食

食 (Eclipse)
臺北市立南湖高級中學地球科學科 吳昌任教師 / 臺灣師範大學地球科學系 傅學海教授 責任編輯

從地球上看起來，一個天體被另一個天體遮蔽，就稱為「食」。所以，大家所熟知的日食、月食都是食的一種，另外像是水星凌日、金星凌日也是一種食象，只是因為遮蔽前後的亮度變化不易以肉眼看出，一般人較難察覺。

食的發生是否有週期性？
以日食與月食為例，要發生這些特殊天象，從地球看起來，月球與太陽必須要在三度空間上呈一條線，但是因為月球繞地球的軌道面（白道面）與太球繞太陽的軌道面（黃道面）並不完全重合，而是有將5度左右的夾角，再加上白道面的傾斜方向也會改變，所以每次發生日食或月食的日期並不會相同。

如果以垂直黃道面的方向觀察，月球經過地球與太陽的連線時就是農曆的「朔」。而兩次朔之間所需經過的時間就是我們一般認為的「月」，如果要更清楚的描述，這樣的月稱為「朔望月 (lunar month) 」，約為29.530588天。

如果以平行黃道面的方向觀察，月球每公轉一圈都會經過黃道面兩次，一次是向下穿過黃道面（此點稱為降交點），一次是向上穿過黃道面（此點稱為升交點）。兩次升交點之間的所經過的時間稱為「交點月 (nodical month) 」，約為27.212220天。

因為「朔望月」與「交點月」的時間長度不同，所以農曆朔的時候，雖然從垂直黃道面的方向看來月球就在地球與太陽的連線上，但不一定會發生日全食，因為此時的月球不一定也同時在黃道面上，但是日食發生時一定是農曆的朔。舉例來說，如果今天發生日全食，下一次發生日食的時間就是下一次月球又在地球與太陽的三度空間連線上，以數學的角度來說，下一次發生日全食所要經過的時間，就是「朔望月」與「交點月」的最小公倍數。

以數學方法精確的求出這兩個週期的最小公倍數，會是一個很大數字。不過，因為從地球看起來，月球還有將近0.5度的視角，而地球本身也有一定的大小讓月球的影子可以投射在其上，所以，其實在求日食週期時不必這麼準確，可以有一個小小的誤差空間。也就是說，發生日全食時，月球不一定要在地球與太陽的三度空間連線的中央上，可以有一個小小的容許範圍。223個朔望月（6585.3211天），與242個交點月（6585.3572天）所存在的差異就是上述的容許範圍內，這個週期就是所謂的「沙羅週期 (Saro Cycle) 」，大約是18年11.3天，也就是一般所說的日食週期。

以2006年3月29日發生日全食為例，經過一個沙羅週期之後，會在2024年4月9日左右再次發生日食。這些間隔沙羅週期後出現的日食都被視為是同一個系列，所以將這些日食稱為同一個「沙羅週期系列」的日食。

推算下一次同一個沙羅週期系列的日食發生的確切日期時，會因為中間經過的閏年次數不同，而會有18年10.3天（經過五個閏年）或18年12.3天（經過三個閏年）的狀況出現，並不是因為沙羅週期的時間長度有所改變，而是每年的天數因閏年而有所不同。

其實在2006年3月29日發生日全食之後，於2008年8月、2009年7月與2010年7月各發生一次日全食，所以除非同一個沙羅週期系列的日全食對你有特別的意義，否則每1~2年幾乎都會出現屬於不同沙羅週期系列的日食，可以在NASA 的食象網頁 (http://eclipse.gsfc.nasa.gov/eclipse.html) 查詢近幾年的日食，配合發生地點的天候狀況與旅遊安全等問題，就可以自己規劃日食觀測行程了。