我们都知道日食与月食的发生与太阳、地球及月球之间的相互运动存在着极大的关系。但你知道它们的发生有什么规律吗?人的一生中究竟能经历多少次日食月食呢?
日食
月球在绕地球运行过程中,有时会走到太阳和地球中间,这时月球的影子落到地球表面上,位于影子里的观测者便会看到太阳被月球遮住,这就是日食。

月球的影子可以分为本影、伪本影和半影三部分。月球绕地球的轨道和地球绕太阳的轨道都是椭圆形而非正圆形,所以日、月同地球之间的距离时近时远。因此在日食时,观测者有时可能在本影范围内,有时则可能在伪本影(本影的延长部分)范围内。在本影内,观测者看到太阳全部被月球遮住,这称为日全食;在伪本影内,则见月球不能完全遮住太阳,在太阳边缘剩下一圈光环,这称为日环食;在半影内,则见太阳的一部分被月球遮住,这称为日偏食。

日全食之所以能发生,纯属巧合。月球直径约为太阳的1/400,而日地距离正好为地月距离的约400倍。所以从地球上看,月球和太阳的视直径几乎相等,因而月球有可能遮住太阳而发生日全食。

日食分为五个阶段:①月球圆面刚刚和太阳圆面相接触时称为初亏,这时日偏食开始;②初亏以后约一个小时,月球和太阳两圆面相内切称为食既,这时日全食开始;③月球圆面中心和太阳圆面中心最近时称为食甚;④月球圆面和太阳圆面第二次内切称为生光,这时日全食结束,从食既到生光一般只有2~3分钟,最长不超过7分半钟;⑤生光以后约一个小时,月球圆面和太阳圆面第二次外切称为复圆,日偏食结束。
月食

地球在背着太阳的方向有一条阴影,月球在绕地球运行过程中有时进入地球的阴影,就发生月食。月球整个都进入本影,发生月全食;只是一部分进入本影,则发生月偏食。月全食和月偏食都是本影月食。有时月球并不进入本影而只进入半影,这称为半影月食。

2014年10月8日的月全食过程
月食可以分为七个阶段:①月球刚刚和半影接触时称为半影食始,这时肉眼觉察不到;②月球同本影接触时称为初亏,这时月偏食开始;③当月球和本影内切时,称为食既,这时月球全部进入本影,全食开始;④月球中心和地影中心距离最近时称为食甚;⑤月球第二次和本影内切时称为生光,这时全食结束;⑥月球第二次和本影外切时称为复圆,偏食结束;⑦月球离开半影时,称为半影食终。只有当月球深入半影接近本影时,肉眼才可以看出月球边缘变暗。月球在本影内时也不是完全看不见,即使在全食食甚时,也可以看到月面呈现红铜色。这是因为太阳光通过地球低层大气时受到折射进入本影,投射到月面上的缘故。
多久发生一次
那么日食和月食,哪个更常见呢?根据地球和月球运行规律,日食和月食的发生并不是等间隔的,但是都遵循一个周期——沙罗周期(长度为6585.32天的一段时间间隔),约18年11天8小时,在这个周期内会有日食43次,月食28次。
每经过一个沙罗周期,日月食的发生顺序就会重复一遍。而且相邻的日食和月食总是相隔半个月左右,日食一定是发生在农历初一,而月食发生在农历十五、十六前后。这又是为什么?
日食、月食的发生必须是新月和满月出现在黄道(地球绕太阳公转的轨道平面与天球相交的大圆)和白道(月球绕地球公转的轨道在天球上的投影)交点的一定界限之内,这个界限叫做“食限”。
计算表明,农历初一,新月在黄道和白道的交点附近18度左右的范围内,就可能发生日食;如果新月在黄道和白道的交点附近16度左右的范围内,则一定有日食发生。而到了农历十五左右,满月在黄道和白道的交点附近12度左右的范围内,就可能发生月食;如果满月在黄道和白道的交点附近10度左右的范围内,则一定有月食发生。
看到月食的机会更多
月食每年最多可发生3次,最少则一次也没有。而日食每年最多可以发生5次,最少也要发生2次,显然日食发生的概率更高。但实际上,我们能看到月食的机会却更多。
这是因为每次月食发生的时候,面对着月球的半个地球可以同时看见月食,即只要能看到月亮的地方,就能看见月食,并且月食持续的过程长达几十分钟乃至几小时。而日食的发生是因为月球挡住太阳的影子。月亮本身很小,月影只能在地球表面投影下一条很窄的全食带,所以发生日食的时候只有一部分地区可以看到,日全食状态一般只持续2~3分钟,最长不超过7分半钟。由于月食可观测范围和持续时间都远大于日食,所以在同一地点月食被看到的几率更高。据估算,在地球上某一固定地区看到日全食的几率大约为300年一次(看到日偏食的几率约3年一次),而同一地区看到月全食的几率约为3年一次。也就是说生活在某一固定地区的人,有生之年能看到多次月全食,但几乎无缘目睹一次日全食。
日全食可能会消失?
当有天文爱好者们飞赴国外观看日全食时,有人疑问,为什么千里迢迢飞到国外只为看一次天象呢?其实天文学界有种观点认为,日全食是看一次少一次的,未来在地球上将无缘再观看到日全食。日全食发生的关键是地月距离。如果月球位于近地点但其视直径小于太阳的视直径,那么月球就不足以完全遮挡住太阳。那时在地球上就不会再有日全食发生,而只会有日环食。由于受到地球潮汐摩擦的影响,地球自转的动能会被转移给月球,使月球的轨道越来越远,地月距离越来越大,并导致地球自转变慢。日全食这一天象也会随着月球的“离场”而逐渐远去。不过,距地球无缘日全食的日子还远着呢。有研究认为月球正以3.8厘米/年的速度远离地球。若据此推算,在约6亿年以后,日全食才会绝迹。本文为中国大百科全书数据库微信公众号原创,欢迎关注。