本帖最后由 kson 于 2009-6-30 10:49 编辑
如何观测和拍摄日全食
撰文：李建基（广东天文学会常务理事）
2009年7月22日上午将发生日全食，这是廿一世纪可看到月亮遮掩太阳时间最长的日全食，全食时间最长可达6分39秒，最大食分为1.0799，全食带最大宽度为259公里。全食时间从上午8时53分开始，至12时18分结束，历时3小时25分。我国成都、重庆、武汉、合肥、杭州和上海等地可观测到日全食的全过程。对同一地点而言，平均375年才可看到1次日全食。因此，这次日全食，对于中国大多数的天文爱好者来说，是距离最近、花钱最少、花费时间最短、目睹人数最多，而观测到全食时间最长的1次日全食。如果错失这次良机，在我国再次看到日全食，就要再等25年（2034年3月20日，西藏、青海部分地区可看到日全食）。至今，我已成功地观测了3次瑰丽、奇特、迷人的日全食天象，每次都是晴空万里。时间、地点是：1995年10月24日，泰国；1997年3月9日，黑龙江漠河；2008年8月1日，甘肃酒泉。
如何物色观测场地
这次日全食，横穿中国中部地区的长江流域。全食带首先在不丹的西部进入我国的西藏。全食带中心线在西藏错那、林芝和芒康的南面穿过；并恰好扫过林芝的察隅地区。全食带中心线进入四川省，在稻城、石棉、峨眉山、乐山市和内江市的北面经过；在康定、雅安市、眉山市、资阳市、遂宁市和广安市的南面经过。全食带中心线进入重庆，在重庆市的北面经过。全食带中心线进入湖北省，在恩施市、荆州市、武汉市和黄冈市的北面经过；在宜昌市、荆门市、孝感市和麻城市的南面经过。全食带中心线进入安徽省，在安庆市、池州市的北面和铜陵市、宣城市的南面经过。全食带中心线进入浙江省，在杭州市、绍兴市、宁波市和舟山市的北面经过；在湖州市和嘉庆市的南面经过。
从“2009年7月22日中国日全食中心线数据表”中得知，我国最早出现“食甚”时间是7月22日上午9时00分54秒（北京时间），最迟是9时43分54秒，历时43分钟。日全食持续时间：最短是4分13.3秒，最长是6分07秒。日全食带宽度（南北方向），最短是226公里，最长是251公里。食甚时太阳高度角：最小是23度，最大是60度。太阳高度角大，有利有弊。高度角过大，可能难以把日全食与地面景色有机地、艺术地融合在一张相片里。食甚时太阳方位角在78度至102度之间。方位角是指：正北为0度，正东为90度，正南为180度，正西为270度。如果我们拍摄日全食“葫芦串”相片，预先知道了“食甚”时太阳的高度角和方位角，就可在相片的中央或最佳位置给太阳预留1个理想的“空位”。
同样是出现在我国的日全食，今年与去年相比：一是全食时间长了，去年不到两分钟，很多人还未来得及拍摄日冕和地面景色，生光就出现了，天文爱好者大呼不够过瘾；今年我国全食时间至少有四分钟，最长可达六分钟，对于进行各种拍摄和观察来说，有比较充裕的时间。二是全食时，太阳地平高度角大了，去年只有几度至20多度；今年最小有23度，最大可达60度。一般来说，观察日全食，太阳高度角大于30度就不错了，高度角太大，可能对摄影取景带来不利。高度角小，可把日全食与地面景物一起拍摄；高度角大，地面景色与日全食等一起拍摄难度增加，太阳成像变小，并且需要广角镜头。三是日全食中心线，去年是由西北向东南方向移动，经度与纬度变化大，即使有GPS在手，也较难寻觅到日全食中心线的准确地点；今年，从重庆市至浙江省嘉庆市，日全食中心线基本上在北纬30.2度至30.8度之间，因此，在此区域内，无须看经度，只要知纬度，就可了解到您所处的地点是否在日全食中心线的位置上。因此，今年有地图、指南针和GPS，就很容易寻觅到日全食的中心线。
今年的日全食，最令日全食观测者感到变幻莫测可能是天气了。长江流域七月的天气，变化无常，事前难以把握。从“中国各地7月份气候数据表”中了解到，在10多个城市中，成都的降雨量最多，日照百分率最少，平均总云量和平均低云量偏多，计划到成都地区观测日全食的公众，要做好思想上和心理上的准备，观测地点要随机应变。从表中还看到，武汉的平均低云量最少，日照百分率偏高，平均总云量偏少，能目睹到日全食的几率较高。但最要紧的是，在日全食前几天，收看中午12时25分和晚上20时30分中央电视台第一套节目的天气预告，根据气象云图的变化趋势来确定到何处观测日全食。
如果要提前1个月就要确定到何处观测日全食，选择湖北武汉地区可能较好。这是因为武汉地区交通便利，可选择坐飞机、火车和汽车到达武汉。其次，湖北地区高速公路发达，其中武汉市至恩施市在这东、西方向几百公里的高速公路上，其全部高速公路都在全食带内。再有，武汉朝东方向可到安徽省的安庆市、池州市、铜陵市和宣城市观看日全食；武汉朝西方向可到荆州市、宜昌市和恩施市观看日全食。在恩施市：向西可进入重庆市的忠县和垫江；甚至再往西进入四川省广安市观测日全食。综上所述，在武汉地区，向东和向西合计，可有近1000公里的高速公路上可目睹到日全食。除非在这1000公里的高速公路上都乌云密布，才会全军覆没。
如何选择摄影器材
一、相机。近几年，单反数码相机逐渐代替了单反胶卷相机，单反数码相机的光学像素大多数都在1000万以上。单反胶卷相机用的是胶卷，单反数码相机用的是CF卡（存储器）。胶卷有负片和正片两种，正片又叫反转片和幻灯片。负片曝光宽容度大，即稍曝光过度或曝光不足也可以。而正片宽容度小，稍曝光不足还可以，但稍曝光过度就不行，甚至报废。对于单反数码相机的摄影，它的性质也和正片相似，即不能曝光过度，但可稍曝光不足。因为如果拍摄出来的相片有些曝光不足，以后可以在电脑图片软件中修正。
善用相机曝光补偿功能很重要，相机的曝光值EV有-2档至+2档之间以三分之一档的幅度调节。通常，拍摄一般景物，曝光值用0档，即曝光既不过又不欠。但在2008年8月1日，我拍摄的日偏食，曝光值采用-0.3档比0档拍摄效果更好。即在数码相机的拍摄中，曝光值在一般情况下，也应采取宁欠勿过的原则。
单反数码相机可分为全画幅相机和非全画幅相机两种。对于同1个镜头焦距来说，全画幅单反数码相机拍出来的相片与单反胶卷相机是一样的，但非全画幅相机拍出来的相片焦距会大于该镜头的焦距。如佳能单反数码相机，镜头焦距要乘上1.6，即100毫米焦距镜头拍出来的相片相当于单反胶卷相机160毫米焦距镜头拍出来的相片；如尼康和索尼的单反数码相机，则要乘上1.5，即100毫米焦距镜头拍出来的相片相当于单反胶卷相机150毫米焦距镜头拍出来的相片。镜头焦距增长，这对于拍摄日全食相片是有利的。
数码相机的感光度ISO有100、200、400、800、1600和3200等规格。拍摄日偏食和明亮的景物时，用感光度100就可以。拍摄日全食及其地面景物时，可采用感光度200至800甚至更高的规格。除了具备相机，还应具备稳固的三角架、云台、快门线、巴德膜和相机与望远镜的接环等。长焦镜头拍摄，可选用质量好的万向云台，即可旋转任何角度的云台。
二、镜头。拍摄日全食相片，可选用相机镜头。通常，镜头焦距在300毫米以上就可拍摄日全食。如果焦距不够长，可加上1个增距镜，增距镜通常有X1.4和X2两种。X2的增距镜接上后，镜头焦距可增加1倍，但光圈数值也增加1倍（实际光圈通光量变小了）。例如1支焦距为400毫米，光圈为2.8的镜头，接上X2的增距镜后，焦距就变成800毫米，光圈就变成5.6（光圈数字越大，通光量越小）。镜头接上增距镜后，相机拍出来的相片质量稍变差。
三、望远镜。望远镜有3种：折射望远镜、反射望远镜和折反射望远镜。拍摄日全食，通常采用折射望远镜。因折射望远镜体积小、重量轻，携带方便；其次是焦距适中，光圈较大，可不用赤道仪（自动跟踪）。折射望远镜拍摄日全食的口径通常是80毫米，焦距是500毫米以上。对同一口径的同类望远镜来说，焦距越长，光圈就越小。反射和折反射望远镜，通常口径较大，焦距较长，光圈较小。对同一拍摄条件来说，光圈越小，曝光时间就越长。因此，大口径的反射望远镜和折反射望远镜，由于焦距较长，光圈较小，需配上赤道仪自动跟踪，效果才显露出来。用望远镜来拍摄天体，要准备1个与相机连接的“接环”。不同牌子的相机，“接环”是不相同的。
如何观测拍摄
一、倍利珠的拍摄。倍利珠的特点：一是持续时间短，只有一、两秒钟，稍瞬即逝；二是过程亮度变化大，瞬间从很亮变成很暗（食既），或从很暗变成很亮（生光）。拍摄的要点：1、在食既发生前几秒钟，把望远镜或长焦镜头前的滤光片除去。2、把相机拍摄模式调至连拍的位置，即每秒能拍几张。3、把相机拍摄方法调至光圈先决（A）档，通常是用最大光圈，或调至自动（P）档，但不能用手动（M）档，因为当倍利珠亮度变化时，其连拍的曝光调节不能随拍摄对象的光线变化而变化，不是曝光过度就是曝光不足。4、用手动对焦，把对焦调至无限远，并作适当的来回微调，以求对焦十分准确。5、把曝光值EV调至-0.3档或0档。6、把感光度ISO调至400或800。
当食既还有一、两秒发生时，就按下快门。这样，通过连拍，就能把倍利珠出现的全过程拍下来。拍完后，看看曝光是否准确。如果曝光稍过度，下次（生光前）拍倍利珠时，把曝光值稍调低一些；反之，则把曝光值稍调高一些。
二、日珥和色球的拍摄。由于日珥和色球与倍利珠几乎同时出现，因此，拍到倍利珠，通常都可拍到日珥和色球，它们拍摄的方法基本相似。但它们之间的亮度差别较大，能拍到日珥和色球的难度更大些。如果专门拍摄日珥和色球，望远镜比相机长焦镜头要好，长焦镜头比短焦镜头好些，感光度ISO高一些比低一些要好，镜头光圈大比镜头光圈小好些，快门速度快比慢要好，连拍比单拍要好，曝光准确比曝光过度要好。
三、日冕的拍摄。拍完倍利珠（食既后），可把相机感光度ISO调至400至1600之间拍摄日冕。由于这次全食时间长达5分钟左右，因此，我们可以有时间多拍一些花样。如采用不同的曝光值，多拍几张曝光不足和曝光过度的日冕相片。调节相机用不同的色温拍摄，可拍出彩色的日冕。如用高色温拍摄，可拍出蓝色的日冕；如用低色温拍摄，可拍出红色的日冕。可变换不同镜头的焦距拍摄。用长焦距拍摄，可拍到日冕的特写；用短焦距拍摄，可拍摄到日冕及其水星、金星和地面景物。如用赤道仪自动跟踪长时间（几秒至几十秒）广角拍摄，可拍摄到日冕、水星、金星及其众多亮恒星。这次日全食，水星在太阳的东面，两者角距约10度；金星在太阳的西面，两者角距约44度。要把水星、金星和日全食拍在同一张相片里，今年比去年难度大。
四、日全食“葫芦串”的拍摄。器材需要三角架、快门线、相机及短焦广角镜头和巴德膜（滤光镜）。知道“食甚”时太阳的高度角和方位角很重要。比如在湖北武汉拍摄日全食葫芦串，从表中可知，食甚时，武汉太阳高度角是48度，方位角是93度（几乎是正东方向）。相机取景时，要把全食时太阳的方位放在照片的中央或最佳的位置，如有可能，还要把地面景物摄进去。去年拍摄日全食“葫芦串”，太阳移动的高度角是由大变小（太阳逐渐接近地平线）；今年拍摄日全食“葫芦串”，太阳移动的高度角是由小变大（太阳逐渐接近天顶）。相机固定好后就不要移动，对好焦，在初亏的前夕，每隔5分钟或6分钟拍摄1张相片。其中在食甚期间，要用不同的曝光量，即曝光不足和曝光过度各拍几张相片，这张相片准确的曝光最重要，这是关系到日全食葫芦串照片的成败。因为日全食葫芦串照片的蓝本，就是从这张照片采用电脑软件剪辑处理而成。
五、摄像机的录音与拍摄。可拍摄日全食的全过程，重点是从食既到生光这段时间。我们可在“食既”前靠近摄像机大声报时：“现在是北京时间几时几分几秒”。“生光”过后，我们又可以对着摄像机再次报时。日全食结束后，综合这两次报时和摄像、录音的情况，我们就可整理出当地食既和生光的出现时刻以及日全食的持续时间。由于这次日全食的时间较长，当食既发生30秒钟后，可把镜头转向拍摄四周地平线的天空及其地面景物，还可拍摄周围人物的紧张活动与呼叫对话。当还差60秒就“生光”时，我们再次把镜头对准黑太阳进行拍摄。
六、地面景物的拍摄。由于这次日全食时间长达几分钟，因此，有时间腾出来观测日冕以外的景物。我们可以在东、南、西、北方位，对地平线的景物进行拍摄，拍摄禽畜活动及其花草树木的情况，拍摄同好活动的剪影。全食期间，拍摄景物，建议不要用闪光灯，而要用三角架拍摄。
七、小孔成像和日冕的观察。当时间还有10多分钟就到“食既”，太阳变成“娥眉月”，此时是观察小孔成像的最佳时机，注意附近树木树叶及其自己的影子，可能有意想不到的收获。“食既”发生10秒钟后，就可拿起双筒望远镜直接用肉眼观察黑太阳及其日冕的形态细节。30秒钟后，放下双筒望远镜再观察其它的景物。“生光”10秒钟后，仍然可以观测小孔成像的有趣景象。
八、气象要素的观测。日全食期间，由于月亮遮掩太阳，引起太阳辐射量的改变而导致天气气象要素的变化。我们可以携带气压计、温度计、湿度计、风向标和风速仪等气象仪器观测日全食期间气压、温度、湿度、风向和风速等情况。一般在日食初亏前1小时进行观测，以后每隔30分钟观察记录1次。食甚期间，观察时间可缩短到15分钟1次。观察的仪器，不能被阳光直射，也不要直接放在地面上，以免受地温影响。
综上所述，观察拍摄日全食，此前要对观测拍摄的器材十分熟悉，要多练习拍摄太阳和月亮。事前要做好一个周详的观测计划和方案，特别在“食既”前10钟至“生光”后10分钟，什么时候做什么事情，都要列出一个详细的时间表，用预定的计划方案指导自己的观测行动。
本文摘自《天文爱好者》2009年第5期第26至28页 |
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