偽日全食？2020年6月21日之日環食駕臨台灣！ Fake Total Solar Eclipse or Annular Solar Eclipse in 2020

　　日全食也有假貨嗎？一個月後即將發生的日環食就是個有趣的案例。6月21日的日環食最大食分──就是太陽直徑被吃掉的比例高達0.994（註1），極接近日全食的食分（>=1）。其實日環食跟日全食的成因很類似，月亮都直接擋住太陽球面，只不過當月亮位置稍遠一點，比較小，無法擋住全部的太陽，太陽就變成一個環了。大家可以想像一下地球剛好在月球圓錐形影子尖端附近、還差一點就碰到的樣子。這一次我們與日全食的距離竟然只差了那麼一點點，是不是有點可惜？

若回顧1948年5月9日環食，食分竟然高達0.99994，讓那次日食成為測量地球大小形狀、以及月面邊緣山峰的絕佳機會。只不過那次的環食帶最窄處只有200公尺寬，環食只維持0.3秒。當時在日本北海道附近小島上的天文學家曾觀測到天色呈現紫紅且星辰與日珥都出現了（註2），是不是有種日全食般的感覺？但這奇景只持續了1.8秒，非常短暫。一般來說，日環食不會像日全食那樣天色急遽變暗並出現亮星。2012年出現在台灣北部的日環食，食分0.938，在環食出現的當下，陽光仍然很強，不能肉眼觀看，也看不到平常隱藏的日冕與星星，所以沒有日全食那種世界末日般的奇妙感受。

月球離我們越近會造成食分越大、太陽環越細，環食就更短暫，投影在地表的環食帶也越細，因此今年太陽所形成的環將比2012年（上圖：筆者於台北市拍攝的照片）窄許多。不過這次超高的食分在本世紀只能排名第四，若跟上世紀相比更排不進前五名，不過我們也因此獲得比較多的環狀太陽秒數，約48秒（註3）。至於只多了0.9%左右的太陽比例會不會有1948年那種類似日全食般的震撼效果？只能拭目以待、到當天才能知道了。

6月21日的日環食帶，即月球投影在地球表面的偽本影，穿過台灣中南部時寬約40公里，下午2時44分起日食依序從金門、雲嘉南、高雄、台東陸續出現，位於中心線上的嘉義市最大食分有0.991，變成金環的時間在下午四點十三分左右。至於整個環食過程是從非洲中部開始，掃過阿拉伯半島南邊、巴基斯坦與印度北邊、中國大陸南部、然後經過台灣，結束於太平洋裡。日環食帶以外的區域只能看到日偏食而已。這次可觀測環食的地點交通非常方便，不過時間短暫，想要用眼睛體會這般奇景又想要拍照，就要事先做好充分的準備，可參考臺北天文館的專業介紹。但切記觀賞日環食不能像日全食一樣直接用眼睛看，因為沒被遮住的光環還是很亮，要用專門的減光日食眼鏡或投影方法來看。

日環食是太陽看起來比月球稍微大一點時形成的環形光圈，如果月球只遮住太陽一小部份（如太空船STEREO-B所見），太陽看起來已像超厚甜甜圈，就不太能叫做「食（eclipse）」了，這時可能要像水星與金星一樣叫做「凌日（Transit）」。雖然日環食不像日全食那麼震撼與罕見，但仍比日偏食難得一見。日偏食在台灣每隔幾年就可看到一次，而日全食或環食在同一地點平均要三百年左右才會出現一次。臺灣上一次2012年日環食的上一次是1958年，下一次則是2215年了，要等將近兩百年！錯過這次，就不用再等待了，除非你願意追日！或者說「追月影」！

是否有幸看到金環太陽，天氣狀況將是重要關鍵。2020年這次日環食的天氣將會如何？NASA以前曾有天空遮蔽率的地圖或是颱風出現次數的統計地圖，告訴我們過去幾十年平均雲量狀況與曾經出現過的颱風數目，但參考價值有限。一般來說，山區容易多雲，平地也常有午後雷陣雨，所以能不能看到真的要靠運氣。

以我觀賞兩次日全食與一次日環食的例子來說：2008年日全食掃過新疆，2009年掃過長江流域，雖然新疆較乾燥無雲，只是太遠了，因此大部份人都等2009年到江南一帶再看。我在2008年8月1日抵達新疆伊吾，在即將日全食的前幾分鐘就剛好有一朵雲遮住了太陽，還好最後關頭雲飄走了，全場都開心地鼓掌叫好。然而離我們100多公里遠的另一個觀測點巴里坤就剛好被雲擋住，大家敗興而歸。到了2009年日全食，江南地區下大雨，只有杭州能看到，距離我所在的蘇州也只差了100公里左右，因此那次我就只能體驗一次快速天黑又快速天亮的感覺。到了2012年日環食，前一夜因為擔心天氣所以睡不好，五點半起床後發現烏雲之中似乎有些雲隙，這樣的天氣增加了看到日環食的機會，而且雲朵還可以當成自然減光濾鏡，只是別太厚就好。當時雲層其實一直飄浮在太陽上方不遠，還好關鍵時刻在雲隙中幸運地看到環形太陽。後來中央氣象局說，滯留鋒面南移速度較原先預期快，才讓我得以如願。以這三次經驗來看，我們只能保持等待超亮彗星的達觀態度了。

6/22更新：再度與日環食重逢！

昨天6月21日，月球的影子投影在地球上呈現一個暗黑圓形，快速地劃過地表，抵達台灣，讓地面上的我們在寶貴的一分鐘裡看見金環般的太陽與其前後出現的貝里珠（Baily's beads）。而中央氣象局的衛星雲圖，則是以外太空的角度觀察日環食如何疾速飆過整個亞洲，並迅速隱沒在地球夜色之中。

從新疆日全食之旅到江南日全食之體驗，我都比較偏好用肉眼觀察，因為再專業的照片也比不上自己親眼見到的那般震撼。除了這個重點，還可以觀察天色與環境的變化，享受真實的臨場感，這也是電視或照片無法感受到的。昨天在嘉義高鐵站前與眾人一起引頸期盼，從偏食就開始觀察，等到即將日環食的時候可以明顯看出天色與所有的影子變得詭異，並非平常多雲時晴的感覺，原因是由於太陽變細形成類似LED方向一致的光源，反倒很像新疆日全食前一刻的詭譎天色。至於2012年台北日環食為什麼沒有類似現象，也許是因為當天日出後沒多久就環食了，加上烏雲很多，無法讓人前後對比，感覺出兩者間的差距。

昨天下午4點13分，我看到了斷續的貝里珠漸漸連成金環，廣場立刻出現許多歡呼聲。天色僅有微微偏黃，沒有出現1948年那次很接近全食而呈現紫紅色天空的情形，且環食的強光讓人依然不能用肉眼直視太陽，更不用提能不能看到地平線附近的金星了。這次的環比2012年薄一些，不過沒有想像中那樣薄到快消失的樣子。

至於天氣方面則遠比上次2012年好，薄雲雖然多，且中南部許多地方上午就下雨，但下午就一直保持晴朗狀態。地上許多葉影的縫隙成弧，嘉義高鐵站也是滿滿人群，便利商店的店員還說這裡是全世界結帳最快的櫃臺。環食結束的瞬間，站內擁入大量人潮搶搭高鐵，月台上還有人不時拿出日食眼鏡，進行離開前的最後觀測。這次也看到不少攜家帶眷的人們，把圈圈形的太陽印象烙在每個赤子之心，希望能因為環食的奇景而播下天文的種子，讓未來的人們記得天空還有許多奇妙的景象等待著他們去探索。

6/27更新：國際太空站下方的月影

今天的每日一天文圖APOD是前幾天超熱門話題主角「日環食」在太空中的樣子（首圖），除了氣象局衛星照片有拍到之外，國際太空站ISS也拍到了近距離的月影。每日一天文圖的說明寫道：「6月21日，向太空伸展的新月影子落到地球上。而掛在國際太空站外頭的高畫質攝影機，從低地球軌道上，恰好拍下這幅影像，捕捉到影子掠過哈薩克共和國和中國的邊境。想當然耳，在月亮影子中心掠過地區的人們，得以見到引頸翹望的日環食……」就這樣，我看著電腦裡的太空美景開始神往，往著往著卻突然冒出一個問號：月影並沒有經過哈薩克和中國的邊境呀！它不是從巴基斯坦、印度跑到西藏嗎？哈薩克偏北，並不在環食帶上吧。這讓我興起了地圖控的樂趣：找出照片所拍的地方在哪裡。

首先看看APOD原始網頁的原文怎麼說：iss063e031761 (June 21, 2020) --- The International Space Station was orbiting over Kazakhstan and into China when this picture of the solar eclipse shadowing a portion of the Asian continent was captured by an external high definition camera. 其實是說國際太空站飛越哈薩克之後進入中國拍到的，不是指月影經過哈薩克和中國的邊境。那麼證據在哪裡？光憑NASA公布的日環食地圖能相信嗎？

國際太空站拍的照片右上角有兩個很明顯的湖，左邊像海馬右邊像海參，不過要從整個中亞地區找出來還是有點難，因為湖很多，也不知道是多小的湖。我先從哈薩克及中國的邊境開始地毯式尋找，果然找不到。

這時只好改變策略，從地景顏色來著手。國際太空站照片中大多是偏赭紅色地面，比較接近藏北高原的顏色，於是轉移陣地放大一看，就立刻找到了海馬與海參：分別是阿其克庫勒湖與阿雅克庫木湖，它們位於新疆、西藏、青海的交界，塔里木盆地的東南邊，目前劃歸於新疆巴音郭楞蒙古自治州若羌縣。這兩個湖已經離哈薩克與中國的邊境幾百公里遠了。

放大來看，再跟國際太空站的照片比較一下，雖然因為視角上造成變形，但還是能讓兩圖對起來，它們附近其他小湖也都符合相對位置。因此月影的確是位於藏北高原以南無誤。

於是，一場上天下地的報復性旅遊小遊戲就這樣結束了。

另外再來看一個特別的「環」如上圖！這不是6月21日穿過台灣的日環食！而是比日環食更難拍攝的照片：金星環！不過這裡的環與平常說的「行星環」意思不一樣，只是照片看似環形而已。根據臺北天文通的解釋，這種現象可能是由於金星大氣層很厚，經由陽光的照射後折射至地球上讓我們看到一個環形。一般觀察金星時只能看到眉月或凸月形狀，幾乎沒有人拍攝過環形的樣子，因為那必須十分靠近太陽時才會出現，很難拍到。在拍攝者Pete Lawrence的Facebook網頁照片中有提到困難之處有哪些，例如：天空僅少許薄雲或是被太陽照亮的花粉飄過都會影響環的拍攝，這個影片就顯示金星非常接近太陽時(只有2度)有許多閃亮碎片飛舞的樣子。

拍攝者Pete Lawrence在天文攝影界很有名，擁有數十年的天文觀測經驗，他專門研究特定時間的事件，許多照片已在世界各地的書籍雜誌和網路發表。至於稀有的金星環，他提到James W Young在1964年就曾經拍到 (http://www.w7ftt.net/venus1.html已失效)，不過這麼久以前的照片看來不太清晰。Pete Lawrence前兩天才拍到的這張照片雖然有雲穿過視野，雜訊多，環也不太清楚(因為尚未疊圖)，不過也因為有雲的相襯，讓畫面更生動。經過原作者Pete Lawrence同意後，我在這裡與大家分享這個稀有照片。

※金星環不是肉眼可見的現象，大小約1角分，僅滿月的1/30，而且要觀測很接近太陽的金星是比較危險的，需注意安全。不過在金星距離太陽較遠時，例如東大距附近，是可以在大白天用肉眼找到它的，只需在前一天黃昏記住它與太陽相對位置，隔天就可以挑戰看看。其他相關資料可參見：Universe Today

 

註1：NASA資料，https://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEplot/SEplot2001/SE2020Jun21A.GIF

註2：中國天文學史第三冊，陳遵媯，明文書局，頁166~170。

註3：經過月球邊緣地形修正後的秒數，資料來源：臺北天文館吳昆臻老師

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