持續時間超過四分鍾的日全食現象十分罕見。

美國百年一遇的時間最長、可見度最高的日全食將出現在2024年4月8日

2017年8月21日，從俄勒岡州胡德山國家森林看到的日全食期間的日冕。

(圖片來源： Paul Souders/Getty Images)

如果我們將發生在4月8日的“北美最大的日食”與百年來其他的日食進行比較，那麽它能排到哪裏呢？

事實上，它最終會名列前茅。

在從1925（含）到2024的一百年間，所被采樣的總共75場日食中，日食的最大持續時間平均爲3分鍾13秒（包括環形日全食/混合日全食和非中心日全食）。此外，據比利時專門研究天體力學的地球和行星科學家Jean Meeus稱，日食的絕對最大可能持續時間最長爲7分鍾32.1秒。

所以，當持續時間超過4分鍾時，它就可以被視作一次罕見的日全食。而即將到來的4月8日的日全食，它的最大持續時間將會在中墨西哥北部達到4分鍾28.2秒。在我們采樣的75次日食中，有29次屬于“四分鍾及以上”組，而4月8日的日食持續時長排名位于前25％。

百年間的比較

更引人矚目的是這百年間跨越美州邊境的所有日食之間的比較。下表列出了這些內容。

不包括我們分開的2024年日食，這次特殊的調查中包含了14次日食。其中發生在1930年4月28日的這次，是罕見的環形日全食，也稱混合日全食，食徑的這一部分産生了（盡管非常短暫的）日全食，經過了西部五個州的部分地區。

（圖片來源：Fred Espenak的日食預報）[1]

（圖片來源：Fred Espenak的日食預報）

（圖片來源：Fred Espenak的日食預報）

（圖片來源：Fred Espenak的日食預報）

將2024年4月8日的日食與表中共13次的特征比較，結果如下：

持續時間：這14次美州的日食的平均時長爲1分鍾58秒。這種標准下，有7次日食超過了平均水平，13次日食中只有兩次超過了三分鍾（1970年3月7日與1991年7月11日）。除了4月8日這次發生在德克薩斯州南部，總持續時長可達到4分鍾27秒的日食以外，只有1991年的日食持續時長才能超過4分鍾。

最大高度：日食中的太陽在空中的位置越高，它更容易擺脫霧霾或雲層的遮擋。即將到來的4月8日的日食高度是69°（在南德克薩斯州）。美州其他14次日食的高度平均值爲32°，低于半空。13次日食中，4次的太陽是高于半空的（大于45°）。然而，值得注意的是，在14次日食中第二高的，是發生在1930年4月28日的一次日環食，高度可達62°，同時“全食”只有一秒鍾！

最大路徑寬度：在全食時，投射在地球的表面的月亮的陰影呈橢圓形。橢圓形的陰影如何出現則取決于太陽距離地平線的高度。美州14 次日食的平均食徑寬度爲89英裏。即將到來的4月8日的這次日食食徑寬度爲108英裏，排名第四，僅次于1979年2月26日、1991年7月11日和1990年7月22日這三次日食。

事實上，1979年的食徑寬度比2024年長83英裏。

1979年2月26日在加拿大 Carberry, Manitoba觀測到的的日全食 (圖片來源：Alan Dyer/Stocktrek Images/Getty Images)

然而，需要指出的是，在1979年的這次日食中，太陽的最大高度只有24°（位于北達科他州西北部，靠近波特爾鎮），而本影以相當傾斜的角度投向地球。因此，地球本影的投影是一個高度細長的橢圓形，短軸和長軸分別爲83英裏和191英裏。然而，在4月8日的南德克薩斯州的那次日全食，太陽的高度將爲69°——大約是1979年的三倍。所以，2024年這次，月亮的影子會更圓，而不是細長的橢圓形。

換言之，在1979年北達科他州，在日全食中期，一個位于日食軌迹的中心的人距離本影的前緣或後緣不超過41.5英裏。另一方面，4月8日在南德克薩斯州的日全食中期，位于日食軌迹中心的觀察者距離本影陰影的前緣和後緣將高達54英裏。

可見區域：所有的日食似乎都有一個不通情理的習慣，不在人多的地方出現。確實，在我們采樣的14次日食中，只有很少的幾次覆蓋了大都市區（1925年在紐約；1954年在明尼阿波利斯；1959年在波士頓），但多數情況下，觀測日食的觀衆主要由城鎮居民和社區團體組成。即使是1970年位于大西洋沿岸的日食，陰影仍然完全錯過了人口多的東北走廊。經曆過日全食的最大人口中心是弗吉尼亞州諾福克-樸茨茅斯的大都市區，爲508000人。而且，整個日食覆蓋的區域內的總人數大約少于兩百萬。

相比之下，2017年8月的日全食，它的食徑沿著海岸延伸，共有一千一百萬觀衆觀看。但同樣會令人印象深刻的是，即將到來的4月8日日全食將覆蓋從德克薩斯到南英格蘭衆多大都市地區，預計將有三千二百萬人有機會親眼看到這一驚人的景象。即將到來的4月8日日食很有可能是在美洲曆史上被月亮的本影覆蓋的人數最多的一次！

2024年4月8日日全食食徑所經過的地圖 [2]

——何爲日食？

——2024年的日全食：如何免費在線觀看

——2024年4月的日全食：食徑上的十個最大的城市

遙遠的過去與不遠的將來：據我們目前所知的一切而言，很明顯，就美國而言，2024年4月8日的這次日食相當特殊。事實上，只有一次日食可以與其比肩，這就是1806年6月16日的日食。在那一天，月亮的影子掃過了整個北美，穿過了中西部北部，並繼續穿過了紐約州和新英格蘭。從整體持續時間的角度，這次日食是整個19世紀的北美大陸最長的一次日食，直到21世紀中葉也沒有日食能與之媲美。

1806年日食的總相位在馬薩諸塞州馬布爾黑德（波士頓東北部）附近持續了4分鍾53秒，

全食中期的出現在當地正午前半小時，太陽接近天空最高點：70°。

而直到2045年8月12日，毗鄰的美國才將要首次經曆六分鍾以上的日全食。這一獨特日全食的預計最大持續時長將爲6分鍾6秒，位于佛羅裏達州聖露西港附近，是美國曆史上最長的日全食。在您的日曆上做好標注吧！

然而，在此之前，在1806到2045年之間的美國最偉大的日全食就在2024年4月8日。

喬·拉奧在紐約海登天文館擔任導師和客座講師。他爲《自然曆史》雜志、《農民年鑒》和其他出版物撰寫天文學相關內容。

BY:Joe Rao

FY: 參宿四

如有相關內容侵權，請在作品發布後聯系作者刪除

轉載還請取得授權，並注意保持完整性和注明出處