汪诘杂谈 | 2020日环食来临，人类不能放松对太阳的警惕
2020 年 6 月 21 日，我国的很多地方都可以看到精美绝伦的日环食天文奇观。每次发生日食的时候，到底哪些地方能看到呢？如果你能跑到太空中去观察，这个问题就会变得一目了然。
理论上，每年至少会有 2 次机会，月亮在地球上投下一个影子，身处在这个影子中的人，就能看到日食了。但地球是在自转的，所以这个影子也会随着地球的自转自西向东运动，把影子连起来看，就形成了一条日食带，身处日食带中的人，都能看到日食。月球的落在地球上的影子有实和虚两个部分，在天文学中，实的影子被称为本影，虚的影子被称为半影。处在本影区中的人，就能看到日全食或者日环食了。
这张图就是 2020 年 6 月 21 日的日食带的图，你不妨可以对照着看一下自己落在了本影区还是半影区。
那为什么有时候能看到日全食，有时候只能看到日环食呢？这缘于地、月、日系统的一个非常微妙的巧合，月球的直径大约是太阳的四百分之一，一个惊人的巧合是，地球到月球的距离也恰好是地球到太阳距离的四百分之一，这就使得从地球上看过去，太阳和月亮几乎是一模一样大。也正是因为这个巧合，中国古人才会把太阳称为阳，月亮称为阴，因为在人们的眼中，这两样东西的大小地位差不多。但是科学却告诉我们，眼见不一定为实。
不过，毕竟在四百分之一前面还有个大约两个字，地球绕日轨道是一个椭圆，因此就会有远日点和近日点之分，而月球绕地球的公转轨道也同样是一个椭圆。这就导致了，每次发生日食的时候，地、月、日这三者的相对距离都是不同的，因此，有时候从地球上看过去，月亮会比太阳大一点点，这时候人们就会看到日全食，而有时候，月亮会比太阳小一点点，无法完全遮住太阳，这时候，人们看到的就是日环食了。6 月 21 日在地球日食带的本影区中的人能看到的就是一次日环食天象。
尽管到时候太阳只剩下了一根细细的、美丽的金环，但太阳真的比你以为的要亮很多，如果你用肉眼去观看，你还是会感觉亮得睁不开眼睛，这一点跟日全食很不一样。所以，想要欣赏迷人的日环食，你需要一副日食眼镜，保护眼睛很重要，推荐上海科技馆的官方淘宝店，品质会有保障。
每次到了日食来临的日子，几乎所有的文章都会赞叹太阳的美丽，无数的小学生这一天写作文会写道：万物生长靠太阳，太阳是一切生命的源泉……，在几乎所有的文学作品中，对太阳都是正面的描述，最坏的描写无非也就是“骄阳似火、烈日当空”。
但是，科学家却比文学家对太阳有着更深刻的认识，人类中的科学家们从未放松对太阳的警惕，因为，太阳也有着令人胆寒的一面，它也很有可能给现代社会带来难以估量的大灾难，这并不是遥远的未来才有可能发生的科幻，这个阴影其实一直笼罩着现代文明。天文学家们意识到这一点的时间其实很短，仅仅是在161 年前的 1859 年，才被一位叫做卡琳顿的英国天文学家意识到。
理查·克里斯多福·卡林顿（Richard Christopher Carrington，1826年5月26日－1875年11月27日）
公元 1859 年 9 月 1 日早上，33 岁的英国天文学家卡林顿走进了自家设备齐全的天文台。这一天早上，万里无云。他走进天文台圆顶，开始用漂亮的黄铜材质的望远镜观测太阳。中午 11 点 18 分，正当他要准备收工的时候。令人震惊的一幕在毫无征兆的情况下突然出现了，有两团水珠状的白光出现在一大群太阳黑子中间，光芒亮如闪电，但外形不是像闪电一般的锯齿状，也不像闪电一样稍纵即逝，而是一直在闪耀。
卡林顿一时措手不及，他以为是有一道太阳光透过了固定在望远镜上的遮阴板。他伸手摇了摇望远镜，希望能让不需要的太阳光快速离开影像。但这道光芒却依然留在太阳黑子群中间。卡林顿终于意识到，不管这是什么，这并不是来自其他地方的反射光，而是来自太阳本身。卡林顿看得目瞪口呆，那两团光芒愈来愈强烈，最后竟然变成了如同两个肾脏一般的形状。
由于看到的景象太震惊了，他居然在望远镜前呆呆地坐了一个多小时，几乎连动都不敢动，因为他想那些诡异的光芒会不会再度亮起呢？然而太阳没有再出现任何异常。
之后，卡林顿开始进行数学计算。光芒持续了不过5分钟，但在这短短的时间中，就已经穿过56000千米（几乎是地球直径的4.5倍）。要做到这一点，光芒必须以每小时67.6万千米的速度移动。如此惊人的速度已经超出卡林顿的认知范围，因为维多利亚时代的人习惯的是蒸汽火车每小时几十千米的速度。然而惊人的数字还不止这些，从他画的图上那道光芒的范围来判断，大概有地球这么大。
第二天晚上，人类历史上有记录以来规模最大的一次极光突然降临地球。一般来说，极光只有在地球的两极附近才能看到。可是，1859 年的这次极光却延伸到南北回归线附近。
在百慕大地区，睡梦中的居民被强烈的极光照醒而睁开了眼睛。一位住在古巴圣地亚哥的西班牙裔技工告诉大家，当地人误以为世界末日来了。在牙买加的金斯敦，大多数人也认为地球即将毁灭，他们认为红色的天空表示古巴已被烈火吞噬。虽然也有人认为这些光芒就是极光，但大多数人并不相信，因为极光从未出现在纬度这么低的地方。
极光也出现在大洋洲和太平洋。在大洋洲南部的卡潘达，鲜亮的粉红色光芒照亮了南方的天空。同样的景色一直持续到晚上9点，月亮出来后，极光的强度增加了，比原来的月光更强，感觉就像黎明提早来临，暖色系的天空转成蓝色系。
在欧洲，几乎所有的城市都能看到前所未有的极光舞秀。这一天晚上，极光打破了纬度最低的纪录。圣萨尔瓦多的《国家公报》报道，在北纬13度18分的拉乌尼翁也出现了极光。北纬 13 度是什么概念，海南岛大约是北纬 20 度左右，13度相当于泰国曼谷的纬度了。
正是这次史无前例地震撼天象，让科学家们认识了太阳耀斑爆发和太阳磁暴，这两者是相生相伴的。1859 年的这次磁暴，让当时的电报通信网络几乎彻底瘫痪，因为磁暴会让电器产生感应电流。在美国的很多电话局，从电报设备上爆出巨大火花，都打到旁边的金属架上。当天晚上所有的通信都瘫痪了。电弧持续了很久，办公室里充满了烧焦的木头及油漆味道。甚至在华盛顿特区，一位电报操作员被一个巨大的电弧击晕。在欧洲各地都是一样的描述——伴随着强烈的极光，电报通信一度瘫痪。
在之后的 100 多年中，人类科技迅速发展，电子电器设备像是蛛网一样渗透进人类社会的每一个角落，幸运的是，1859 年这样的太阳磁暴再没有发生过。这种平静直到 2003 年的万圣节才被打破，在10月末到11月初，太阳耀斑和喷发反复地侵袭地球。在这段时间里，无线电通信变得不再可靠，卫星电视接收变得时有时无，某些国家的移动电话无法接通，GPS读数不准确……然而，2003 年万圣节磁暴的强度仅有 1859 年那次强度的五分之一。
后来，当科学家们观看太阳监测卫星 SOHO发回来的影响时，所有人都倒抽了一口凉气，我们又幸运地逃过了一劫。在影像中，可以清晰地看到最后那次巨大的太阳耀斑闪光幸好是发生在太阳的侧面，没有正对着地球。如果正对着地球，天知道会发生什么。现代社会对电器设备的依赖程度与 161 年前已经完全不可同日而语了。
1859 年那样规模的太阳磁暴平均多少年会爆发一次？还有没有可能爆发更大规模的太阳磁暴？这种规模的太阳磁暴会对人类的电网和通信网络出生什么样的影响？这些问题，现在都没有答案。唯一清楚的是，绝不能放松对太阳的警惕，也不能放松对太阳的观测、研究，只能祈祷在下一次令人恐怖的太阳磁暴来临之前，人类已经做好了足够的防御措施。
今天的这些科学故事，都详细记录在上海教育出版社出版的《太阳王》这本书中，在日食来临的日子，我给大家推荐这本专门讲太阳的经典科普书，我在我的电台节目 科学有故事 中也详细解读了这本书，也欢迎收听，它会让您对太阳有一次全新的认知。
好，这就是本期的汪诘杂谈，咱们下期再见。