凌日

凌日即指太陽被一個小的暗星體遮擋。這種小的暗星體經常是太陽系行星。也可以解釋為凌日是內行星經過日面的一種天文現象。水星和金星的繞日運行軌道在地球軌道以內，稱內行星。如果這兩顆行星的一顆恰好從地球與太陽之間經過，地球上的觀察者就會看到有一個黑點從太陽圓面通過，需時大約為一個多小時，人們把這種現象稱為凌日。顯然，地球上的人們能看到的只有水星凌日和金星凌日，如果人類能夠站在火星觀測，則可以看到地球凌日的勝景。凌日一般以小時為計算單位。天文學家推測，2004年至2012年的凌日均為6小時左右。

122年前的(1882年)金星凌日照片。

金星，呈金黃色，是天空中最亮的星體，亮度抵得上15顆天狼星。金星，中國古稱“太白金星”，若處晨稱“啟明星”，若處黃昏則稱“長庚星”。金星是距離地球最近的行星，平均距離約4150萬千米。金星半徑為6073千米，比地球半徑僅小300千米，體積是地球的0．88倍，質量是地球的五分之四，平均密度略小於地球。因此，人們常稱金星是地球的姐妹行星。令人費解的是：金星自轉方向為由東向西（與地球自轉方向截然相反），所以金星上看太陽竟是西升東落。而且，金星自轉周期長達243天，比繞日公轉周期224．7天還長，所以金星上的一晝夜相當於地球上的117天。金星的表面溫度高達447攝氏度。

又由於水星、金星是位於地球繞日公轉軌道以內的“地內行星”。因此，當金星運行到太陽和地球之間時，我們可以看到在太陽表面有一個小黑點慢慢穿過，這種天象稱之為“金星凌日”。天文學中，往往把相隔時間最短的兩次“金星凌日”現象分為一組。這種現象的出現規律通常是8年、121.5年，8年、105.5年，以此循環。據天文學家測算，這一組金星凌日的時間為2004年6月8日和2012年6月6日。這主要是由於金星圍繞太陽運轉13圈后，正好與圍繞太陽運轉8圈的地球再次互相靠近，並處於地球與太陽之間，這段時間相當於地球上的8年。公元17世紀，著名的英國天文學家哈雷曾經提出，金星凌日時，在地球上兩個不同地點同時測定金星穿越太陽表面所需的時間，由此算出太陽的視差，可以得出準確的日地距離。可惜，哈雷本人活了86歲，從未遇上過“金星凌日”。在哈雷提出他的觀測方法后，曾出現過4次金星凌日，每一次都受到科學家極大重視。

他們不遠千里，奔赴最佳觀測地點，從而取得了一些重大發現。1761年5月26日金星凌日時，俄羅斯天文學家羅蒙諾索夫，就一舉發現了金星大氣。19世紀，天文學家通過金星凌日搜集到大量數據，成功地測量出日地距離1.496億千米（稱為一個天文單位）。當今的天文學家們，要比哈雷幸運得多，可以用很多先進的科學手段，去進一步研究地球的近鄰金星了！

人們用10倍以上倍率的望遠鏡即可清楚地看到金星的圓形輪廓，40-100倍率左右的望遠鏡觀測效果最佳。雖然觀測這次“金星凌日”難度不算很大，但天文專家提醒，在觀看時，千萬不能直接用肉眼、普通的望遠鏡或是照相機觀測，而要戴上合適的濾光鏡，同時觀測時間也不能過長，以免被強烈的陽光灼傷眼睛。

此次金星凌日從北京時間6月8日13時13分左右開始，前後持續6小時左右。圖為金星凌日觀測指導。

這次金星凌日雖然說用肉眼也許也能看到，但效果總不會太好。如果您有望遠鏡——無論是小型觀景望遠鏡還是天文望遠鏡——都可以獲得更好的效果。10倍以上的倍率即可清楚地看到金星的圓形輪廓，40-100倍左右觀測最佳。天氣好的話，還可以看到由於金星濃厚的大氣折射成的光圈，景象尤為壯觀。如果當天日面上黑子較多，還可能出現金星掩太陽黑子的現象，使凌日的過程更加有趣。

正規的凌日觀測要進行描圖，因此要選擇帶有投影屏的天文望遠鏡。一台帶有赤道儀並配備有電跟的望遠鏡會使你在長時間觀測中更加輕鬆。

在我國的大部分地區，凌日大多從13點左右開始。因此，想觀測的朋友們應該在中午之前做好準備，以保證活動有條不紊地進行。下面我簡述一下用赤道式望遠鏡的投影法觀測方法。

在入凌前，要把表對得盡量準確，應儘可能的調整好極軸，並把東西線畫好(或把觀測用紙調整好)，把太陽上的可見黑子描繪於觀測用紙上。描圖時，要注意手不要壓屏幕，頭不要碰屏幕，盡量保持屏幕穩定，增加準確度。描完黑子后，就進入了準備的最後階段。這時，眼睛要目不轉睛地注視日面的東邊緣，當看到圓滑的邊緣像日食似的剛開始缺了一小塊時，意味著凌日開始了。應立刻記下時間，這便是入凌時的外切時間(日面東邊緣與金星西邊緣外切的時刻)，並描出外切的位置。同樣，也應記下入凌時的內切時間(日面東邊緣與金星東邊緣內切的時刻)，描出內切的位置。這時，整個金星已經完全處於太陽的圓面之內了。從此刻開始，要每隔半個小時把金星的位置在同一張觀測用紙上描繪一遍，在每個位置上註明時間，直至即將出凌。在此過程中，您可以盡量欣賞這百年一遇的奇觀，看看

是否能看到光暈。整個凌日過程將持續6個小時，為了保證儀器的安全，不要總是讓儀器工作，同時也要防止中暑。在休息時，蓋上鏡頭蓋，關掉電跟(如果有的話)，儘可能的讓儀器冷卻。由於投影觀測不用深暗的濾光片或根本不用，目鏡片的溫度常達到幾百度！因此要謹防燙傷和鏡片炸裂，不要用手靠近目鏡。

太陽向西方地平線緩緩沉去，眼看著金星就要移出日面了，觀測又緊張了起來。在出凌時，也要像入凌一樣把兩個切點位置標出。在我國，有很大一部分地區都很難看到完整的出凌，但帶凌的日沒也是一個很好的景觀；如果您看到了整個出凌，不要忘記記錄！如果太陽的光被霧氣消減得過多，投影法觀測不能繼續進行時，可以利用目視觀測。有興趣的話，可以不用望遠鏡，試試能否看到金星。這時，太陽往往被折射得很大，角直徑接近一角分，金星的黑影也異常明顯，眼力不太好的人也能看到。

隨著天色暗下來，觀測活動也接近了尾聲。欣賞一下日落的美景，收拾收拾東西，也該回家了。怎麼樣？收穫不小吧！如果你認真觀測了的話，應該得到一張滿滿的觀測表。到家以後，整理數據，最好寫篇觀測日記，當你以後看起來時，又會是一番感受。如果您沒有抓住機會，也沒關係，在2012年還會有一次金星凌日，一定要注意呀，否則就要再等上一百多年了！

金星入凌和出凌時，細心的觀察者可能會發現所謂的“黑滴”現象。實際上，當我們對著光亮，將兩個手指逐漸靠近，當很接近的時候，可以發現儘管手指還沒有接觸，就能夠看到上下手指之間有陰影把它們聯繫了起來，像是手指間有水滴一樣，這就是所謂的“黑滴”現象。

在凌始內切和凌終內切時，即太陽邊緣和內行星邊緣互相靠得很近即將接觸時，會 發現有非常細的絲線將兩個邊緣連接，這就是凌日時的黑滴現象。成因是我們大氣層的視寧度、光的衍射以及望遠鏡“極限解析度”的等多種作用造成的視輪邊緣的模糊。除此之外，在入凌和出凌階段，有時候金星視面邊緣會鑲上一絲極細地“暈環”或“光環”。這個“暈環”是由於金星大氣層頂部反射、散射陽光形成的。使用目鏡投影方式可看到它，但如果將望遠鏡加濾光片，則會更清楚。“暈環”大小的變化，環亮度是否均勻，是否能在太陽圓輪的背景下看到，這些都是很有意思的。

902年11月26日金星從日面北緣掠過

910年11月24日

1032年5月24日至25日

1040年5月22日

1145年11月26日金星從日面北緣掠過

1153年11月24日

1275年5月26日

1283年5月23日

1388年11月26日金星從日面北緣掠過

1396年11月23日至24日

1518年5月26日

1526年5月24日

1631年12月7日

1639年12月4日至5日

1761年6月6日

1769年6月4日

1874年12月9日

1882年12月6日至7日

2004年6月8日

2012年6月6日

2117年12月11日

2125年12月8日至9日

2247年6月11日

2255年6月9日

2360年12月13日

2368年12月10日至11日

2490年6月12日至13日

2498年6月10日

2603年12月16日

2611年12月13日

2733年6月15日至16日

2741年6月13日

2846年12月17日

2854年12月14日金星從日面南緣掠過

2976年6月17日

2984年6月14日至15日

3089年12月19日

3097年12月16日金星從日面南緣掠過

在人類歷史上，第一次預告水星凌日是"行星運動三大定律"的發現者，德國天文學家開普勒（1571至1630年）。他在1629年預言：1631年11月7 日將發生稀奇天象--水星凌日。當日，法國天文學家加桑迪在巴黎親眼目睹到有個小黑點（水星）在日面上由東向西徐徐移動。從1631年至2003年，共出現50次水星凌日，其中，發生在11月的有35次，發生在5月的僅有15次。每100年，平均發生水星凌日13.4次。原理水星凌日發生的原理與日食相似。由於水星和地球的繞日運行軌道不在同一個平面上，而是有一個7度的傾角。因此，只有水星和地球兩者的軌道處於同一個平面上，而日水地三者又恰好排成一條直線時，在地球上可以觀察到太陽上有一個小黑斑在緩慢移動，這種現象稱為水星凌日。小黑斑是由於水星擋住了太陽射向地球的一部分光而形成的。

地球每年5月8日前後經過水星軌道的降交點，每年11月10日前後又經過水星軌道的升交點。所以，水星凌日只能發生在這兩個日期的前後。

觀察水星凌日必須藉助望遠鏡。它與觀察太陽黑子的方法相似。通常有兩種方法：一是投影法。通過望遠鏡，把太陽投影到一張白紙上進行觀察。二是目視法。在望遠鏡的物鏡（前方）裝上濾光鏡，再進行觀察。天文愛好者可以用燒電焊用的黑玻璃，也可以用X光底片或電腦軟盤的磁片，幾張重疊起來製成眼鏡，戴上它用雙筒望遠鏡觀察水星凌日。如何選購雙筒望遠鏡？一是口徑（物鏡）越大越好，物鏡（前鏡）直徑70毫米的較理想；二是選購多層鍍膜的物鏡，通常鍍綠膜、藍膜的較好，鍍紅膜的最差。需要著重指出的是，觀察水星凌日，千萬不能用肉眼直接看太陽，要注意保護眼睛。

水星是地球的內行星，直徑為4878千米。2003年水星凌日有三大特點：一是水星距離地球只有8415萬千米，比發生在11月的水星凌日近1737萬千米。二是水星視直徑為12角秒，比發生在11月的水星凌日大五分之一。三是視直徑，水星與太陽相比，為1比158；而11月的水星凌日，為1比193。因此，無論是觀察還是拍攝水星凌日，2003年都是不可多得的良機。

水星凌日發生在5月（降交點）比發生在11月（升交點）少得多。一生中能在5月看到兩次水星凌日的人，鳳毛麟角。廣東雖然有幾千萬人，但至今還沒有發現有人在5月看過兩次水星凌日。未來五次5月的水星凌日將發生在2016年5月9日，2049年5月7日，2062年5月11日，2095年5月9日，2108年5月12日。中國如要下次在5月看到水星凌日的全過程，就要等到2108年5月12日。因為其餘四次水星凌日都發生在夜間，中國不能看到或不能看到全過程。因此，今年5月7日的水星凌日，不可錯過。錯過就要等105年。

2003年5月7日的水星凌日，凌始在13時13分，水星剛好接觸日面；凌甚在15時51分，水星與日面中心相距最近，凌終在18時30分，水星恰好脫離日面。全程歷時5小時17分鐘。這天，廣州日落為18時57分。所以，廣州可觀測到水星凌日的全過程。

2006年11月8日左右水星穿越內合(inferior conjunction)，內合是指水星位於太陽和地球之間的一個點。通常情況下，我們在內合期間看不到這顆距離陽最近的行星。但這一次，水星穿越將會產生令人驚嘆的天文現象：當水星的輪廓緩緩移過太陽盤面時，我們用小型望遠鏡便能看到此次天文奇觀。天文學家將這種天文事件稱為是“凌日”。業餘天文愛好者在觀看這一天文奇觀時，切記使用適當的濾光鏡，避免眼睛被日光灼傷。

凌日是相當罕見的天文奇觀。我們從地球上只能看到金星和水星凌日。這是水星在21世紀第二次上演凌日奇觀。本世紀水星將14次穿越太陽盤面。從北美西海岸(包括阿拉斯加州中部和南部)、夏威夷、紐西蘭到澳大利亞東海岸，都可以清楚地看到此次水星凌日全過程。澳大利亞和紐西蘭的天文愛好者可以在11月9日清晨看到這一奇觀。

在美國，從愛達荷州北部到德克薩斯州最西端沿線以東地區的居民能看到水星凌日的開始階段，但在水星移出太陽盤面前，日落將干擾他們觀看凌日的視線。水星的小盤面將於美國東部時間下午2時12分(太平洋時間上午11時12分)開始向太陽盤面移動，兩分鐘后將完全遮住太陽盤面。屆時，我們將會看到水星化作一個小黑點，在太陽左下方緩緩移動，黑點相當於太陽直徑的1/194。隨後，水星便會到達太陽盤面的右側(西邊)。接著，從太平洋標準時間下午4時零8分開始，水星將會用時兩分鐘完全移出太陽盤面。在凌日結束前太陽落山的東部地區，最佳觀測地點應該是正西方以南地平線偏低的地區。另外，切記提前一兩天檢查太陽落山地點，以避免樹木和建築屆時擋住視線。

美宇航局太空網評出2003年十佳天文圖片，圖為2003年5月7日的水星凌日時水星穿越太陽的精彩景色。

2006年

11月9日水星凌日全過程

·凌始外切[時間 3:12:04]

·凌始內切[時間 3:13:57]

·凌甚[時間 5:41:04]

·凌終內切[時間 8:08:16]

·凌終外切[時間 8:10:08]

我國主要城市觀凌時間

地名

出凌時間

北京

8時10分38秒

天津

8時10分38秒

上海

8時10分39秒

廣州

8時10分47秒

重慶

8時10分45秒

香港

8時10分47秒

英國廣播公司（BBC）報道，格林尼治時間8日19點32分至9日0點10分（北京時間9日3點32分至8點10分），太陽系內將發生水星凌日的天文奇觀。美洲、東亞和大洋洲的天文學家都已嚴陣以待，準備對此進行觀測。

上一次水星凌日發生在2003年，下一次則將發生在2016年5月9日。本次可見全部水星凌日過程的地區包括美國西部、澳大利亞東南部、紐西蘭、加拿大以及南太平洋地區。可以見到其中一部分過程的地區則包括美國其他地區、東亞及澳大利亞其他地區，包括中國東部。

水星繞太陽運行的周期為88天，但是由於水星和地球的公轉軌道存在一定的夾角，水星、太陽、地球很少會排列在一條直線上。因此這種水星凌日的天象每世紀只會出現13次。

英國皇家天文學會成員皮特-邦德表示：“水星凌日的現象總共將持續5小時，只要這五小時時間裡你所處的地方是白天，你就能夠看到這一天文奇觀。不過這段時間正是歐洲時間的夜晚。”本次水星凌日在歐洲、非洲以及中東等地區都無法看到。

在望遠鏡發明之前，水星凌日是無法觀看的。法國天文學家皮耳-伽桑狄於1631年首次發現這一現象，他的觀測結果隨後被證明可以用於測量太陽系之間的大尺度距離，包括日地距離等。

在水星凌日發生時，我們可以看到水星像一個小黑點一樣從太陽表面慢慢爬過。想要觀看水星凌日必須注意要在望遠鏡上安裝防太陽輻射鏡，或者將觀測圖像傳至顯示屏上觀看，否則會對視力會造成嚴重傷害。在此次水星凌日過程中，夏威夷大學天文學院將觀測水星稀薄大氣中的鈉含量。此外，來自日本、美國、歐洲等國家的多個航天器將進行全程追蹤。

據了解，人類歷史上唯一一次向水星發射飛船是在1974至1975年。美國的“水星信使”號探測器將在2009年抵達水星。

日期__________凌始外切__內切_____甚_____凌終內切___外切___最小日心距（角秒）

2006 Nov 08____19:12____19:14____21:41____00:08____00:10____422.9____

2016 May 09____11:12____11:15____14:57____18:39____18:42____318.5____

2019 Nov 11____12:35____12:37____15:20____18:02____18:04____ 75.9____

2032 Nov 13____06:41____06:43____08:54____11:05____11:07____572.1____

2039 Nov 07____07:17____07:21____08:46____10:12____10:15____822.3____

2049 May 07____11:03____11:07____14:24____17:41____17:44____511.8____

2052 Nov 09____23:53____23:55____02:29____05:04____05:06____318.7____

2062 May 10____18:16____18:20____21:36____00:53____00:57____520.5____

2065 Nov 11____17:24____17:26____20:06____22:46____22:48____180.7____

2078 Nov 14____11:42____11:44____13:41____15:37____15:39____674.3____

2085 Nov 07____11:42____11:45____13:34____15:24____15:26____718.5____

2095 May 08____17:20____17:24____21:05____00:47____00:50____309.8____

2098 Nov 10____04:35____04:37____07:16____09:56____09:57____214.7____

（注意：表中時刻全為格林尼治時間，北京時間需加8小時）

地名 日出時刻 外切(出凌)

北京 6時52分 8時10分38秒

天津 6時47分-INDENT: 2em">石家莊 6時56分 8時10分39秒

太原 7時03分 8時10分39秒

呼和浩特7時13分 8時10分39秒

瀋陽 6時28分 8時10分34秒

長春 6時25分 8時10分33秒

哈爾濱 6時24分 8時10分31秒

上海 6時16分 8時10分39秒

南京 6時28分 8時10分40秒

杭州 6時19分 8時10分40秒

合肥 6時34分 8時10分41秒

福州 6時16分 8時10分42秒

南昌 6時43分 8時10分41秒

武漢 6時44分 8時10分42秒

長沙 6時45分 8時10分44秒

廣州 6時56分 8時10分47秒

成都 7時24分 8時10分46秒

昆明 7時21分 8時10分48秒

西安 7時11分 8時10分43秒

蘭州 7時35分 8時10分43秒

西寧 7時44分 8時10分44秒

銀川 7時29分 8時10分42秒

海口 6時44分 8時10分47秒

重慶 7時13分 8時10分45秒

漠河 7時04分 8時10分29秒

香港 6時32分 8時10分45秒

台北 6時06分 8時10分41秒

澳門 6時34分 8時10分45秒