近一年半（502天）后再次上演中心食，而且距離上一次觀測(cè)條件較好的中心食已經(jīng)過(guò)去了接近兩年半（857天），屬于比上不足比下有余。

當(dāng)然了，如果論罕見程度，全環(huán)食認(rèn)第二，就沒有第一名了。21世紀(jì)一共會(huì)出現(xiàn)224次日食，其中全環(huán)食僅有7次。下一次全環(huán)食出現(xiàn)在2031年11月14日，中心食徑基本不經(jīng)過(guò)陸地。

2031年11月14日全環(huán)食︱NASA

最后簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)在哪能看到本次全環(huán)食。本次日食的中心食徑從南印度洋開始，經(jīng)過(guò)東印度洋、西澳大利亞州西部、東帝汶、印度尼西亞?wèn)|部至西太平洋結(jié)束。

圖︱NASA

2023年4月20日全環(huán)食︱NASA

我國(guó)大陸東南沿海部分地區(qū)、海南省大部及三沙群島、臺(tái)灣省可見偏食，其中在曾母暗沙可以看到食分0.407[5]的日偏食。

曾母暗沙可見食分0.407的日偏食︱日食計(jì)算器模擬

食分0.4的日偏食效果︱Eclipse 2.0模擬

臺(tái)灣省南部可見0.159食分的日偏食︱日食計(jì)算器模擬

食分0.16的日偏食效果︱Eclipse 2.0模擬

居住在東南沿海地區(qū)的朋友可以在下面這個(gè)網(wǎng)站查詢自己家有沒有機(jī)會(huì)看到日食。

https://nadc.china-vo.org/eclipse/detail?map=arcgis&mapid=5cd32b831bfb43d08e5ee75e7b40d53d&mode=3d&date=2023%204%2020

需要提醒大家的是，食分在0.1以下的日食就基本沒有太多觀賞性了，此外再次強(qiáng)調(diào)切勿用裸眼或望遠(yuǎn)鏡直接觀測(cè)太陽(yáng)，必須使用減光設(shè)備（如巴德膜）。

參考&拓展

[1]即我們?nèi)粘？吹降奶?yáng)發(fā)光區(qū)域

[2]本影或偽本影的移動(dòng)路徑

[3]在某些更特殊的情況下，日環(huán)食變成日全食以后，不會(huì)再回到日環(huán)食，例如2013年 11 月 3 日全環(huán)食

[4]指從食既到生光的時(shí)間

[5]食分指日月食發(fā)生時(shí)交食的深淺程度，食分越大，日月食越明顯。食分0.406的日食意味著太陽(yáng)視直徑的40.7%被月球遮擋

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