日全食的發生原因及影響

日全食奇觀（圖片來源：新華網）

1.日食的形成原因

當月球運行至一個特別的位置，太陽、月亮及地球會連成一線，這時月亮將遮掩太陽的光芒，在地球上投下陰影，在陰影的不同區域，可觀測到不同的日食現象。在月亮的本影區，即月亮完全遮住太陽的地區，可以看到日全食，在月亮的半影區，即月亮部分遮住太陽的地區，可以看到日偏食，在月亮的偽影區，即月亮遮住日面中心，但邊緣仍可見的地區，可以看到日環食。其中日全食和日環食不會在地球上同時被看到。

日全食的過程包括五個時期。（a）初虧：月影剛開始侵蝕日面，即日食過程開始的時刻，此時為日偏食；（b）食既：月影剛剛遮住整個日面，日全食開始，此時有一兩秒鐘的時間可以在日面邊緣看到一串亮點，這被稱為貝利珠，它們是由於月亮邊緣凹凸不平的山峰對陽光的散射而形成的；（c）食甚：月影圓心與日面圓心距離最近，此時日光被遮的最嚴實；（d）生光：月影剛劃出日面，此時日全食結束，又開始呈現日偏食，貝利珠在此時會再次出現；（e）復圓：月影完全劃出日面，到此為止，日食過程完全結束。每次全食時間最長7分多鐘，一般為2-3分鐘。

2.2009年7月22日日全食簡況

在2009年7月22日，在我國將可以觀測到一次罕見的日全食現象。上午8時53分左右，日全食從印度西海岸開始。隨著全食由西向東推進，在9點鐘左右進入我國西藏南部。全食進入我國後，將先後經過西藏自治區東南部、雲南省西北部、四川省、重慶市、湖北省、湖南省北部、河南省南部、江西省北部、安徽省、江蘇省南部、浙江省北部、上海等12個省（區、市），持續時間約40分鐘。整個全食帶在我國的長度約10000公裡，平均寬度230公裡，幾乎覆蓋整個長江流域。全食離開我國後，將進入太平洋，北京時間12時17分左右在東南太平洋海域結束。

3.日食對電離層的影響

電離層是由於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。無線電廣播和通訊依賴於地球高層電離層對無線電波的反射。觀測已經證實，太陽光被月球遮擋時，日全食地區上空的電離層天氣有明顯變化。預計2009年7月22日日食期間，從日食開始到食甚，電離層電子濃度逐漸下降，將導致短波通訊最大可用頻率下降達30%以上，大部分短波頻道的廣播信號在食甚前後消失，值得注意的是，在日食結束後，少量的短波頻段會因為日食的後續效應發生二次中斷。此外，經過日食帶電離層的電波路徑被顯著改變，並對GPS單頻接收系統的導航定位精度產生明顯影響，此影響在食甚過後十數分鐘後達到最大，然後逐漸減小，數小時後消失。

4.日食對氣象的影響

太陽是地球上氣象萬千變化的源泉。日全食期間，由於太陽輻照完全被遮蓋，雖然只有短短的幾分鐘，也會給與人類息息相關的天氣系統帶來不可忽視的影響。南京大學方成院士這樣描述日全食的情景，"日全食發生時天空亮度會驟然下降一百萬倍。原來太陽的位置，會變成暗黑的圓面，剎那間天地一片漆黑。這時夜幕降臨，繁星點點，昏暗的大地上涼風習習。雞犬驚叫著逃回自己的巢穴，有時天空中的飛鳥還會失去自控而墜落到地上。"由於太陽輻射被月球遮蓋，大氣溫度明顯下降，會給人們對環境溫度的感知帶來明顯影響；環境溼度也會上升很多。此外，由於日食破壞了大氣原有的熱平衡，會帶來大氣中風速、風向的變化；特別是由於城市的"熱島"效應，會放大這類效應，甚至出現漩渦旋風等異常天氣現象。

5.應對措施

建議在日食發生前1小時至日食後3小時內，航空、航天、測繪、勘探等部門避免進行高精度作業，通訊部門注意調整海南對新疆、西藏等地的短波通訊頻率，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。

由於日食會帶來天氣特別是風場的變化，因此在生產作業中要特別注意高空作業和建築施工的安全問題。

日全食是一直自然的天文現象，應該用科學的態度，採取合理的措施來應對，避免引起不必要的恐慌。（來源：國家空間天氣監測預警中心）