心怀宇宙天地宽分享 http://blog.sciencenet.cn/u/陈学雷 国家天文台研究员,从事宇宙学研究

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在金塔看日全食 (附:关于日食、潮汐力与地震)

已有 6136 次阅读 2008-8-3 23:54 |个人分类:科学普及| 日食, 嘉峪关

在《嘉峪关》一文(http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=33520)中,我谈到我参加了在嘉峪关市举办的东亚青年天文会议。会议的日程之一便是观看日全食。

嘉峪关市对日食还是挺重视的,市中心的雄关广场上贴出了“游千里丝绸之路,看百年日食奇观”的大横幅。7月31日下午还举办了日全食论坛,我们也被拉去参加。原来国外颇有不少日全食爱好者,因此也出现了多家日全食公司,专门组织一些爱好者去观看。其中,由德国人Rico Borgmeyer 搞的日食城(Eclipse City) 是一家规模比较大的,2003年组织过到南极看日食,以及2006年到利比亚沙漠中观看日食,据说这个利比亚沙漠日食城附近500公里以内没有人烟,而该公司在那里建点,互联网等一应具全。今年这次,他们的观看点在戈壁沙漠中,参加者根据参加天数和活动的不同收费699-2490欧元不等。

这个日食论坛也是他们搞的,邀请市长、书记、记者等人出席,由一些专家做报告介绍有关知识。我们去了后,警方还认真地对每个人进行安检。不过,论坛安排地相当混乱,原计划参加论坛的日食城顾客都在吃饭和休息,只有我们以及国家天文台二部组织的一些中小学生来了作为听众。市长和书记都没有来,只来了副书记和甘肃旅游局的一位领导。报告的内容对我们这些专业天文学家来说没有太大兴趣,英语报告对中小学生来说又听不懂,因此中间一休息大家全走了,不知道后来这个没了听众的会怎么收场的。会议的两位主持人是两位美女,颇让人眼前一亮,特别是其中的英语主持人,把每位领导的讲话翻译得非常妥帖,我还在想嘉峪关这样的内地小城市怎么竟会有这等外语人才,后来才知道原来这是CCTV-9 的一位主持,而中文主持人则是中国小姐选美季军。晚上,这几位主持人又在雄关广场主持了《丝路之光》大型晚会并放了礼花和焰火。

8月1日下午,我们乘车前往金塔县金鼎湖畔观看日食。金塔县在嘉峪关的东北方向,乘车大约一小时左右。日影的中心线其实还要再往北一些,但再往北就是酒泉卫星发射中心了,属于军事禁区,无法前往。金塔县对此次日食观测极为重视,凡前往者都要提前提交身份证和护照号码等,没有提前申请的人不允许进入。观看日食的地方是金鼎湖边的一大片荒原,有几公里见方,周围由当地警方和民兵封锁起来,当地人不能进入。我个人觉得,这有点过分谨慎了,失去了一个当地民众接触外国天文爱好者的机会。不过,我当然也理解,现在奥运前的敏感时期,当地政府怕万一出事影响太大,因此宁可小心一些。当然,这片地无非是大点,当地民众在别处也照样可以看到日全食。

荒原上,停着二三十辆大巴,每辆大巴旁是一组来看日食的人。日食开始前我转了转。一拨日本人看上去组织得最好,带了桌子椅子,整整齐齐地排好,每个人的望远镜在椅子前排好。我还看到了来自母校人大附中的一组同学,也带了不少装备。

我们这边的望远镜则较少。参加我们这次会议的青年学生主要来自大陆、台湾、日本和韩国。日本来的清一色是男同学,而且会上会下都极为活跃,喝酒、唱歌、做游戏,样样都很积极。韩国主要是女同学。大陆和韩国的同学们都比较害羞,不太放得开。台湾同学则相当活跃,而且他们看来对拍摄日食照片最感兴趣,每人都带了望远镜和照相机。相比之下,日、韩和大陆同学每组都只带了一两台望远镜。大家早早架好装备,静候“天狗”。

前几天嘉峪关一直是阴天,还下了雨,让人担心。但8月1日却是大晴天,能见度极好,远处积雪的祁连山清晰可见,太阳也极为耀目,即使带着墨镜也难以直视。好在我们已经备好观日目镜,带上后其它什么也看不见,却能看清太阳。

六点多钟,日食开始了。月球从右下方侵入太阳,把太阳遮成弧形,其边缘极为清晰。弧形越来越窄,渐渐如同一把镰刀。不少人用手团成小孔,日光通过小孔投射到大巴上,形成弯弯的影子。

终于,太阳完全被遮住了,天黑了下来。这真是一种奇异的感觉,天空中,一个黑黑的太阳,周围射出白色的日冕,水星和金星清晰可见。地平线上方则是一片黄色的光,给人的感觉仿佛是在做梦。但这只持续了一分半钟,忽然,黑太阳的右下角射出强光,如同指环上镶嵌的钻石,全食结束了,水星迅速隐没在强光中,过了一小会,金星也消失了。这真是毕生难忘的经历。

日食结束,大家一边喝着啤酒,一边查看拍摄的效果。不少同学拍摄的效果相当不错,拍到了全食的黑太阳、日冕
和结束时的钻石环,有的像上日珥也清晰可见,不过,美中不足的是很多像上有一些杂散光和色散,拍摄日全食的确不是件很容易的事。到此,我们的会议正式结束,大家收拾行装各自离去。两年后,下次东亚青年天文学家会议将在韩国召开。

又:关于日食、潮汐力与地震

日食的当天发生了一系列地震,于是有人怀疑日食与地震有关系。我们来分析一下日食与地震是否有关。地震发生主要取决于地下板块的相互作用,但太阳和月球的潮汐力有可能会起触发作用,因此如果地震统计上与潮汐力极大值相关也是有可能的。但是,问题是日食时潮汐力是否特别大呢?

潮汐力的大小正比于 GMa/r3, 这里M是相关天体的质量,a是地球半径,r 是天体与地球距离。因此,月球和太阳潮汐力的大小比为
R= (Mmoon/Msun) (rmoon/rsun)-3
把太阳和月亮的相关数据带进去(月球质量7.35e25g, 太阳质量1.99e33g, 月地平均距离38.4万公里,日地距离1.496亿公里),可知太阳引起的潮汐力约为月球潮汐力的0.46 倍。

当朔日和望日时太阳、地球、月亮基本上排成一条直线,此时月球和太阳引起的潮汐力相互叠加,潮汐力比平时大,容易触发地震。不过,一般说来,这三者并不是完全排成直线,因为月球围绕地球转动的平面(白道面)与地球围绕太阳转动的平面(黄道面)不完全重合,两者有约5度的夹角。如果三者完全排成一条直线,就会发生日食或月食。如果不完全排成直线,就是普通的朔望。不发生日月食时的潮汐力与发生日月食时的比是
T= [(1+Rcos(u))2 +(Rsin(u))2]1/2 /(1+r)
这里分子考虑了不发生日食时太阳和月球的合力大小。u 是地月连线与地日连线的最小角度差。其最大取值约5度,对应的最大比为约一加万分之8.7。这与潮汐力平时变化的幅度相比差得很远(例如,从朔望到半弦月,日月潮汐力合力的幅度就从单纯月球潮汐力的1.46倍变化到1.1倍),因此,日食对地震得影响应该是微乎其微的。当然,由于日食总是发生在朔日,这一天的潮汐力还是比平时大一些的,但与不发生日食的朔日差不多。

游记
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1 杨玲

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