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《夜航船》解析—卷一·天文部·日月(四)—日月薄蚀

《天官书》①曰:日月薄蚀②,日月之交。月行黄道③,而日为掩,则日食④,是曰阴胜阳,其变重。月行在望⑤,与日冲⑥,月入于暗之内,则月食⑦,是曰阳胜阴,其变轻。圣人扶阳而尊君曰:“日,君道也。”于其食,谨书而备戒之,日食为失德,月食为失刑。

①《天官书》:

《天官书》是西汉史学家司马迁所创作,收录于《史记》中。古人们为了认识星象、研究天体,很早便人为地把星空分成若干区域,中国称之为星官,西方唤之为星座。中国古代把天空分为三垣二十八宿,最早的完整文字记录见诸于《史记·天官书》中。

《史记·天官书》把全天分成'五宫':'中宫'是指北极周围的天区,象征以天帝为代表的中央朝廷;而东、南、西、北四宫,是以二分二至所在星官为中心建立起来,与四季相对应,象征天帝巡行天下的四季行宫。

②薄蚀:薄蚀,意思是指薄食。薄,是指没有光。蚀,是指亏缺的意思。

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日月薄蚀

《吕氏春秋·明理》:'其月有薄蚀。'高诱注:'薄,迫也。日月激会相掩,名为薄蚀。'

《史记·天官书论》:'逆行所守,及他星逆行,日月薄蚀,皆以为占。'

《搜神记·山移》:“若四时失运,寒暑乖违,则五纬盈缩,星辰错行,日月薄蚀,彗孛流飞,此天地之危诊也。”

清·龚自珍《壬癸之际胎观第四》:'大薄蚀,大崩竭,起於胶固。

东汉·王充的《论衡 治期篇》曰:“在天之变,日月薄蚀。四十二月日一食。五(十)六月月亦一食。食有常数,不在政治。百变千灾,皆同一状,未必人君政教所致。”

③黄道:天文学术语,是从地球上来看太阳一年'走'过的路线,是由于地球绕太阳公转而产生的。古人将太阳周年视运行线路(即地球公转轨道在天球上的反映)称为黄道。 它是天球假设的一个大圆圈,即地球轨道在天球上的投影。它和赤道面相交于春分点和秋分点。

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黄道

因为地球自转轴与公转平面不垂直,所以天赤道平面与黄道平面不重合,两个平面有23°26'21的夹角角度(公元2000年测值)。两个平面的交角点就连牢春分搭秋分。地球望过去,北半球,太阳由南变朝北运动,就叫冬至。从该个场化朝东数一圈,0°到360°,就是黄道经线(写做λ),角度叫黄经几化度。黄道纬线就是南北正负各90°。月亮绕地球运行的轨道(即'白道')及各行星绕太阳的轨道都十分接近黄道。

④日食:

日食,又叫做日蚀,是月球运动到太阳和地球中间,如果三者正好处在一条直线时,月球就会挡住太阳射向地球的光,月球身后的黑影正好落到地球上,这时发生日食现象。

在民间传说中,称此现象为天狗食日。日食只在朔(农历初一),即月球与太阳呈现合的状态时发生。日食分为日偏食、日全食、日环食、全环食。观测日食时不能直视太阳,否则会造成短暂性失明,严重时甚至会造成永久性失明。

日全食:

太阳比月球宽400倍,但离地球也是400倍远。由于对称的缘故,月球的暗影,也就是落在地球表面的阴影,宽度正好可以遮住整个太阳。太阳光球完全被月亮遮住,原本明亮的太阳圆盘被黑色的月球阴影遮盖。然而,也只有在日全食发生时才可能用肉眼观测到模糊的日冕(日冕层)。

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日全食

日全食只在月球位于近地点时发生,此时月球的本影锥长度较月地之间距离长,本影锥才能扫到地球表面。由于太阳的实际体积比月球大很多,所以日全食通常只能在地球上一块非常小的区域见到,因为月亮的本影对太阳来说只是一个小点。(在全食区之外,所见的食相是偏食)。上一次日全食发生于2015年3月20日。

在阳光照射下,月亮和地球在背向太阳的方向拖着一条影子。月亮扫过地面,产生了日食。日食必发生在朔日,即农历的初一。月亮钻进地影,造成了月食。

日偏食:

中国史书上称'日有食之,不尽如勾',造成日偏食的原因是因为观测者落在月球的半影区中,观测者会看见一部分的太阳被月球的阴影遮盖,但另一部分仍继续发光。太阳和月球只有部分重合,依据两者中心的视距离远近(太阳被月球遮盖的最大直径)来衡量食的大小。

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日偏食

通常日偏食是伴随着其他食相发生,如日全食或日环食或日全环食。但发生在极区的某些日食会是单纯的日偏食(不伴随其他食相),这是因为月球与黄道面的距离稍远,只有半影碰到地球表面,上一次不伴随其他食相的日偏食发生于2014年10月23日。

日环食:

当月球处于远地点时,月球的本影锥不能到达地球;到达地球的是由本影锥延长出的伪本影锥。此时月球的视直径略小于太阳。因此,这时太阳边缘的光球仍可见,形成一环绕在月球阴影周围的亮环。(在环食区之外,所见的食相是偏食)。上一次日环食发生于2013年5月10日。

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全环食:

全环食只发生在地球表面与月球本影尖端非常接近,或月球与地球表面的距离和月本影的长度很接近的情形下。由于地球为球体之关系,而本影影锥接触地球时为日全食(常为在食带中间),在食带两端由于影锥未能接触地球,致只能有伪本影到达地球之下,所看到的是日环食。

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全环食

所以,当全环食发生时,随着地月之间的相对运动,会先后出现环食→全食→环食,当然,对于某一个具体的地点来说,在一次日食过程中是不会同时看到全食和环食的。全环食发生机率甚少,上一次全环食发生于2013年11月3日。

日食过程:日全食发生时,根据月球圆面同太阳圆面的位置关系,可分成五种食象:

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日食过程

1.初亏。月球比太阳的视运动走得快。日食时月球追上太阳。月球东边缘刚刚同太阳西边缘相'接触'时叫做初亏,是第一次'外切',是日食的开始。

2.食既。初亏后大约一小时,月球的东边缘和太阳的东边缘相'内切'的时刻叫做食既,是日全食(或日环食)的开始,对日全食来说这时月球把整个太阳都遮住了,对日环食来说这时太阳开始形成一个环;日食过程中,月亮阴影与太阳圆面第一次内切时二者之间的位置关系,也指发生这种位置关系的时刻。

食既发生在初亏之后。从初亏开始,月亮继续往东运行,太阳圆面被月亮遮掩的部分逐渐增大,阳光的强度与热度显著下降。当月面的东边缘与日面的东边缘相内切时,称为食既。天空方向与地图东西方向相反。

3.食甚。是太阳被食最深的时刻,月球中心移到同太阳中心距离最近;日偏食过程中,太阳被月亮遮盖最多时,两者之间的位置关系;日全食与日环食过程中,太阳被月亮全部遮盖而两个中心距离最近时,两者之间的位置关系。也指发生上述位置关系的时刻。

4.生光。月球西边缘和太阳西边缘相'内切'的时刻叫生光,是日全食的结束;从食既到生光一般只有二三分钟,最长不超过七分半钟。对于日食,食甚后,月亮相对日面继续往东移动。

5.复圆。生光后大约一小时,月球西边缘和太阳东边缘相'接触'时叫做复圆,从这时起月球完全'脱离'太阳,日食结束。

日全食与日环食都有上述5个过程,而日偏食只有初亏、食甚、复圆3个过程,没有食既、生光。

《辞海》另解:日食的过程中,月亮阴影和太阳圆面第二次外切时的位置关系,也指发生这种位置关系的时刻。复圆是日食过程的结束。

⑤月行在望:

当月球运动到地球阴影中的时候,地球在背着太阳方面的这条阴影就使得月面变暗,因而发生月食现象,而从月球进入地球阴影发生月食的位置来看,正好是日、地和月处于一条直线上时,而这一情况,只能是逢望的满月时候,所以,月食都发生在逢望的日子里。

⑥与日冲:

天文学上,太阳系中,除水星和金星外,其余的某一个行星进行到与地球、太阳成一条直线而地球正处在这个行星与太阳之间的位置时称“冲”。

一个天体与另一个天体在天空中的相反方向或距角等于180度的一种行星动态 。如:大冲;冲日(外行星运行到与地球太阳成一直线且与太阳距角等于180°)

⑦月食:

月食是一种特殊的天文现象,指当月球运行至地球的阴影部分时,在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮蔽,就看到月球缺了一块。此时的太阳、地球、月球恰好(或几乎)在同一条直线上。

月食可以分为月偏食、月全食和半影月食三种。月食只可能发生在农历十五前后。

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月偏食

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月全食

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半影月食

地球在背着太阳的方向会出现一条阴影,称为地影。地影分为本影和半影两部分。本影是指没有受到太阳光直射的地方,而半影则只受到部分太阳直射的光线。月球在环绕地球运行过程中有时会进入地影,这就产生月食现象。当月球整个都进入本影时,就会发生月全食;但如果只是一部分进入本影时,则只会发生月偏食。月全食和月偏食都是本影月食。

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月食半影和本影

月食过程:

月全食后半影食始:月球刚刚和半影区接触,这时肉眼觉察不到。正式的月食的过程分为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段。

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月食过程

1. 半影食始:月球刚刚和半影区接触,这时月球表面光度略为减少,但肉眼较难觉察。

2. 初亏(仅月偏食和月全食):标志月食开始。月球由东缘慢慢进入地影,月球与地球本影第一次外切。

3. 食既(仅月全食):月球进入地球本影,并与本影第一次内切。月球刚好全部进入地球本影内。

4.食甚:月圆面中心与地球本影中心最接近的瞬间,此时前后月球表面呈红铜色或暗红色。(原因:太阳光经过地球大气层时发生折射,使光线向内侧偏折,但每种光的偏折程度不一样(色散),

红光偏折程度最大,最接近地球阴影,映在月球上;此外,由于大气层的灰尘及云的含量与位置不同,光线偏折程度会有不同,因此月全食时的月球是暗红、红铜、或橙色的。同样的道理,由于大气层的折射,朝阳与夕阳不是白色的,而根据高度因为大气折射程度不同,呈现橙色或红色。)

5.生光(仅月全食):月球在地球本影内移动,并与地球本影第二次内切。月球东边缘与地球本影东边缘相内切,这时全食阶段结束。

6. 复圆(仅月偏食和月全食):月球逐渐离开地球本影,与地球本影第二次外切。 月球的西边缘与地球本影东边缘相外切,这时月食全过程结束。月球被食的程度叫“食分”,它等于食甚时月轮边缘深入地球本影最远距离与月球视经之比。

7.半影食终:月球离开半影,整个月食过程正式完结。月偏食没有食既、生光过程,食甚也只表示最接近地球阴影的时刻。

释文:《天官书》记载,当太阳和月亮在天空中互相凌迫而引起日食和月食,这是太阳和月亮相互侵入的缘故。月亮在黄道运行,太阳被它遮蔽,便会发生日食。这属于阴战胜了阳,天象就会变得很严重。如果月亮在农历十五前后,被太阳所遮蔽,月亮就会变得暗淡起来,便是发生了月食。这属于阳战胜阴,天象相对就会轻微一些。古代的人们遵守天阳因而尊崇君王,便说:“天上的太阳代表了君王之道。”于是发生日食和月食时便谨慎地用史书记录下来,并以此告诫君王,发生日食代表君王德行有失,发生月食代表君王滥用严刑峻法。