偏食很有趣;全食令人歎為觀止

照片無法公正地展現它——這可能是你一生中見過的最壯觀的自然現象

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


您可能看過全食期間太陽的照片,例如上面顯示的那張雖然它很準確,而且可能看起來很不尋常且有趣,但這些照片真的無法充分捕捉到這種體驗。許多,可能大多數,看過全食的人認為這是他們見過的最壯觀的自然現象……“一生難忘的體驗”。我認識一些經驗豐富的環球旅行家,他們去過世界各地,看過各種著名和罕見的景象,人造的和自然的,他們對日全食的反應是尖叫、喊“天哪!”、跳上跳下、到處擁抱人、張著嘴巴盯著看、沒完沒了地談論好幾天等等。我認為,從標準的日食照片中很難理解為什麼它會如此令人印象深刻。我想嘗試稍微解釋一下。

基本的解釋是,身處月球陰影的黑暗中心不僅僅是看到天空中引人注目且不尋常的視覺景象,儘管這當然是主要部分。但還有很多其他事情會發生,這在一定程度上取決於您觀看日食的地點和天氣條件。有人說,這就像突然置身於另一個世界的 CGI 中,或者可能像一種藥物引起的幻覺,感覺(而且確實是)完全真實的。以下是它的一些方面

來自太陽周圍微弱氣體光環(日冕)的光線具有與您以前見過的任何光線都不同的顏色。這種氣體的溫度高達數百萬度,遠高於太陽表面(僅約 10,000 華氏度,或 5,800 開爾文)。在肉眼看來,它通常看起來像略帶藍色的白色,但這種照明的奇怪色調使您周圍一切事物的顏色看起來非常怪異和模糊的虛幻。


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月球夜側的黑色(白色光環內的黑色圓圈)是一種非常深的黑色,比通常的夜空要黑得多,儘管這需要您身處幾乎沒有人工照明且大氣條件沒有霧霾或灰塵的地方才能真正體會到它有多黑。在全食開始之前充分適應黑暗也很有幫助;這需要戴上完全黑色/深色的眼罩或眼罩,直到全食開始……在大多數情況下不是很方便。

地平線周圍通常會出現美麗的暮色天空,360 度無死角,為日食本身提供了一個色彩鮮豔的“框架”。風通常開始以一種不穩定的方式陣陣吹動,先朝一個方向吹,然後又朝另一個方向吹,時而停止,時而又開始。(我不知道為什麼會這樣。)動物可能會嚇壞並表現異常,或者開始表現得像晚上一樣,去睡覺或出來活動(如果它們是夜行動物)。正如上面提到的,人們也可能表現得很奇怪。

如果您的觀測地點不太潮溼,溫度會在很短的時間內明顯下降。在非常乾燥的環境中,例如在山頂或沙漠中,溫度可能會在短短幾分鐘內下降 10 到 20 華氏度。

就在全食開始和結束時,您通常可以看到其他光學效應,例如日食“鑽石環”、“貝利珠”和“陰影帶”。這些都可以增加壯觀景象。(陰影帶通常很難看到,最容易在光滑無特徵的淺色表面上看到,例如鋪在地面上或貼在面向日食的牆壁上的白色床單。) 此外,如果您從有利的位置(例如俯瞰山谷或平原的高處)觀看,您可能會看到月球的黑暗陰影以大約每小時 1,000 英里的速度逼近或離開地面。

這就是您可以期待的故事——但讓我補充幾點關於觀看日食的重要事項

首先也是最重要的一點,除非您身處全食帶,太陽被月球 100% 遮擋,否則您看不到任何特別壯觀的景象——而且您會希望儘可能靠近該路徑的中心,以獲得最長的日食持續時間(最多隻有幾分鐘)。在這種情況下,描述日食的標準天文方法非常具有誤導性。它只是說明從某個位置看到的太陽被月球覆蓋的最大比例。因此,日全食是 100%,但在世界範圍內更廣泛的區域,月球將覆蓋較小的比例,例如 95%、80% 或 40% 或其他任何比例。

一個理性的人可能會得出結論,80% 的日食與 100% 的日食相比,其趣味性/壯觀程度為 80%。這是完全錯誤的。舉個例子,當月球覆蓋太陽表面的最後 1% 時,亮度會降低約 10,000 倍!此外,上面提到的大多數效果僅在全食期間或緊鄰全食之前/之後發生,而根本不會在全食帶之外發生。日全食也與月全食截然不同,而且比月全食壯觀得多。我曾遠渡重洋去看前者,有時甚至懶得走出家門去看後者。

其次,對於獲得體驗也至關重要的是,儘管您可能在媒體上聽到,但在全食的幾分鐘,用肉眼/無保護的眼睛觀看日食是絕對安全的。然而,在全食之前和之後,當月球僅覆蓋太陽的一部分時(以及在觀看前面提到的現象,例如鑽石環或貝利珠時),必須使用眼睛保護裝置,透過針孔或望遠鏡投影太陽影像以進行間接觀看或任何其他方式。如果您在全食之前和之後不採取此類預防措施,您可能會造成眼睛損傷。但是,如果您在全食期間使用此類眼睛保護裝置,您幾乎肯定什麼也看不到。有時,公共衛生部門和/或媒體建議在整個日食過程中使用眼睛保護裝置,以力求謹慎——但如果您要這樣做,那麼根本沒有必要嘗試觀看日全食。

第三,您觀看日食的地點可能會產生很大的影響。2017 年 8 月 21 日的日全食路徑橫跨美國,從波特蘭以南的俄勒岡州海岸到查爾斯頓的南卡羅來納州海岸。地圖可在此處獲取here

第四,雖然嘗試拍攝日食非常誘人,但除非您是使用相當精密的裝置的專業攝影師,否則您的照片幾乎肯定會令人失望,而且您幾乎肯定會因為努力捕捉到好的影像而分心,無法充分欣賞短暫的全食奇觀。我建議專注於日食,並在全食期間忘記攝影。無論如何,之後網上會有很多精彩的照片。

您必須在全食帶才能看到全食。而且您越靠近該連結地圖上顯示的路徑中心藍線,全食持續時間就越長。如果您所在的地方多雲,天會變黑,但幾乎看不到其他東西,而且雲層的機率因地而異。全食帶沿線的雲層覆蓋機率在此站點給出:除了身處全食帶和晴朗的天空外,往往使日食更加壯觀的因素是:沒有人造照明、低塵埃和霧霾條件、低溼度以及周圍地形和地平線的良好廣闊視野。顯然,還有一些實際的考慮因素,例如道路和交通、住宿地點、食物等等。

我希望您能看到它,並且我沒有把它說得太好,以至於讓您因此感到失望。但在我的經驗中,一個好的日全食景觀很少讓人失望。

埃德溫·L·特納是普林斯頓大學天體物理科學教授,東京大學卡弗裡宇宙物理與數學研究所附屬科學家,普林斯頓高等研究院跨學科研究專案訪問學者,以及 YHouse, Inc. 的聯合創始人董事會成員。他曾在 1970 年在馬薩諸塞州海岸附近的一個島嶼上、2006 年在埃及沙漠中以及 2009 年在太平洋上的一艘遊輪上經歷過日全食——但由於 1999 年德國南部多雲而錯過了一次。他希望從懷俄明州傑克遜霍爾附近的一個地點觀看 2017 年 8 月 21 日的日食。

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