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只有当地球、月球和太阳几乎在一条直线上时,才可能发生食,在太阳照射下的阴影在会投射在被食的天体上。因为月球轨道平面(白道)相对于地球的轨道平面(黄道)是倾斜的,食只能在这两个平面交会的交点附近发生。太阳和地球每年有两次与交线排列成一直线,因此围绕著这个时间点,每年有两个月的时间可以发生食,而在一个历年中可以发生4次至7次的食。根据各式各样食的重复出现,就可以订出不同的周期,沙罗周期就是其中的一种周期。
日食
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2017年8月日全食期间,从国际太空站所拍摄到地球上的本影。
太阳被月球食的现象称为日食。日食的记录从古老的时期就被保留了,在叙利亚出土的泥板块就曾记录了西元前1375年的一次日食[5];而保罗·格里芬则认为爱尔兰的一块石板上记录了西元前3340年11月30日的一次日食[6];中国历史上记录的日食超过了4000年以上,并且被用来测量地球自转速度的变化速率[7]。日食时间的记录也可以用来编排历史纪录年代的先后次序。
日食的种类取决于在事件发生时地球与月球之间的距离。在月球的本影投射到的地球表面上会出现日全食,当本影不能投射到地球上时,月球不能将太阳完全遮掉,而会在边缘出现一圈光环,这就是日环食;偏食则是在半影区内看见的现象[8]。
日全食只能在一条狭窄的轨迹上被观察到,相对来说是短暂与简短的事件。即使在最佳的环境下,日全食持续的时间只有7 分40 秒的时间,并且能看见的轨迹也只有250公里的宽度。但能看见偏食或全食的区域就大了许多,因为月球的本影以1,700 公里/小时向东移动,直到不再投影到地球表面为止。
在日食的过程中,有时月球能够完美的遮蔽掉整个的太阳,这是因为从地球上看月球的视直径与太阳的视直径非常接近。其实,日食是一个错误的名称,这种现象的正确名称应该是太阳被月球遮蔽的掩日,或是地球被月球食的地食。
月食
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1996年4月4日月食从食既(最左)至复圆(最右)的各阶段中,地球所见月球的变化
当月亮穿越地球的阴影时就会发生月食。因为这发生在月球远离太阳的地球外侧,所以只会出现在满月的时候。不同于日食的是,月食发生时几乎半个地球都能看见,因此对任何的一个的地点来说,月食比日食更为常见。月食持续的时间也比较长,完整的过程会经历数个小时,即使是全食的阶段也可以持续大约30分钟,甚至长达一小时以上[9]。
月食有三种类型:当月球只经过地球的半影区域时,称为半影食;月球有一部份经过地球的本影时,称为月偏食;若月球整个都进入本影区域内,就称为月全食。月全食会经历所有的三个阶段,然而即使在全食的阶段,月球的表面也不会完全的黯淡无光。通过地球大气层的阳光会被折射进入地球的本影并且提供月球微弱的照明。和日落的情况一样,大气层会倾向于散射短波的光,因此被折射来照亮月球的光是长波的红光[10]。
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