2024年4月8日的美國(guó)發(fā)生的日全食有其獨(dú)特性

持續(xù)時(shí)間超過(guò)四分鐘的日全食現(xiàn)象十分罕見(jiàn)。

百年一遇的時(shí)間最長(zhǎng)、可見(jiàn)度最高的日全食將出現(xiàn)在2024年4月8日

2017年8月21日，從俄勒岡州胡德山國(guó)家森林看到的日全食期間的日冕。

(圖片來(lái)源： Paul Souders/Getty Images)

如果我們將發(fā)生在4月8日的“北美最大的日食”與百年來(lái)其他的日食進(jìn)行比較，那么它能排到哪里呢？

事實(shí)上，它最終會(huì)名列前茅。

在從1925（含）到2024的一百年間，所被采樣的總共75場(chǎng)日食中，日食的最大持續(xù)時(shí)間平均為3分鐘13秒（包括環(huán)形日全食/混合日全食和非中心日全食）。此外，據(jù)比利時(shí)專(zhuān)門(mén)研究天體力學(xué)的地球和行星科學(xué)家Jean Meeus稱(chēng)，日食的絕對(duì)最大可能持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)為7分鐘32.1秒。

所以，當(dāng)持續(xù)時(shí)間超過(guò)4分鐘時(shí)，它就可以被視作一次罕見(jiàn)的日全食。而即將到來(lái)的4月8日的日全食，它的最大持續(xù)時(shí)間將會(huì)在中墨西哥北部達(dá)到4分鐘28.2秒。在我們采樣的75次日食中，有29次屬于“四分鐘及以上”組，而4月8日的日食持續(xù)時(shí)長(zhǎng)排名位于前25％。

百年間的比較

更引人矚目的是這百年間跨越美州邊境的所有日食之間的比較。下表列出了這些內(nèi)容。

不包括我們分開(kāi)的2024年日食，這次特殊的調(diào)查中包含了14次日食。其中發(fā)生在1930年4月28日的這次，是罕見(jiàn)的環(huán)形日全食，也稱(chēng)混合日全食，食徑的這一部分產(chǎn)生了（盡管非常短暫的）日全食，經(jīng)過(guò)了西部五個(gè)州的部分地區(qū)。

（圖片來(lái)源：Fred Espenak的日食預(yù)報(bào)）[1]

將2024年4月8日的日食與表中共13次的特征比較，結(jié)果如下：

持續(xù)時(shí)間：這14次美州的日食的平均時(shí)長(zhǎng)為1分鐘58秒。這種標(biāo)準(zhǔn)下，有7次日食超過(guò)了平均水平，13次日食中只有兩次超過(guò)了三分鐘（1970年3月7日與1991年7月11日）。除了4月8日這次發(fā)生在德克薩斯州南部，總持續(xù)時(shí)長(zhǎng)可達(dá)到4分鐘27秒的日食以外，只有1991年的日食持續(xù)時(shí)長(zhǎng)才能超過(guò)4分鐘。

最大高度：日食中的太陽(yáng)在空中的位置越高，它更容易擺脫霧霾或云層的遮擋。即將到來(lái)的4月8日的日食高度是69°（在南德克薩斯州）。美州其他14次日食的高度平均值為32°，低于半空。13次日食中，4次的太陽(yáng)是高于半空的（大于45°）。然而，值得注意的是，在14次日食中第二高的，是發(fā)生在1930年4月28日的一次日環(huán)食，高度可達(dá)62°，同時(shí)“全食”只有一秒鐘！

最大路徑寬度：在全食時(shí)，投射在地球的表面的月亮的陰影呈橢圓形。橢圓形的陰影如何出現(xiàn)則取決于太陽(yáng)距離地平線的高度。美州14 次日食的平均食徑寬度為89英里。即將到來(lái)的4月8日的這次日食食徑寬度為108英里，排名第四，僅次于1979年2月26日、1991年7月11日和1990年7月22日這三次日食。

事實(shí)上，1979年的食徑寬度比2024年長(zhǎng)83英里。

1979年2月26日在加拿大 Carberry, Manitoba觀測(cè)到的的日全食 (圖片來(lái)源：Alan Dyer/Stocktrek Images/Getty Images)

然而，需要指出的是，在1979年的這次日食中，太陽(yáng)的最大高度只有24°（位于北達(dá)科他州西北部，靠近波特爾鎮(zhèn)），而本影以相當(dāng)傾斜的角度投向地球。因此，地球本影的投影是一個(gè)高度細(xì)長(zhǎng)的橢圓形，短軸和長(zhǎng)軸分別為83英里和191英里。然而，在4月8日的南德克薩斯州的那次日全食，太陽(yáng)的高度將為69°——大約是1979年的三倍。所以，2024年這次，月亮的影子會(huì)更圓，而不是細(xì)長(zhǎng)的橢圓形。

換言之，在1979年北達(dá)科他州，在日全食中期，一個(gè)位于日食軌跡的中心的人距離本影的前緣或后緣不超過(guò)41.5英里。另一方面，4月8日在南德克薩斯州的日全食中期，位于日食軌跡中心的觀察者距離本影陰影的前緣和后緣將高達(dá)54英里。

可見(jiàn)區(qū)域：所有的日食似乎都有一個(gè)不通情理的習(xí)慣，不在人多的地方出現(xiàn)。確實(shí)，在我們采樣的14次日食中，只有很少的幾次覆蓋了大都市區(qū)（1925年在紐約；1954年在明尼阿波利斯；1959年在波士頓），但多數(shù)情況下，觀測(cè)日食的觀眾主要由城鎮(zhèn)居民和社區(qū)團(tuán)體組成。即使是1970年位于大西洋沿岸的日食，陰影仍然完全錯(cuò)過(guò)了人口多的東北走廊。經(jīng)歷過(guò)日全食的最大人口中心是弗吉尼亞州諾?？?樸茨茅斯的大都市區(qū)，為508000人。而且，整個(gè)日食覆蓋的區(qū)域內(nèi)的總?cè)藬?shù)大約少于兩百萬(wàn)。

相比之下，2017年8月的日全食，它的食徑沿著海岸延伸，共有一千一百萬(wàn)觀眾觀看。但同樣會(huì)令人印象深刻的是，即將到來(lái)的4月8日日全食將覆蓋從德克薩斯到南英格蘭眾多大都市地區(qū)，預(yù)計(jì)將有三千二百萬(wàn)人有機(jī)會(huì)親眼看到這一驚人的景象。即將到來(lái)的4月8日日食很有可能是在美洲歷史上被月亮的本影覆蓋的人數(shù)最多的一次！

2024年4月8日日全食食徑所經(jīng)過(guò)的地圖 [2]

——何為日食？

——2024年的日全食：如何免費(fèi)在線觀看

——2024年4月的日全食：食徑上的十個(gè)最大的城市

遙遠(yuǎn)的過(guò)去與不遠(yuǎn)的將來(lái)：據(jù)我們目前所知的一切而言，很明顯，就而言，2024年4月8日的這次日食相當(dāng)特殊。事實(shí)上，只有一次日食可以與其比肩，這就是1806年6月16日的日食。在那一天，月亮的影子掃過(guò)了整個(gè)北美，穿過(guò)了中西部北部，并繼續(xù)穿過(guò)了紐約州和新英格蘭。從整體持續(xù)時(shí)間的角度，這次日食是整個(gè)19世紀(jì)的北美大陸最長(zhǎng)的一次日食，直到21世紀(jì)中葉也沒(méi)有日食能與之媲美。

1806年日食的總相位在馬薩諸塞州馬布爾黑德（波士頓東北部）附近持續(xù)了4分鐘53秒，

全食中期的出現(xiàn)在當(dāng)?shù)卣缜鞍胄r(shí)，太陽(yáng)接近天空最高點(diǎn)：70°。

而直到2045年8月12日，毗鄰的才將要首次經(jīng)歷六分鐘以上的日全食。這一獨(dú)特日全食的預(yù)計(jì)最大持續(xù)時(shí)長(zhǎng)將為6分鐘6秒，位于佛羅里達(dá)州圣露西港附近，是歷史上最長(zhǎng)的日全食。在您的日歷上做好標(biāo)注吧！

然而，在此之前，在1806到2045年之間的最偉大的日全食就在2024年4月8日。

喬·拉奧在紐約海登天文館擔(dān)任導(dǎo)師和客座講師。他為《自然歷史》雜志、《農(nóng)民年鑒》和其他出版物撰寫(xiě)天文學(xué)相關(guān)內(nèi)容。

BY:Joe Rao

FY: 參宿四

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