就在本月20日，地球上最壮观的天象之一 —— 混合日全食，将再次上演！本次日全食路径经过了三个国家，按照时间的顺序，月球的本影将依次扫过澳大利亚、东蒂汶和印度尼西亚。其中澳大利亚西北部的埃克斯茅斯半岛，算是追星族追日族们比较理想的观测地点，无论是从观测的天气条件还是顺路的游玩体验来说，澳大利亚都是不二之选。
日全食路径首先经过澳大利亚珀斯以北约 1100 公里处的埃克斯茅斯半岛和几个岛屿
© Michael Zeiler 2014 – 2022
来源：www.greatamericaneclipse.co
这是东帝汶境内的日全食路径
日全食路径最后穿过印度尼西亚
来源：www.greatamericaneclipse.com
左右滑动查看更多
哈？！没我们什么事？我国确实看不到这次日全食，但是日偏食还是能看到一点点的。如果天气晴朗的话，我国的南海三沙市、海南岛大部、港澳地区、台湾省全省以及广东福建大部分沿海地区甚至浙江南部的沿海地区可以看到偏食。在港澳台以及广东福建海南几个地区，日偏食时间大概从20日中午12点开始到下午1点半结束，持续时间约为40分钟。
不过小编提醒各位，不要抱有太高期望，因为我国上述地区可见的日偏食看起来只是太阳被遮掉了一点儿边缘，如果不仔细观察都发现不了。（戴好日食眼镜再细看！！！）所以还是推荐各位搬好小板凳吃吃瓜看看直播。
大伙儿别急，接下来说说为什么这次日全食是罕见中的罕见。下周四即将登场的日食是日食中特殊的存在，我们称其为混合日食或者全环食。日食通常有三种，日偏食、日环食和日全食，而本次日食是一种混合日食，顾名思义，混合日食会在全食带上出现日环食和日全食混合的现象。
上次此类混合日食发生在10年前的2013年11月3日，下一次混合日食将于2031年11月在美国本土上演。这种混合日食有多罕见？根据NASA的数据计算，21世纪的日全食中，只有 3.1%（224次中有7次）是混合日食，从公元前 2000 年至公元 3000 年期间，混合日食约占所有日食的 5%。
在了解混合日食形成原理之前，我们先简单得回顾一下日食形成的原因。要发生日食，太阳、月亮和地球必须形成三点一线或者近似三点一线的空间位置关系，而且月球需位于太阳和地球之间。这三个天体的粗略对齐发生在朔或者望，分别对应农历的新月和满月。
如此看来，岂不是月球每绕地球一圈都会形成三点一线的位置关系？每个月都有日食了？如果月球绕地球运行的轨道平面与地球绕太阳运行的轨道平面（黄道面）重合的话，还真就是每个月都有日食发生。然而，月球绕地球运行的轨道平面与黄道面存在一个大约为 5°的夹角，大部分新月期间月球的影子都没有投射在地球表面，只有新月发生在月球轨道平面与黄道面交线处时（即新月和月轨交点重合），日食才会发生。这种情况通常每6个月出现一次，一次平均持续约34天，这段时间也称为食季。
关于月球的影子，我们需要了解这三种情况：本影、半影和伪本影。什么教科书式定义话术没有，咱们直接上图，看图理解。
（可以把大头想象成地球，眼珠子想象成地面上的观测者）
就像上图中篮球遮挡住光源所看到的情况一样，在月球影子投射到地球表面的阴影区域内，我们可以看到日食，而且越靠近投影路径的中心，食分就越大。其中本影区域对应日全食，伪本影区域对应日环食，半影区域对应日偏食。日食通常以月球投影在地表的最暗点命名，混合日食除外。
那么，混合日食又是怎么一回事呢？当月球影子的那个尖尖（本影过渡到伪本影的圆锥顶点）恰好在地球表面时，神奇的事情要发生了，要保持这个尖尖恰好投射在地球表面，我们观测者与月球的距离十分关键。此时我们还需要考虑到一件事，地球是一个大椭球，地表是一个近似球面的曲面。那么随着地球和月球之间的相对运动，月球投影的尖尖会因为地表近似球形的凸起从一开始的接触不到地表变为接触到地表，最后又变为接触不到地表。简单地说，就是地表上的投影从伪本影变成本影最后又变成伪本影，因为不仅日、月、地的距离要合适，而且地表到月球的距离变化也要恰到好处，所以说这种混合日食比一般的日全食更加罕见。
4月20日的这次混合日食，全食带西起印度洋，东至太平洋，中间经过的陆地只是很小的一段。在日出时分的起点段和日落时分的终点段，可以看到日环食；在全食带中间的大部分，可以看到壮观的日全食；至于那个月球投影的尖尖，应当位于印度洋和太平洋的某处海域。
如图所示，环食-全食-环食只是最简单的一种情形
此图展示了月球到地表距离变化对月球投影的影响
上图表示另外一种情况，月球投影从伪本影变成本影，但最终没能变回伪本影。所以我们在全食带上观测到的情况就是由环食开始，之后变成全食直至日食结束。
如果你能去到那个尖尖投射在地球上的点观测，那么你就可以看到日全食贝利珠现象中的特殊景象——贝利珠环（镶嵌了一圈钻石的大钻戒）。
这里我们再补充一下贝利珠的形成原因。当月球边缘与太阳光球层边缘重合时，由于月球表面各种凹凸不平的地形，在完全遮挡住太阳的最后（近）时刻，太阳光会从这些起伏不定的表面上凹陷的地方透过，形成了我们所看到的贝利珠。
英国天文学家贝利（Francis Baily）首先观测到这种现象并给出了正确解释，因此我们将其命名为贝利珠。一般情况下的日全食，月球差不多会把太阳全部遮住（也就是观测者看到的月球比太阳要稍微大那么一点点），月球与太阳这两个圆会在全食期间形成两次相切，因此会出现两次贝利珠。
拍摄者：James West
来源：flickr.com
但是在混合日食期间，且位于月球投影尖尖位置的人，会看到月球与太阳这两个圆恰好一样大，两圆完美重合处处都是相切，此时就会出现一圈贝利珠啦！对于天文爱好者来说，不仅需要去到全食带上这个精确的地点，还要有良好的天气，以及专心致志地抓住这转瞬即逝的一瞬间，可谓是天时地利人和都要好到极致！
一次罕见的混合日食
Image Credit & Copyright: 左半图-Fred Espenak
右半图-Stephan Heinsius
来源：Astronomy Picture of the Day Archive
虽然本次混合日食与我们国内无缘，但是我们可以一起等到2034年3月的日全食，那时我国的西藏地区处于全食带上。还有2035年9月的日全食，届时全食带将横穿我国北方，我国是最佳的观测地区！
就在本月20日，地球上最壮观的天象之一 —— 混合日全食，将再次上演！本次日全食路径经过了三个国家，按照时间的顺序，月球的本影将依次扫过澳大利亚、东蒂汶和印度尼西亚。其中澳大利亚西北部的埃克斯茅斯半岛，算是追星族追日族们比较理想的观测地点，无论是从观测的天气条件还是顺路的游玩体验来说，澳大利亚都是不二之选。
日全食路径首先经过澳大利亚珀斯以北约 1100 公里处的埃克斯茅斯半岛和几个岛屿
© Michael Zeiler 2014 – 2022
来源：www.greatamericaneclipse.co
这是东帝汶境内的日全食路径
© Michael Zeiler 2014 – 2022
来源：www.greatamericaneclipse.co
日全食路径最后穿过印度尼西亚
© Michael Zeiler 2014 – 2022
来源：www.greatamericaneclipse.com
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哈？！没我们什么事？我国确实看不到这次日全食，但是日偏食还是能看到一点点的。如果天气晴朗的话，我国的南海三沙市、海南岛大部、港澳地区、台湾省全省以及广东福建大部分沿海地区甚至浙江南部的沿海地区可以看到偏食。在港澳台以及广东福建海南几个地区，日偏食时间大概从20日中午12点开始到下午1点半结束，持续时间约为40分钟。
不过小编提醒各位，不要抱有太高期望，因为我国上述地区可见的日偏食看起来只是太阳被遮掉了一点儿边缘，如果不仔细观察都发现不了。（戴好日食眼镜再细看！！！）所以还是推荐各位搬好小板凳吃吃瓜看看直播。
大伙儿别急，接下来说说为什么这次日全食是罕见中的罕见。下周四即将登场的日食是日食中特殊的存在，我们称其为混合日食或者全环食。日食通常有三种，日偏食、日环食和日全食，而本次日食是一种混合日食，顾名思义，混合日食会在全食带上出现日环食和日全食混合的现象。
上次此类混合日食发生在10年前的2013年11月3日，下一次混合日食将于2031年11月在美国本土上演。这种混合日食有多罕见？根据NASA的数据计算，21世纪的日全食中，只有 3.1%（224次中有7次）是混合日食，从公元前 2000 年至公元 3000 年期间，混合日食约占所有日食的 5%。
在了解混合日食形成原理之前，我们先简单得回顾一下日食形成的原因。要发生日食，太阳、月亮和地球必须形成三点一线或者近似三点一线的空间位置关系，而且月球需位于太阳和地球之间。这三个天体的粗略对齐发生在朔或者望，分别对应农历的新月和满月。
如此看来，岂不是月球每绕地球一圈都会形成三点一线的位置关系？每个月都有日食了？如果月球绕地球运行的轨道平面与地球绕太阳运行的轨道平面（黄道面）重合的话，还真就是每个月都有日食发生。然而，月球绕地球运行的轨道平面与黄道面存在一个大约为 5°的夹角，大部分新月期间月球的影子都没有投射在地球表面，只有新月发生在月球轨道平面与黄道面交线处时（即新月和月轨交点重合），日食才会发生。这种情况通常每6个月出现一次，一次平均持续约34天，这段时间也称为食季。
关于月球的影子，我们需要了解这三种情况：本影、半影和伪本影。什么教科书式定义话术没有，咱们直接上图，看图理解。
（可以把大头想象成地球，眼珠子想象成地面上的观测者）
就像上图中篮球遮挡住光源所看到的情况一样，在月球影子投射到地球表面的阴影区域内，我们可以看到日食，而且越靠近投影路径的中心，食分就越大。其中本影区域对应日全食，伪本影区域对应日环食，半影区域对应日偏食。日食通常以月球投影在地表的最暗点命名，混合日食除外。
那么，混合日食又是怎么一回事呢？当月球影子的那个尖尖（本影过渡到伪本影的圆锥顶点）恰好在地球表面时，神奇的事情要发生了，要保持这个尖尖恰好投射在地球表面，我们观测者与月球的距离十分关键。此时我们还需要考虑到一件事，地球是一个大椭球，地表是一个近似球面的曲面。那么随着地球和月球之间的相对运动，月球投影的尖尖会因为地表近似球形的凸起从一开始的接触不到地表变为接触到地表，最后又变为接触不到地表。简单地说，就是地表上的投影从伪本影变成本影最后又变成伪本影，因为不仅日、月、地的距离要合适，而且地表到月球的距离变化也要恰到好处，所以说这种混合日食比一般的日全食更加罕见。
4月20日的这次混合日食，全食带西起印度洋，东至太平洋，中间经过的陆地只是很小的一段。在日出时分的起点段和日落时分的终点段，可以看到日环食；在全食带中间的大部分，可以看到壮观的日全食；至于那个月球投影的尖尖，应当位于印度洋和太平洋的某处海域。
如图所示，环食-全食-环食只是最简单的一种情形
此图展示了月球到地表距离变化对月球投影的影响
上图表示另外一种情况，月球投影从伪本影变成本影，但最终没能变回伪本影。所以我们在全食带上观测到的情况就是由环食开始，之后变成全食直至日食结束。
如果你能去到那个尖尖投射在地球上的点观测，那么你就可以看到日全食贝利珠现象中的特殊景象——贝利珠环（镶嵌了一圈钻石的大钻戒）。
这里我们再补充一下贝利珠的形成原因。当月球边缘与太阳光球层边缘重合时，由于月球表面各种凹凸不平的地形，在完全遮挡住太阳的最后（近）时刻，太阳光会从这些起伏不定的表面上凹陷的地方透过，形成了我们所看到的贝利珠。
英国天文学家贝利（Francis Baily）首先观测到这种现象并给出了正确解释，因此我们将其命名为贝利珠。一般情况下的日全食，月球差不多会把太阳全部遮住（也就是观测者看到的月球比太阳要稍微大那么一点点），月球与太阳这两个圆会在全食期间形成两次相切，因此会出现两次贝利珠。
拍摄者：James West
来源：flickr.com
但是在混合日食期间，且位于月球投影尖尖位置的人，会看到月球与太阳这两个圆恰好一样大，两圆完美重合处处都是相切，此时就会出现一圈贝利珠啦！对于天文爱好者来说，不仅需要去到全食带上这个精确的地点，还要有良好的天气，以及专心致志地抓住这转瞬即逝的一瞬间，可谓是天时地利人和都要好到极致！
一次罕见的混合日食
Image Credit & Copyright: 左半图-Fred Espenak
右半图-Stephan Heinsius
来源：Astronomy Picture of the Day Archive
虽然本次混合日食与我们国内无缘，但是我们可以一起等到2034年3月的日全食，那时我国的西藏地区处于全食带上。还有2035年9月的日全食，届时全食带将横穿我国北方，我国是最佳的观测地区！