为什么会有日食和月食

太阳、地球和月球的结合非常美妙，给我们带来了日食、月食这样壮美的天文现象。古时候，当日食或者月食发生的时候，人们会恐慌或迷茫，认为它们会带来灾祸。后来人们了解到，日食和月食都是有规律的天文现象。

当月球运行到地球与太阳之间时，会遮挡住太阳，形成阴影。阴影可分为本影、伪本影和半影。在本影区，太阳被完全遮挡，看到的就是日全食；在半影区，太阳光只被部分遮挡，看到的就是日偏食；而在伪本影区，太阳的中心被遮挡，但从太阳边缘射来的光未被遮挡，所以看到的是日环食。日食发生时，月球的影子会在地球表面划过一条日食带，在这条日食带内的人们就能在不同时间内欣赏到日食。

日偏食全过程，2012年5月21日摄于上海交大

还有一种非常特殊的日食现象，即日全环食。这种日食发生的时候，在日食带中的某些区域可以看到日全食，而某些区域的人们看到的是日环食。中国是世界上最早对日食进行观测和记录的国家之一，最早的日食记录距今已有4000多年。

相似地，当地球运行到月球和太阳之间的时候，月球进入了地球的影子，就发生月食现象。月食分为月偏食、月全食以及半影月食。由于地球的投影比月球的角直径要大很多，因此没有月环食。最美丽的月食现象当属月全食，月全食是月球完全进入地球本影而造成的现象。月全食时，整个月球呈现出古铜色。在星空的映衬下显得尤为漂亮。月全食发生前后也都会经历月偏食过程。月偏食是月球部分进入地球本影区域时发生的现象。半影月食发生的时候，月球表面亮度变化不大，不易被人们所察觉。

2008年8月1日新疆地区日全食食甚时的照片

尽管日食、月食每年发生的情况不尽相同，但经过长期的观测、记录和计算，人们还是总结出了日食、月食的规律。2000多年前的巴比伦人就发现了“沙罗周期”，约为6585.32天，即18年零11天左右。“沙罗”是拉丁文“重复”的意思，因为每过一个沙罗周期，月球就会再次回到与地球和太阳的相对位置相同的同一点。也就是说，如果在某一时刻发生了日食或月食，那么经过一个沙罗周期，又会再次发生日食或月食。但由于沙罗周期有0.32天的“零头”，因此如果一个地方发生日食或月食，要经过三个沙罗周期，也就是约54年后的同一时刻，日月食才会在此地再次发生。沙罗周期实际上是月球运行的三种周期：朔望月（月相盈亏的周期）、交点月（月球回到其公转轨道平面与黄道平面交点的周期）、近点月（月球回到近地点的周期）的公倍数。在中国汉代的《太初历》中也发现了一个日食、月食周期，称为“三统历周期”，为3986.62965日，这与146.5个交点月大致相等。如今，科学家可以更详细地计算出何时何地可以看到何种日食或者月食现象。这个时间甚至比我们用的手表还要准确呢。（汤海明）