本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
您可能看过全食期间太阳的照片,例如上面显示的那张虽然它很准确,而且可能看起来很不寻常且有趣,但这些照片真的无法充分捕捉到这种体验。许多,可能大多数,看过全食的人认为这是他们见过的最壮观的自然现象……“一生难忘的体验”。我认识一些经验丰富的环球旅行家,他们去过世界各地,看过各种著名和罕见的景象,人造的和自然的,他们对日全食的反应是尖叫、喊“天哪!”、跳上跳下、到处拥抱人、张着嘴巴盯着看、没完没了地谈论好几天等等。我认为,从标准的日食照片中很难理解为什么它会如此令人印象深刻。我想尝试稍微解释一下。
基本的解释是,身处月球阴影的黑暗中心不仅仅是看到天空中引人注目且不寻常的视觉景象,尽管这当然是主要部分。但还有很多其他事情会发生,这在一定程度上取决于您观看日食的地点和天气条件。有人说,这就像突然置身于另一个世界的 CGI 中,或者可能像一种药物引起的幻觉,感觉(而且确实是)完全真实的。以下是它的一些方面
来自太阳周围微弱气体光环(日冕)的光线具有与您以前见过的任何光线都不同的颜色。这种气体的温度高达数百万度,远高于太阳表面(仅约 10,000 华氏度,或 5,800 开尔文)。在肉眼看来,它通常看起来像略带蓝色的白色,但这种照明的奇怪色调使您周围一切事物的颜色看起来非常怪异和模糊的虚幻。
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月球夜侧的黑色(白色光环内的黑色圆圈)是一种非常深的黑色,比通常的夜空要黑得多,尽管这需要您身处几乎没有人工照明且大气条件没有雾霾或灰尘的地方才能真正体会到它有多黑。在全食开始之前充分适应黑暗也很有帮助;这需要戴上完全黑色/深色的眼罩或眼罩,直到全食开始……在大多数情况下不是很方便。
地平线周围通常会出现美丽的暮色天空,360 度无死角,为日食本身提供了一个色彩鲜艳的“框架”。风通常开始以一种不稳定的方式阵阵吹动,先朝一个方向吹,然后又朝另一个方向吹,时而停止,时而又开始。(我不知道为什么会这样。)动物可能会吓坏并表现异常,或者开始表现得像晚上一样,去睡觉或出来活动(如果它们是夜行动物)。正如上面提到的,人们也可能表现得很奇怪。
如果您的观测地点不太潮湿,温度会在很短的时间内明显下降。在非常干燥的环境中,例如在山顶或沙漠中,温度可能会在短短几分钟内下降 10 到 20 华氏度。
就在全食开始和结束时,您通常可以看到其他光学效应,例如日食“钻石环”、“贝利珠”和“阴影带”。这些都可以增加壮观景象。(阴影带通常很难看到,最容易在光滑无特征的浅色表面上看到,例如铺在地面上或贴在面向日食的墙壁上的白色床单。) 此外,如果您从有利的位置(例如俯瞰山谷或平原的高处)观看,您可能会看到月球的黑暗阴影以大约每小时 1,000 英里的速度逼近或离开地面。
这就是您可以期待的故事——但让我补充几点关于观看日食的重要事项
首先也是最重要的一点,除非您身处全食带,太阳被月球 100% 遮挡,否则您看不到任何特别壮观的景象——而且您会希望尽可能靠近该路径的中心,以获得最长的日食持续时间(最多只有几分钟)。在这种情况下,描述日食的标准天文方法非常具有误导性。它只是说明从某个位置看到的太阳被月球覆盖的最大比例。因此,日全食是 100%,但在世界范围内更广泛的区域,月球将覆盖较小的比例,例如 95%、80% 或 40% 或其他任何比例。
一个理性的人可能会得出结论,80% 的日食与 100% 的日食相比,其趣味性/壮观程度为 80%。这是完全错误的。举个例子,当月球覆盖太阳表面的最后 1% 时,亮度会降低约 10,000 倍!此外,上面提到的大多数效果仅在全食期间或紧邻全食之前/之后发生,而根本不会在全食带之外发生。日全食也与月全食截然不同,而且比月全食壮观得多。我曾远渡重洋去看前者,有时甚至懒得走出家门去看后者。
其次,对于获得体验也至关重要的是,尽管您可能在媒体上听到,但在全食的几分钟内,用肉眼/无保护的眼睛观看日食是绝对安全的。然而,在全食之前和之后,当月球仅覆盖太阳的一部分时(以及在观看前面提到的现象,例如钻石环或贝利珠时),必须使用眼睛保护装置,通过针孔或望远镜投影太阳图像以进行间接观看或任何其他方式。如果您在全食之前和之后不采取此类预防措施,您可能会造成眼睛损伤。但是,如果您在全食期间使用此类眼睛保护装置,您几乎肯定什么也看不到。有时,公共卫生部门和/或媒体建议在整个日食过程中使用眼睛保护装置,以力求谨慎——但如果您要这样做,那么根本没有必要尝试观看日全食。
第三,您观看日食的地点可能会产生很大的影响。2017 年 8 月 21 日的日全食路径横跨美国,从波特兰以南的俄勒冈州海岸到查尔斯顿的南卡罗来纳州海岸。地图可在此处获取here。
第四,虽然尝试拍摄日食非常诱人,但除非您是使用相当精密的设备的专业摄影师,否则您的照片几乎肯定会令人失望,而且您几乎肯定会因为努力捕捉到好的图像而分心,无法充分欣赏短暂的全食奇观。我建议专注于日食,并在全食期间忘记摄影。无论如何,之后网上会有很多精彩的照片。
您必须在全食带才能看到全食。而且您越靠近该链接地图上显示的路径中心蓝线,全食持续时间就越长。如果您所在的地方多云,天会变黑,但几乎看不到其他东西,而且云层的概率因地而异。全食带沿线的云层覆盖概率在此站点给出:除了身处全食带和晴朗的天空外,往往使日食更加壮观的因素是:没有人造照明、低尘埃和雾霾条件、低湿度以及周围地形和地平线的良好广阔视野。显然,还有一些实际的考虑因素,例如道路和交通、住宿地点、食物等等。
我希望您能看到它,并且我没有把它说得太好,以至于让您因此感到失望。但在我的经验中,一个好的日全食景观很少让人失望。