12月26日，2019年最后的这几天，我们有幸看到了一次日偏食，激动兴奋的余温犹在……
2019年12月26日海南地区看到的日偏食
在我们一生中看到日食的机会确实不多，如果是日全食，我们能看到一次日全食的机会大概也要等410年。
如此珍贵的机会，难道我们就愿意只当一个吃瓜群众？我们真的了解日食吗？
如果问为什么会有日食这现象？90%的人都能回答：是因为月亮挡住了太阳！
再问，月亮每月绕地球转一周，那为什么不是每月看到一次日食？这时恐怕有90%的人回答不上来，不信你试试？（偷笑）
刚过去的20世纪，100年间发生的日食次数只有228次，而21世纪地球人将会有224次看到日食的机会。
这是什么回事？我们先来回答上面第二个问题。
为什么不是每个月看到一次日食？这是因为地球绕太阳公转和月球绕地球公转的轨道不在一个平面上。它们之间的平均夹角为5.14°。我们来看下示意图：
地球、月球的公转轨道与日食
从图中可以看出，只有月球落在太阳与地球之间，并且落在与地球公转轨道同一平面的附近时，才有可能出现日食。
整个月球绕地球公转轨道是一个椭圆，它一年里与地球绕太阳公转轨道平面的交点只有两个（地球一年绕太阳公转一周）。
月球从南向北穿越地球公转轨道平面叫升交点，从北向南穿越地球公转轨道平面叫降交点。两个点的连线叫交点线。
一年有两次交点，那一年就应该有两次日食咯。这样算下来，一个世纪按一百年算的话应该有200次日食对吧？
可是上面的两个世纪出现的日食次数分别是228次和224次，多出来的是啥回事？
这里暗藏着一个玄机。月球绕地球公转的轨道并不是固定不变的，在受到太阳引力摄动的影响下，月球公转轨道平面不断的改变着方位，导致交点线在移动，交点移动的方向与地球公转的方向相反。
这个交点缓慢移动的现象叫交点退行，每年移动19°21′，每18.6年完成一个周期。
交点退行，每年移动19°21′，每18.6年完成一个周期
如果没有交点退行现象，那么每年就在固定的日期有两次交点，这样日食将有规律的在固定日期出现，日食也就失去了它的神秘性。
因为这个交点退行，使得日食变得扑朔迷离起来。因为交点线离开太阳方向后，无需经过半年，就会由于自己的转动而提前与太阳方向再次重合。
通过计算得出，两次这样的交点线重合的间隔是346.6天，这个称为交点年或食年。而“食年”的长度（346.6天）只有“年”（365.24天）的95% 左右，所以每个世纪的日食就变为210次而不是200次。
210次比200次又进了一步，但离实际次数还差一点点。
这里还暗藏着另外一个玄机。这个玄机就在于，月球落在地球和太阳之间，并且又恰好在两个交点之一的附近时会出现日食。这里说的是“附近”，而不必是正好在交点。
因为地球比月球大得多，所以月球的投影落到地球上，就像用一个大筐装一个小球一样，球哪怕扔歪一点，也照样能兜到。
月球偏离交点只要不是很大，它的投影还会落到地球上，在地球上还会看到日食的现象。
天文学家们经过计算得知，这个偏离的角度在15.35°以内就能确保看到日食，如果在9.92°之内，则不仅能看到日食还能确保看到日全食。
日全食
而当偏离在15.35°～18.52°之间，还有可能看到日食。这个得看月球离地球的远近决定。
由于这个偏离的范围可以在交点的两侧，所以这个偏离的最大范围就是18.52的两倍，也就是37°左右。
这个允许偏离的最大范围所对应的时段称为食季。
在地球绕太阳的公转中，走过这样一个角度范围所需的时间约为37天，这就是食季的长度。
由于食季的长度比一个月的时间长，而月球一个月绕地球公转一周，所以在一个食季中有可能有两次日食的机会。
这个可能性就在一个世纪内多出了一些日食次数，这个可能性是不确定的，导致每个世纪出现日食的次数也就有所不同了。
日食的罕见和它的神秘性，在古代被看成是神的显灵。各种关于日食的传说也层出无穷……
小时候都是听大人说日食是因为太阳被天狗食掉了。因为日食时有不祥的事发生，所以会敲锣打鼓去驱赶天狗。
日全食
自古以来，人们一直都在对日食进行观测，我们对日食心存好奇，更对日食充满担忧。
据说在4 000年前的中国古代，有一位叫姒中康的君王还处死了宫中两名未能预测日食的天文学家。
在2500年前的古巴比伦时期，人们通过观测发现每隔6585天就会出现一次一模一样的日食。这个周期也称作沙罗周期。
如今天文学家们已经更详细的掌握了日食周期的规律。沙罗周期，其实是在太阳、地球和月球这一系统中，6 585天是食年、朔望月和近点月的共同倍数这一巧合。
意味着每隔6 585天，与日食有关的太阳、地球和月球的各种位置参数都几乎恰好彼此相同，由此导致的结果是出现两次几乎一模一样的日食。
在沙罗周期中，2009年7月22日，经过中国长江流域的一次日全食，日食的全食时间长达6分33秒，堪称“最壮观日食”。
2019年7月22日，日全食
当前天文条件下，日全食持续的时间理论上限是7分31秒。
通过沙罗周期，我们可以当一回天文学家预测，2027年8月2日，也一定还会发生一次持续时间很长的日全食。
在对日食的观测中，我们还发现日食的形态还有不同的种类：如日全食、日环食、日偏食和日全环食。
这些日食的不同形态是如何形成的？我们再来说说。
我们知道月球比太阳小很多，可是我们看到的月亮感觉和太阳却一样的大。这是因为太阳和月球之间存在着一个美妙的巧合。
这个巧合是月球的面积是太阳的1/400，而月球离地球的距离刚好也是地球离太阳的1/400，所以我们从地球上看月球就感觉和太阳一样大。
我们观测一个物体时，它离我们远近不同，看到这个物体的大小也不同，越近会看起来就越大。
这个被观测的物体在垂直观测者视线方向中心的平面上产生的透视投影的直径，称作角直径。
角直径示意图
当日食时，月球本影扫过的地方我们观测月球的角直径大于太阳就是日全食，而本影的延长线即束后本影扫过的地方角直径小于太阳就是日环食。
日食示意图
月球本影和束后本影没有触及，只有半影扫过的地方，我们看到的日食就是日偏食。
日偏食
日全环食这种现象就比较特殊了。出现这种日全环食的原因是，地球的表面是弧形的，所以造成在同一个日食带上的人看到月球的角直径不同。
地球表面上，某个区域离月球较近，所以看到的月球较大，从而形成日全食；而在另外的某些区域，离月球稍远，使得看到的月球略小，从而形成日环食。
日环食
这种同时具有全食和环食的日食现象就称作日全环食。