2024年4月8日的日全食：美國100年來持續時間最長、最明顯的日全食 _日全食

2017年8月21日從俄勒岡州胡德山國家森林看到的日全食期間的日冕。（圖片來源:Paul Souders/Getty Images）
據美國太空網（喬·拉奧）：如果我們將4月8日的“北美大日食”與過去一個世紀的其他日食進行比較，它會排在第幾名？
實際上，它會排在列表的前列。
在過去的100年里，從1925年（含1925年）到2024年，我們采樣的75次日全食的最長持續時間（包括日環食/日全食和非日全食）平均為3分13秒。順便提一下，根據比利時地球和行星科學家、天體力學專家讓·梅烏斯的說法，日全食的絕對最長持續時間是7分32.1秒。
因此，當日全食持續時間超過4分鐘時，它當然應該被視為一次異常的日食。4月8日即將到來的日全食將在墨西哥中北部持續4分28.2秒。在我們抽樣的75次日食中，29次屬于“四分鐘或更長的俱樂部” ， 4月8日的日食在持續時間方面排名前25% 。
更引人注目的是在這100年的時間框架內跨越美國邊界的總和之間的比較。
不包括我們單獨保存的2024年日食，在這次特別調查中有14次日食。其中一次（1930年4月28日）是罕見的“混合”或環形日全食，日全食路徑的一部分產生了（盡管非常短暫）日全食，經過了西部五個州的部分地區。
將2024年4月8日的日食特征與其他的13次進行比較，以下是我們的發現:
持續時間:這14次美國日食的全食時間平均為1分58秒。按照這個標準，7次月食“高于平均水平”，而13次月食中只有兩次超過3分鐘（1970年3月7日和1991年7月11日）。除了4月8日在南德克薩斯州發生的持續4分27秒的全食之外，只有1991年的月食持續時間超過4分鐘。
最高高度:日食發生時太陽在天空中的位置越高，就越有可能遠離陰霾或云層。即將到來的4月8日事件的值為69（在南德克薩斯州）。美國其他14次日食的平均高度不到太陽高度的一半，為32° 。這13顆行星中有4顆的太陽位于天空的一半以上（大于45°）。然而，請注意，14次中第二有利的是1930年4月28日的環形合相，高度為62°，合相時間僅為1秒！
最大路徑寬度:在月全食時，月亮投在地球表面的陰影呈橢圓形。陰影看起來有多橢圓是由太陽在地平線上的高度控制的。美國14次日食的平均路徑寬度為89英里。即將到來的4月8日日食在這一類別中的價值為108英里，但僅次于1979年2月26日、1991年7月11日和1990年7月22日的日食。
事實上， 1979年日食的寬度比2024年日食的寬度大83英里。

1979年2月26日在加拿大馬尼托巴省卡伯里看到的日全食。（圖片來源:Alan Dyer/Stocktrek Images/Getty Images）
然而，應該指出的是，在1979年的日食中，太陽的最高高度只有24°（在北達科他州西北部的波特爾鎮附近），陰影相當傾斜地照射到地球上。因此，本影在地球上的投影形狀是一個高度拉長的橢圓形，沿其路徑和橫穿其路徑分別為83×191英里。與此同時， 4月8日，在德克薩斯州南部，日全食的高度將達到69度——幾乎是1979年的三倍。因此，2024年月球陰影的形狀將更接近圓形，而不是拉長的橢圓形。
換句話說，在1979年北達科他州，在全食中期，位于日食軌跡中心的人距離本影前緣或后緣不超過41.5英里，另一方面，在4月8日南德克薩斯州日食軌跡中心的全食中期，觀測者將距離本影陰影的前緣和后緣多達54英里。
可見區域:日全食似乎有避開主要人口區域的反常習慣。雖然在我們的14次日食樣本中，確實有幾次日食經過了大都市地區（1925年在紐約；明尼阿波利斯1954年；波士頓1959年），大部分觀眾主要是由小城鎮和社區組成。即使是1970年發生在大西洋沿岸的日食，陰影也完全錯過了人口稠密的東北走廊。經歷過日全食的最大人口中心是弗吉尼亞州諾福克-樸茨茅斯都會區:508，000人。整個日全食區的人口總數可能不到200萬。
相比之下，2017年8月的日全食從東海岸到西海岸，共有1100萬觀眾觀看。但令人印象深刻的是，即將到來的4月8日日食將經過從德克薩斯州到新英格蘭北部的許多大都市地區，估計有3200萬人有機會親眼目睹這一驚人的奇觀。
很有可能，即將到來的4月8日月食將代表美國歷史上最大規模的沉浸在月球陰影中的人群聚集！

2024年4月8日日全食的全食路徑圖。（圖片來源:GreatAmericanEclipse.com）
遙遠的過去...在不久的將來:從我們到目前為止所注意到的一切來看，很明顯，就美國而言，2024年4月8日的日食是非常特殊的。事實上，只有另外一個事件我們可以與之進行合理的比較。那就是1806年6月16日的日食。那一天，月亮的陰影橫掃北美，穿過中西部北部，并繼續穿過紐約州和新英格蘭。從全食持續時間的角度來看，這次月食是整個19世紀北美大陸最精彩的一次月食，直到21世紀中葉才有望與之媲美。
1806年的日全食在馬薩諸塞州馬布爾黑德附近（波士頓東北部）持續了4分53秒，日全食發生在太陽接近天空最高點70°時，距當地中午僅半小時。
直到2045年8月12日的日全食，美國本土才會第一次經歷超過6分鐘的日全食。這一獨特事件的全食預計最長持續時間為6分6秒，在佛羅里達州圣露西港附近；美國歷史上最長的全食。標記您的日歷！
然而，在此之前，美國在1806年至2045年間最好的日全食將是2024年4月8日。
喬·拉奧是紐約海登天文館的講師和客座講師。他為自然歷史雜志、農民年鑒和其他出版物撰寫天文學文章。