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來源：互聯網

日食（拼音：rì shí，英文：solar eclipse），又叫日蝕。是一種天文現象。當月球運動到太陽和地球中間，如果一者正好處在一條直線時月球就會擋住太陽射向地球的光，在月球背著太陽的方向會出現陰影，稱作月影。在月影掃過地球上的區域看到的太陽被月球所遮擋，這種現象稱作日食。

太陽是萬物之源，古人認為發生日食是不吉祥的。與日食有關聯的厄運的含義就包含在它的詞源中?！癳clipse”這個詞來自于古希臘語，意為“廢棄”“沒落”和“黯淡”，古希臘人把日全食解釋成是太陽拋棄了地球。在漢語中，日食名字由來，與古人對日食現象解釋有關，認為發生日食時是太陽被某種動物吞掉。

日食是地球位于月影方向(日月延長線)上，當月球地球和太陽位于(或基本位于)同一條直線上時才會發生日食。日食分為日全食、日環食、日偏食和日全環食。

日食現象不僅有觀賞價值，還具有科研價值，主要是提供了研究太陽高層大氣的有利時機。可以使用古代日食等天象記錄研究地球自轉速度的變化，在歷史考古方面，日食也有相當大的作用。現代對于日食的觀測也是有非常重大的科學意義，如了解色球和日冕的精細結構和化學成分，探索日冤加熱機制等未解之謎等。

日食對地球的生物、天氣、短波通信等影響較大。研究發現，由于日食時月球遮住了太陽，使地球上的光線、溫度、磁場、引力場、微粒輻射等物理因素發生短暫的突變，會引起的心血管疾病患者癥狀加重；會影響利用電離層反射進行的短波通訊和通過電離層的測繪學、導航等。

定義

日食，又叫日蝕。是一種天文現象。在每個月中，當月亮運行到太陽和地球之間，也就是朔日，即月球與太陽呈現合的狀態時發生的時候，這時如果太陽、月亮、地球這三個天體正好位于或接近于同一直線上，在太陽光的照射下，月亮背向太陽一面是黑暗的，月亮的影子就會伸展到地球表面，被月影掃過的地帶和地區，便可以看到太陽圓面被月亮遮掩。太陽開始被黑影侵吞，缺口很快擴大，甚至整個日輪被吞掉，天空變暗，如同黑夜降臨，然后又逐漸顯露出來，這種天文現象稱為日食。

發現與命名

發現

早期研究

在古人的眼睛里，太陽是不可侵犯的神靈。日食現象致使太陽突然被一個“魔影”所吞噬，明朗的天空剎那間變成漆黑一團，這個非常的事件在古時候自然會引起人們的極大恐懼。古人誤以為日食預示著“兇兆”有的甚至認為這是魔鬼即將降臨世間的信號。所以，當日食出現后，人們都要采取“救日”行動。比如擊鼓呼號、朝天空射箭，以驅趕惡神其中美洲原住民向天空發射的是帶火焰的箭，意圖為點燃太陽。還有的地方用物或人進行祭祀，禱告上天赦罪。

在古代，中國和巴比倫等文明國家都有很多日食的記載及研究，逐漸了解到日食和月食的原因和發生規律，并且進行預報。中國日食觀測歷史源遠流長。在近4000年前的夏朝仲康時期就有了世界上最早的日食記錄。早在三千多年前，中國古代在殷墟出土的甲骨文中就有五次日食記錄。前735年，《詩經·小雅》的《十月》記載：“十月之交，朔月辛卯，日有食之?！薄?a href="/hebeideji/7235898062303363087.html">春秋》一書，就記載了自前720-前481年的37次日食。在古代，天文學家就知道日食有一定的出現規律，古代巴比倫人發現了日、月食發生的周期，稱為沙羅周期(Saros，是重復的意思)。中國古代也提出過類似的日月食規律，如漢代的《太初歷》記載的交食周期為135個朔望月(986.63天）。

在中國從漢朝開始，天象記錄日趨詳盡、精細。對日食的觀測，不但有發生日期的記載，而且開始注意到了食分、方位、虧起方向及初虧和復圓時刻等。

快速發展

隨著社會的進步，日食成為科學研究的對象。在17世紀和18世紀，日食觀測還只局限于天體力學的范疇，也就是說利用日面和月面接觸的時刻，來校正月球的星歷表。到19世紀中葉，由于光學、光譜學和照相技術的應用，日食研究開始進入天體物理的領域，并取得了輝煌的成績，例如在1868年8月18日的日全食觀測中，法國天文學家讓·桑拍攝了日餌的光譜，發現了一種新的元：氦。這個元素一直過了20多年之后，才由英國化學家拉姆寨在地球上找到。

科學史上有許多重大的天文學和物理學發現是利用日全食的機會做出的，而且只有通過這種機會才行。其中最著名的例子就是愛因斯坦的廣義相對論。1915年，愛因斯坦發表了在當時極為難懂，也極為難以置信的廣義相對論，該理論預言光線在巨大的引力場中會拐彎。人類能接觸到的最強的引力場就是太陽，可是太陽本身發出很強的光遠處的微弱星光在經過太陽附近時是不是拐彎了，根本看不出來。但如果發生日全食，擋住太陽光，就可以測量出來光線拐沒拐彎、拐了多大的彎。機會在1919年出現了，日全食帶是在遙遠的南大西洋上。英國天文學家亞瑟·埃丁頓帶著一支熱情和好奇心極強的觀測隊出發了。他們觀測的結果與愛因斯坦事先計算的結果十分吻合，相對論從此得到了世人的承認。

鼎盛時期

進入20世紀50年代以后，人類觀測日食的內容不斷擴充，手段也在不斷改善，從地面觀測發展到高空甚至地球大氣外觀測，并使用飛機、氣球、火箭、人造衛星等手段。1973年6月30日，在非洲發生了一次日全食，當時法國天文學家乘坐“協和”式噴氣飛機追趕月球影錐，竟然使得全食時間延長到74分鐘，這在日食觀測史上是一個空前的創舉。1975年7月15日美國“阿波羅飛船”和蘇聯“聯盟號飛船”宇宙飛船對接其后“阿波羅號”飛船模擬月球，擋住太陽的光芒，由“聯盟號”上的宇航員進行“日全食”的觀測。

命名

太陽是萬物之源，發生日食時古人認為是不吉祥的征兆。與日食有關聯的厄運的含義就包含在它的詞源中?！癳clipse”這個詞來自于古希臘語，意為“廢棄”“沒落”和“黯淡”，古希臘人把日全食解釋成是太陽拋棄了地球。在漢語中，日食名字由來，與古人對日食現象解釋有關。在各種解釋日食成因的神話中，最為常見的就是發生日食時是太陽被某種動物吞掉。印度人和土耳其人認為日全食期間有條蛇在吞噬太陽，古埃及的太陽教徒相信，存在著一只食日的蟒蛇。在中國，流傳著天狗食日的傳說，在日發生時，人們會敲鑼打鼓，制造巨大的聲響，來驅趕天狗。印度神話中，也有把日食現象歸咎于一個叫做“羅喉”的惡神。古人對這類天體現象的命名即表明了他們的解釋，“食”即表明了吞食，“以為日食的發生是太陽被某種神物吞食下去?！?/p>

性質與特征

性質

形成原因

從太陽和月亮的視直徑上分析，從地球上看太陽和月球，它們的視直徑差不多，都是32角分左右。由于地球繞日運行和月球繞地運行的軌道都是橢圓，因此三者之間相對距離會有些變化，導致太陽和月球的視直徑也會發生相應變化。太陽視直徑范圍為31分28秒到33分32秒，月球視直徑范圍是29分56秒至33分28秒。因此可能出現月球視直徑大于等于或小于太陽視直徑的三種情況，分別發生日全食、全環食和環食三種情況。

同一次日食，在地球上不同區域，看到的日食種類也不相同。日食時實際月影只掃過地球表面局部地帶叫日食帶。地球上處在月球半影區的人只看到日偏食；處在月球本影區的人才可以看到日全食；若日食時僅偽本影(及半影)掃過地球，處于偽半影區的人可看到日環食。

形成條件

時間條件

日食發生于朔，月食發生于望。在一個朔望月中，只有日月合朔時，地球才有可能位于月影方向上，從而發生日食；只有日月相望時，月球才有可能位于地球本影方向上從而發生月食。但并非所有的朔、望都有食的發生，因此發生日月食還需要下一個條件。

交點條件

如果月亮繞地球公轉所在的平面(白道)與地球繞太陽公轉所在的平面(黃道)是重合的，太陽、地球、月亮也一定在一條直線上，月亮把太陽光遮住，即發生日食。由于黃白交角的存在，黃道和白道并不重合而是有一個5°9"的夾角，日月相沖時，太陽地球和月球不一定在同一平面上，月球不一定能從地球的本影中通過。只有當日月同位于黃白交點或其附近時，這時的朔會出現日食，這時的望也才會發生月全食。

時長

日全食只在月球位于近地點時發生，此時月球的本影錐長度較月地之間距離長，本影錐才能掃到地球表面。日全食的食甚時長由以下幾項條件所決定（依重要性排列）：

依據以上條件所推算出的最長日全食將發生在2186年7月16日，食甚時長為7分29秒，在圭亞那合作共和國北部可見。

發生過程

因為月球自西向東視運動比太陽快，日食總是先從太陽西邊緣開始向東增大被食部分。由于月影在地球處自西向東掃過的速度(約1km/s)比地球表面自轉速度(赤道上也不到0.5km/s)快，月影在地面上大致從西向東移動，因而地面日食帶不同地點看到日食發生的時間就不同，西部比東部先見到日食。于月球影錐在地面的截面較小，全食帶的寬度僅二三百千米，日全食持續的時間很短，最長為7分鐘，而短的僅20秒。

日食過程全部結束日食程度也以食分表示，定義為食甚時日輪被遮部分與太陽直徑之比。日全食的食分略大于1，而日偏食的食分小于1。

特征

日全食景象

日全食的景觀非常壯觀。從初虧起，日輪逐漸變為彎月狀，天色變暗，仿佛夜晚來臨，飛鳥歸巢。從食既始，黑暗突然降臨，月球遮住的日輪周圍顯現出淡紅色光圈一這是太陽大氣色球層，常有幾處火舌狀的日耳，再仔細看，日輪外呈現銀灰色的光輝-這是太陽的外層大氣一-日冕。臨近生光，日輪邊緣突然顯現像珠寶般耀眼的“貝利(因他最先描述)珠”，這是明亮的日輪光輝從月輪邊緣的山口穿出的緣故，令人驚呼。很多人遠道奔赴日全食地方，以目睹罕見的日全食景觀為快。

日全食時刻，大白天突然變為“黑夜”，會出現幾個很奇怪的景象。

1.鉆石環和貝利珠，在全食即將開始或結束時，太陽圓面與月球圓面內切時的瞬間，會出現一個或一串發光的亮點，像珍珠，這是由于月球表面有高低不平的山峰，陽光從缺口中透出而形成。

2.色球和日珥的展現，在全食開始前和結束后的2~3秒期間在兩圓相切處的外側，可以看到很窄的粉紅色月牙閃光，這就是來自色球的輻射，其中還可能有跳動著的火柱般的日珥。有些日全食，月亮的影子僅比光球稍許大一些，在食甚時刻，在“黑太陽”的周圍，鑲著一個紅色光環形狀的色球層。

3.銀白色日冕的出現，在全食的幾分鐘內，日冕出場像一頂滑雪帽把太陽包裹起來。每次日食的日冕形態和尺度都不相同。太陽活動極小年時的日冕很小，而太陽活動極大年的日冕可以延展到好幾個太陽半徑。

4.白天觀測星星。

5.動物的反應，日全食發生時鳥類最為“膽小”，反應比較明顯。曾看見日全食時海鷗群起歸巢的壯觀場面。

日環食景象

日環食發生時，月球只遮住了太陽的大部分中心部位，露出一圈環狀的太陽邊緣，好似一枚亮閃閃的“金指環”。

發生規律

日食是因地球和月球相對于太陽的會合運動而發生的交食現象。地球和月球的運動都是有規律可循的，因而日食的發生時間和情況是可以推算和預報的。推算日食是很復雜的，這里僅簡介一些結果。對全地球而言，一年內最多發生7次交食，最少發生兩次日食。例如，1935年發生5次日食，1919年和1982年都發生4次日食，1980年只發生2次日食。發生7次交食的年份很少，一般是一年發生日食2次。由于日食帶范圍不大，僅在月影掃過地球的局部地區可看到日食。就久居某一地方的人而言，甚至一生中看不到日全食。

分類

人類從長期的觀測研究中，把日食的現象歸納為三種類型，日全食、日環食和日偏食。從月球遮擋太陽陽光角度分析，月球在繞地球運行過程中遮擋太陽，在地球上造成的陰影，有三種情況，即本影、半影和偽本影。到底發生哪種日食，與地球所處的相對位置或運行軌道有關。

1.日全食，當本影能夠到達地球表面上部分區域，整個太陽圓面被月球遮住。

2.日偏食，如果僅是半影到達地面，日偏食時僅部分太陽圓面被月球遮住。

3.日環食，只有偽本影能夠到達地面的某個區域，日環食時僅太陽圓面中間被月球遮住，而外緣仍顯露。

觀測與探測

業余觀測

必須使用減光裝置。因為太陽太明亮了，所以無論是目視觀測，還是用儀器設備觀測，為了保護眼睛和設備，都需要有減光裝置。只有在全食的短暫時向里，不需要減光裝置。

日全食是觀察研究太陽外層大氣的大好時機，全食時，可以看到太陽外圍薄薄一層玫現色的色球、皎潔悅目的淡藍色的目冕。以及色球上噴發出的日耳。

目視觀測

在觀察日食時必須注意，觀測日食時不能直視太陽，否則會造成短暫性失明，嚴重時甚至會造成永久性失明，必須通過某種減光裝置將太陽光大大減弱后再進行觀測。

專門的天文器材商店會出售一種太陽濾光眼鏡，用它就可以將太陽的強光絕大部分過濾掉，這時就能看到太陽圓圓的輪廓，以及被月亮遮擋的缺口。可以找一些替代品，比如3.5英寸軟盤的盤芯就是減光效果很好的塑料片，多找幾片疊在一起就能達到專用太陽濾光片的效果。另外電焊工人戴的護目頭盔，那上面玻璃的減光效果也非常好。普通玻璃用煙熏到足夠黑，也能用來觀測太陽。

水里可以看到太陽的倒影，往水里倒入一些黑墨汁，待其擴散均勻，水中太陽的亮度就會大大降低，黑色能有效吸收掉大量的太陽光，再反射到眼中的陽光就非常弱。也可以用來觀測日食。

日全食階段的觀測辦法

以上觀測方法，適用非全食階段。到了日全食的時，由于日面被月亮完全擋住，日輪邊緣的色球層和日冕層的光線相對于光球層來說要暗得多，此時觀測就不需要用濾光裝置，不管是裸眼直接觀測還是通過望遠鏡目視觀測，都可以把濾光片摘掉。全食階段最好不用望遠鏡而用裸眼直接觀測，這樣才能最大限度欣賞日全食時的景象。

相機照相觀測法

日食照相和攝像的基本方法，只需要把普通天文攝影和攝像的基本方法，和前文所述的目視觀測太陽的基本方法結合起來就可以。天文攝影最簡單的方法是用相機直接拍攝，對于太陽而言，許多照相機的長焦端都足可以拍到較大的像了，在非全食階段，只需要將濾光片罩在相機鏡頭前就可以拍攝。如果用墨水盆法或者望遠鏡投影法觀測日食，直接把看到的拍下來即可。至于全食階段，直接用相機對著太陽拍就行了。用相機直接拍攝還可以實現許多創意攝影。最經典的是拍攝日全食的糖葫蘆串像。

攝像觀測法

和照相機類似，直接用攝像機加濾光片拍攝日食過程就是非常好的觀測手段。一般而言，攝像機的長焦端比普通相機的長焦端還要長，因此能拍攝到更大的太陽像，足以滿足一般觀測需要。只需要在鏡頭前罩上濾光片，找到太陽，將光學變集的倍數放到最大，然后開始拍攝，攝像機一般都能比較正確地自動對焦和設置曝光參數。實在不行，就改為手動變速器(如果有的話)來手動設置曝光參數，并手動對焦到無窮遠。

科學觀測

在過去，觀測日食常用光學的方法，就是用望遠來攝影，用分光儀來拍攝光，用光電光度儀器測量等等。觀測月全食時，必須注意地影和月面相接觸的四個點的時刻。四個接觸點（切點）的時刻要力求下（通常應用時儀記錄)，以供研究之用。天文學家會在在日食的短暫時間里，使用各種各樣的天文望遠鏡和射電望遠鏡觀測日食，對它進行拍照和記錄，分析它的光譜和射電強度變化曲線。

望遠鏡目視觀測

用天文望遠鏡進行目視觀測，有兩種辦法。一種和上面的直接目視觀測類似，在望遠鏡前端加上專用的太陽濾光膜，將絕大部分的陽光濾掉后，就能在天文望遠鏡目鏡上用肉眼直接觀測放大許多倍之后的日食。二是投影法進行觀測，如果實在沒有濾光片，可以使用投影法進行觀測，首先，將望遠鏡大概對準太陽方向，然后將一只手掌攤開放在目鏡后面，離開目鏡一個較短的距離，然后慢慢憑感覺尋找太陽的位置，找到太陽時，太陽的強光會通過目鏡在你攤開的手掌上形成一個亮斑。這時鎖定望遠鏡，調整望遠鏡的焦距，會發現在某個位置上手上的亮斑會變得非常清晰，這就是太陽的像，可以把手拿開在那里放上一張白紙，開始觀測日食。

望遠鏡拍攝觀測法

通過望遠鏡進行天文攝影的基本方法有兩種，直接焦點法(簡稱直焦法)和放大攝影法(簡稱放大法)。由于太陽很亮，此感光度一般設置到最低就可以，快門速度則可以通過實拍一回放找出最合適的數值。如果有條件，最好使用快門線或者通控器進行拍攝，因為手按快門可能會引起震動造成畫面模糊。

科學探測

在2017年8月21日，美國西海岸的俄勒岡州先迎來日全食，美國東部時間13時16分（北京時間22日1時16分），太陽被月亮完全“吞沒”，持續約兩分鐘，天空明顯變暗。在接下來的約90分鐘里，日全食依次掠過愛達荷等十多個州，最終在東海岸的南卡羅來納州離開美國大陸。從地圖看，一條約110公里寬的日全食帶把美國大陸斜分為兩半。美國航空航天局這次共資助了11個項目，借機研究太陽及其對地球上層大氣的影響。其中一個項目是，兩架WB-57F高空觀測飛機從休斯敦起飛，飛到約15千米的高空，以每秒30次的速度拍照。美國航天局說，乘飛機高空觀測日全食時間更長，且大氣干擾少，成像質量高，有望拍到迄今最清晰的日冕圖片。這兩架飛機還要趁著日食天色較暗期間以紅外波段觀測水星，首次嘗試對水星表面各處溫度變化進行成像。美國航天局還發起了日食氣球項目。包括高中生和大學生在內的55個團隊沿著日食帶在全美50個地點放飛高空氣球，氣球飛到約30千米的高空，拍攝日食圖像與視頻，并傳回地面供在線實時觀看。

重大事件

1.研究日食對中國大氣邊界層熱力狀態的影響

地球的能量主要來源于太陽，太陽的輻射變化對地球大氣邊界層有著潛在的影響。日食過程中太陽被遮擋，減少了到達地球的熱輻射能量，大氣熱力狀態被改變，為研究大氣層熱力狀態的變化提供了一個好的機會。

2020年，全球范圍內可以觀測到的日食有兩次，分別是6月21日的日環食（在中國境內出現，除日環食帶以外中國其他地區都可見到日偏食）和12月15日凌晨的日全食。為了研究日食對邊界層大氣熱力狀態的影響，分析了西安市、遵義市、南寧市和宜賓4個不同地區的微波輻射計實時連續觀測的大氣溫濕度廓線數據，研究日食期間不同日面遮擋程度對不同邊界層高度上大氣熱力狀態的變化及其受天氣條件的影響。

研究結果表明，日食期間，由于太陽被月球遮擋，到達地面的太陽輻射減少，邊界層大氣溫濕度發生了明顯的變化響應；太陽被月球遮擋的越多，邊界層溫濕度變化更加明顯。溫度隨太陽被遮擋面積變大而減小，濕度表現出相反的現象，水汽密度在日食的整個過程中受到日食的影響較弱；日食過程中，邊界層溫濕度變化相比于日食發生要滯后約15-20分鐘左右；日食期間地面溫濕度的變化還受到云層的影響，云對太陽輻射的衰減也是一個重要影響。

2.檢驗了廣義相對論所提出的引力透鏡效應

廣義相對論該理論提出引力能彎曲光線，觀察時即表現為某天體附近的星星視位置發生變化。而一般的天體造成的彎曲太小，地球上難以觀察到，只有太陽的引力能引起足夠大的彎曲。而平時太陽的強光將其附近的星光完全湮沒，因此日全食成了觀察這一效應的最佳機會。

1919年5月29日日食是一次日全食，此次日全食發生時，太陽周圍恰巧是明亮的畢宿星團，亮星是數年內最多的，觀測條件較好，全食那一刻的黑色太陽會恰好位于畢星團的中心。

亞瑟·埃丁頓在非洲海岸線上的幾內亞灣的普林西比島，發生日食時兩支觀測隊分別拍攝了太陽附近的星光照片，發現星光受太陽引力發生彎曲，證實了廣義相對論所提出的引力透鏡效應。這次觀測的結果是，“在太陽附近確實發生了光線的偏折，偏折大小正是阿爾伯特·愛因斯坦廣義相對論所需要的大小。”

學術研究

假設與猜想

1.通過觀察日全食，可以研究太陽光球的“臨邊昏暗”規律。理論和實踐均證明，一個從里向外溫度逐漸降低的高溫氣體球，必定出現“臨邊昏暗”現象。也就是說，它的視圓面中心最亮，越向邊緣就越暗。太陽的臨邊昏暗現象早就被發現了，日輪中心最明亮，越是臨近邊緣就越昏暗掌握了臨邊昏暗規律，就能反過來推算太陽光球內的物理狀況(溫度、壓力、電子密度等)。日全食時，月亮把太陽從中心到邊緣的各個部分依次擋去，就為研究臨邊昏暗現象提供了方便。日環食雖不及日全食，但也還是研究臨邊昏暗的有利條件。

2.研究“引力會使光線偏折”。愛因斯坦在20世紀初根據他提出的廣義相對論《關于引力問題的一種物理理論)，預告由于太陽引力的作用，星光從太陽旁邊經過時，就會發生偏折，偏折的方向是向太陽靠攏，星光方向改變的大小是1角秒。平時由于陽光燦爛，看不到太陽近旁的星，所以無法測量星光究竟是不是偏折了。日全食時，天空昏暗和太陽方向靠得很近的那些星星顯現出來，就有可能測量了。進入20世紀以來，曾經利用許多次日全食進行了測量。由于這種測量困難很大，極難測準，所以各次測量的結果往往不太一樣，有時甚至差得很多。但是，基本上都肯定了星光經過太陽近旁時，確實會朝著太陽偏折，而且偏折的數值比原來測定的還要大(約為2角秒多些)。這個問題很復雜，還有待于今后做更多的研究。

交叉學科研究

日食對生物影響

1987年9月23日，中國發生過一次罕見的日環食天象，據當時記者在現場觀察到，當日食來臨時，天空隨之轉暗，仿佛黃昏來臨，10分鐘內氣溫迅速下降8C，天空中的鳥兒急速地飛人林中的草叢，地面上的公雞啼鳴，母雞領著雞雛迅速歸窩，蚊子也頓時活躍起來。據世界外研究者觀察發現，在日全食時，螞蚊會靜止不動；蜜蜂屬在日食前半小時就開始返蜂房，不再外出，直到日食過后1小時才大量飛出，大頭金蠅在日食環境中可發生形態變形；白天活動的鳥綱，日食時活動減少，而夜間活動的鳥類卻開始活躍；信鴿在日食時會失去定向能力。

自然環境的變化，必然會對人體產生相應的影響。日食環境對人體的影響與日食食分大小有關，日全食時影響最大。1980年2月16日，日全食，上海市中醫學院科研小組的同志前往全食地昆明市，和當地醫務人員一起，對55例心血管疾病患者進行了綜合檢查，結果表明70%以上的病人原有的主要癥狀加重，直到日食后兩三天，病人的血壓、脈搏、交感神經興奮性才逐漸恢復到日食前的水平。這種影響主要是由于日食時月球遮住了太陽，使地球上的光線、溫度、磁場、引力場、微粒輻射等物理因素發生短暫的突變所引起的。

日食對短波通訊及導航影響

日食，尤其是日全食會影響短波通訊。由于太陽輻射，使得地球上空100千米到數千千米的大氣層中產生了帶電粒子，這些包含了帶電粒子的地球大氣層被稱為電離層。電離層是由于太陽輻射電離了大氣的中性粒子，使得高層大氣中出現了大量的自由電子和離子。一次日全食過程，由于太陽輻射的突然消失，高層大氣中電子和離子突然失去了源頭，電離層不同高度的電子和離子就會出現不同程度的減小。在低電離層高度上，由于太陽輻射是電離層電子的最主要來源，日食期間太陽輻射的減小，會造成低電離層電子濃度的快速減小，其響應時間和日食時間對應較好；在稍高的電離層高度上，產生電子的來源主要是電離層中本身的輸運和擴散等過程，日食的效果不如低電離層明顯且響應時間滯后日食時間。

由于調頻(FM)廣播電臺、手機、對講機、無線上網等都使用超短波，因此日全食對這些廣播通信業務不會產生影響。但對于利用電離層反射進行的短波通訊和通過電離層的測繪學、導航等用戶來說，需要關注日食期間電離層變化導致的影響。專家們建議在日食發生前1小時至日食后3小時內，航空、航天、測繪、勘探等部門避免進行高精度作業，日食帶所覆蓋的城市注意調整其短波通訊頻率，避免進行野外探險或考察活動。

日食對天氣的影響

日食對人們生活的影響是多方面的，其中大家能夠明顯感受到的，除了短波通訊受到影響以外，最明顯的就是它對天氣的影響。日食發生時，地面天氣在相應發生著異常甚至劇烈的變化。日食氣象變化也最顯著，具體表現為以下幾點特征，日食發生的時候，氣溫會逆降急劇；地面溫度的變化比氣溫更大；日食溫度變化入地深度達到10厘米或更深；空氣相對濕度明顯逆升；日食使中午變成黃昏月夜。

日食與考古

古代對日食的記載對歷史學家來說有重要的意義，因為通過日食的發生日期，可以準確地確定歷史事件的發生年日。例如，亞述人所記載發生于公元前763年6月15日的一場日食，對古代近東歷史的準確定年起到了重要作用。在夏商周斷代工程中，通過日食記錄“天再旦”確定了姬囏元年為公元前899年；根據“歲鼎克昏”確定武王克商年為公元前1046年；通過5次月食確定了商王武丁在位年代為公元前1250-前1192年。這些研究成果有力地支撐了工程，將中國的歷史紀年向前推進800余年。

應用與價值

應用

古代日食記錄最突出的應用是研究地球自轉速度的變化。研究表明，地球自轉一周的時間比4000年前長了0.07秒，這是由于日月潮汐產生的摩擦力等造成的。

日食記錄在歷史考古方面也有相當大的作用。在中國歷史中，西周共和元年(前841年)以前的歷史紀年是不可靠的。為了確定這之前的年代，除了通過考古學的證據之外，最有效的辦法是對古籍中記載的可靠天象進行推算，找出具體的年份、年號、帝王即位順序與在位時間，推算出確切的年代。

價值

對于日食的觀測也是有非常重大的科學意義的，尤其是對日全食的觀測。

1.日全食時，平時難得一見的太陽色球層和日冕層直接展現出來，給天文學家提供了很好的研究機會。通過對它們的研究可以獲得許多有關太陽的資料，了解太陽大氣的組成、溫度、結構以及太陽的活動等情況。在1605年，約翰尼斯·開普勒就發現日全食時在太陽周圍會出現淡淡的光芒。后來光譜觀測技術的興起，通過某種方法拍攝天體的光譜，再分析光譜中的譜線，可以知道光源的化學組成。通過多次日食的觀測，終于證明日冕是太陽大氣的真實組成部分。當時人們還發現日冕光譜中有許多無法證認的譜線，一開始以為是一種地球上沒有的新元素并將其命名為“氦”，后來發現原來那只不過是已知元素的原子在高溫稀薄的特殊狀態下發出的譜線。

2.日食可以為研究太陽和地球的關系提供良好的機會。太陽和地球有著極為密切的關系。當太陽上產生強烈的活動時，它所發出的遠紫外線、X射線、微粒輻射等都會增強，能使地球的磁場、電離層發生擾動，并產生一系列的地球物理效應，如磁暴、極光擾動、短波通訊中斷等。

3.在日全食時，由于月亮逐漸跡掩日面上的各種輻射源，從而引起各種地球物理現象發生變化，因此在日全食時進行各種有關的地球物理效應的觀測和研究具有一定的實際意義，并且已成為日全食觀察研究中的重要內容之一。

4.觀測和研究日全食，還有助于研究有關天文、物理方面的許多課題利用日全食的機會，可以尋找近日星和水星軌道以內的行星，可以測定星光從太陽附近通過時的彎曲，從而檢驗廣義相對論，研究引力的性質；可以研究黃道附近的行星際塵埃的性質；可以研究地球大氣的光學、結構、化學性質；可以研究生物鐘對生物的影響等。

大眾話題

與日食相關話題

1.騷亂與日食

據史料記載，公元前763年，在太陽被月球完全遮住的5分鐘時間內，伊拉克的阿舒爾市發生了叛亂。這個記載表明古代人們在思想上把兩者聯系在一起了。

2.中國的日食

公元前1302年中國發生了一次持續了6分25秒的日全食。當時太陽是皇帝的象征，日食被視為對皇帝的警告。所以日食之后，皇帝不僅要吃素食，而且還要舉行儀式來“營救”太陽。

3.烏加里特的日食

公元前1375年5月3日在敘利亞烏加里特出現日食，這是人類最早記載的日食之一。當時天空變暗了2分7秒，歷史學家將這次日全食稱為太陽”蒙差”。

4.穆罕默德誕生的日食

《伊斯蘭教圣經》敘述了在穩罕默德出生之前發生了日食，天文學家認為這是指公元569年持續3分17秒的日全食。在穆罕默德的兒子易卜拉欣·埃德恒帕夏死后太陽也消失了1分40秒。但是穆罕默德和穆斯林人并不認為日食與人的死亡或出生有關。

5.阿爾伯特·愛因斯坦與日全食

在1919年的日食中太陽消失了6分51秒，科學家測量了恒星經過太陽附近時光線的彎曲程度，證實了愛因斯坦的廣艾相對論，愛因斯坦的理論將引力描述為時空的扭曲。

與日食相關故事

1.泰勒斯巧用天象化解戰爭

日食還會對戰爭的勝負起到決定性的作用。在歷史上，日食決定戰爭勝負或阻止戰爭的事例不止一次發生過。公元前6世紀，在愛琴海東岸，即安納托利亞高原上，居住著米迪斯和呂底亞兩大部落。兩部落本的戰爭進行了5年，戰爭拖得愈久，雙方積怨愈深，老百姓遭受的苦難也愈重。古希臘天文學家泰勒斯痛恨這場無謂的戰爭，利用一次日全食來消了除戰禍。他預先推算出公元前585年5月28日，當地將發生日全食。于是他公開宣布：“上天對這場戰爭十分厭惡，將吞食太陽向大家示警。如若雙方再不肯休戰，到時將大難臨頭。”5月28日，正當交戰雙方打得難分難解的時候，忽然間日全食發生。雙方的僧侶經過一番商討以后，都相信泰勒斯事前警告的話，是上天不滿他們的戰爭而發出的警告，于是雙方一致同意握手言和。

2.中康怒斬天文官

在中國歷史上，同樣的日食曾對兩個天文官產生了不同的影響。一個天文官被處死了，另一個卻流芳千古，受到世人的敬仰。

夏朝仲康時代，一天中午時分，人們突然發現，原本高懸在天射的太陽光線在一點點減弱。人們大喊起來：“天狗吃太陽了?！泵鎸ν蝗缙鋪淼摹皟措U”天象，百姓們個個驚恐萬狀，急忙聚集起來敲盆打鑼一一按過去的經驗，這樣就可以把“天狗”嚇走。

那時，朝廷已經形成一套“救日”儀式，在“救日”儀式上，唯獨不見天文官羲和，原來他前夜喝醉了酒。仲康大怒，斬殺了羲和。

3.李淳風與《麟德歷》

中國唐代初年，國家行用《戊寅元歷》，25歲的李淳風對這部歷法做了仔細研究，發現它存在缺陷，于是上書朝廷，指出《戊寅元歷》的多處失誤提出修改方案。李世民很開明，采納了他的建議，并選派他入太史局任職。麟德二年《公元665年)，李淳風按自已的歷法計算某月初一將出現日食，而按照舊歷書，這天是沒有日食的。他把自己算出的日食發生、結束的精確時刻上報到朝廷。結果在預測時間內真發生了日食，朝廷決定改用李淳風的歷法，并將其命名為《麟德歷》。

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