日食のしくみ
太陽と月が地球から見てほぼ1直線状に並び、太陽が月に覆い隠される現象が日食です。朔(新月)も太陽と月が同じ方向になる現象ですが、月の軌道は太陽(地球)の軌道に対して5.1度ほど傾いているため朔のたびに日食がおこるわけではありません。2つの軌道の交点付近で朔となった場合に日食がおこります。
日食の種類
月の本影に入るところでは中心食が、半影に入るところでは部分日食が見られます。同じ中心食でも月が地球に近い場合は太陽が月に完全に隠れる皆既日食となり、月が地球から遠い場合は太陽が完全に隠れずにリング状に残る金環日食となります。微妙な位置関係の場合には地球上の位置によって金環日食になったり皆既日食になったりする金環皆既日食となります。
とくに皆既日食中は周囲が暗くなり惑星や明るい恒星が出現するほか、ダイヤモンドリングが輝き、コロナが美しく広がる様子など、神秘的な光景を眺めることができます。
なお、ここでは皆既日食・金環日食・金環皆既日食を総称して中心食と呼んでいます。中心食を本影の中心が地球に落ちる食に限定することも可能ですが、2014年4月29日の金環日食のように本影の中心が地球に落ちないケースもあり、そのような狭義な解釈は不便でしょう。ただし、日食の状況を簡易に示す場合には狭義の解釈は便利ですので、本影の中心が地球に落ち始める・終る・子午線を横切るときを、それぞれ中心食の始め・中心食の終り・子午線中心食としています。
帯食(たいしょく)
日食は必ずしも始めから終わりまで見ることができるとは限りません。日の出前に日食が始まり太陽が欠けたまま昇る場合を日出帯食(にちしゅつたいしょく)、日食の途中で太陽が欠けたまま沈んでしまう場合を日入帯食(にちにゅうたいしょく)と呼びます。
日食図の見方・中心食帯
日食は世界中どこでも見えるわけではありません。日食が見える範囲(左図の赤い線)を地図にしたものを日食図と呼びます。地球が丸いため、日食図にはいろいろなパターンが見られます。
特に中央の中心食帯と呼ばれる帯状の部分では中心食(皆既または金環食)を見ることができます。＊印は10分毎における月影の中心位置です。中心食帯以外の地点では部分日食となります。
両端の囲まれた部分は日の出または日の入りのラインで、この中では日出帯食、日入帯食を見ることができます。
日食図は月の影が地球上を動く軌跡ということもできます。左図は時々刻々の月影を描いたもので、月の本影(青)の中では中心食、半影(水色)の中では部分食が見られます。また、日の出入り(緑)の線上では日出または日入帯食が起こっています。
日食用語ｅｔｃ
- 方向角
注）暦要項などで用いられる位置角とは天頂方向角とほぼ同義であり、通常は同じ値をとりますが、皆既の始めおよび皆既の終りにおいてのみ、位置角＝天頂方向角＋180度という関係になります。これらは、太陽の中心に対する太陽と月の接点の方向、すなわち、皆既の始めにおいては最後まで輝いている点、皆既の終りにおいては最初に輝きだす点の方向を表わします。
- 北極 (p)：天の北極から反時計回りに測った、太陽の中心に対する月面の中心の方向
- 極頂 (q)：天の北極から天頂に向かう方向
- 天頂 (V)：天頂から反時計回りに測った、太陽の中心に対する月面の中心の方向 (V = p - q)
- その他
- 角距離 (d)：太陽・月の中心間の角距離
- 食分 (D)：月によって覆われた太陽の直径の度合い。D = (太陽の視半径 + 月の視半径 - d) / (太陽の視直径)
- 面積比：月によって覆われた太陽の面積の度合い。