夏至、小暑與遠日點

明天7月6日, 是農曆二十四節氣中的小暑, 小暑是夏至之後的第一個節氣, 兩者相差約十五天。有謂「小暑大暑, 有米懶煮」, 小暑之時, 最好是食西瓜、飲冬瓜水來消暑也。


同時在夏至之後的約兩星期, 地球運行到距離太陽最遠處, 是為遠日點, 昨天7月4日, 黃昏的7時11分, 地球到達今年的遠日點。


當地球處在遠日點時, 距離太陽平均為152,097,700公里, 亦即是說, 每年的距離都不一定一樣, 如今年的是152,095,295公里, 明年會比較遠, 是152,100,527公里, 三年後的2023年, 則比較近的152,093,251公里。


不但距離會有些變化, 遠日點的日子也會有差異, 每年約在7月5日左右, 但前後可有一、兩天的差異, 如明年會在7月6日, 2023年更是在7月7日。造成這個變化的主因, 是環繞著地球運轉的月亮, 雖然月球的重量只是地球的約80份之一, 但在萬有引力之下, 會令地球的重心不斷在環繞太陽的軌跡上變化著, 而出現遠日點日子的差異。


其實這一、兩天的小小差異, 只是我們有限人生所見到的現象而已。據天文學家發現, 約在公元1246年的前後, 遠日點是在夏至日上, 之後約以每58年向後移一天, 至今時今日的7月5日左右, 因而推算約在4500年之後, 遠日點會出現在秋分, 如是者, 遠日點有可能出現在一年中的每一日上, 而以每22000到26000年為一個循環。

話要說回來, 雖然我們現時的一代人不會見到遠日點的大變化, 但可以說我們是幸運的一代。試想地球有遠日點, 就會有相反的近日點, 以現時來說, 是在每年12月22日冬至之後約兩星期的1月4日左右, 地球平均距離太陽約147,100,000公里, 因為較近, 地球會比在遠日點時, 吸收多7%來自太陽的熱力。

同時, 在北半球的夏天時, 太陽直照北半球, 從世界地圖上可以看到, 北半球的陸地遠比南半球多, 而陸地又比海洋能吸收更多的熱量, 所以北半球夏天的溫度, 平均要比南半球的高約2.3度, 這已是因為遠日點在北半球的夏天, 試想如果近日點是在北半球的夏天, 會多7%來自太陽的熱量, 北半球將會更熱, 相反, 遠日點在南半球的冬天時將會更冷, 令地球出時更極端天氣的現象。所以, 現時遠日點在夏至之後的約兩星期, 已不算太壞了吧。

夏至適逢日環蝕

今天除了是今年的父親節之外, 亦是二十四節氣中的夏至, 更重要的, 是在中國的西南至東南部份, 可以觀看到日環蝕。筆者早已在兩年前的8月1日, 在另文中提到過今次的日環蝕, 福建的厦門是其中一個最理想的觀看地點, 有朋亦早已計劃了觀看的行程, 可惜基於現實情況, 不能成行。


今天的日環蝕, 是從非洲剛果的當地時間早上05:43開始, 橫越中非、中東、巴基斯坦、印度北部, 約在香港時間12:57進入西藏, 然後橫越中國的西南至東南部份, 約在下午14:44到達厦門出現初蝕, 約在下午16:10出現全日環蝕, 到下午17:22完全結束。


另一個理想觀看地點是台灣的台中, 整個過程從下午14:49 到17:25出現, 之後日環蝕進入西太平洋的無人地帶而結束。


我們在香港雖然看不到日環蝕, 但仍然可以在下午14:37 到 17:24看到日偏食, 蝕最深時約在下午16:08出現。


錯過了今次在中國境內能看到的日環蝕, 就要等到2034年3月20日的日全蝕了, 但出現的地方卻是在西藏和青海的上空, 因為地理和環境的關係, 相信亦會十分困難前往觀看。


回頭看看今天是夏至, 是一年中日最長、夜最短的日了, 在香港的日出時間是早上05:40, 日落是黃昏19:10, 相差13小時30分鐘, 是全年的日最長。但有趣的是, 今天夏至的日出不是最早, 日落也不是最遲。比05:40更早的日出, 是從6月1日至6月14日的05:38, 而比19:10更遲的日落, 是從6月26日至7月10日的19:11。


為何有兩個星期, 日落時間都會是19:11呢? 這是因為地球繞著太陽運行的軌跡, 是略為不對稱的橢圓形。因太陽對地球引力的影響, 在每年的一月時, 地球較為接近太陽, 運行得略為快; 相反地在七月時距離太陽較遠, 運行得略為慢 一點。以今年為例, 1月5日是地球最接近太陽, 而7月4日則離太陽最遠, 所以在此日之前後幾天, 日出與日落的時間變化不大了。

「復活節」日子的「定律」

今天是復活節, 朋友們普遍都表示, 如果不是因為疫情, 這個假期是一年之中, 最佳與家人外遊的機會, 加上前星期是清明節, 上班一族們只需拿幾天的年假, 就可享受十天的長假期, 好好充電。我告訴他們, 不用太介意, 明年2021年, 復活節與清明節也有類似的組合, 與今年所不同的, 是剛好相反, 復活節會在清明節的前一星期。


問題來了, 因為清明節是農曆二十四節氣之一, 所以每年都是在4月5日, 只是在四年一次的閏年時, 才會如今年一樣在4月4日。但是復活節的日子, 則是年年不同, 好像是沒有規律。現時因為有電腦程式、手機App等電子版萬年曆, 可以預知以後多年的假期, 不如二、三十年前, 在年尾時要等到下一年的日曆出版後, 才能計劃新一年的假期。


復活節的日子, 好像是沒有「規律」, 但其實是有一個很簡單的「定律」: 春分當日或之後的第一個月圓之後的星期日, 就是復活節。


「定律」看來很簡單, 最簡單的部份, 是復活節一定是在星期日, 但組合起來 就十分變化多端了。


首先是春分, 每年都是在3月21日, 在四年一次的閏年時, 則在3月20日。

第二是「月圓」。如果以農曆來看, 可以簡單地以「十五」視為月圓之夜, 但這只是一個粗略的計算, 很多時候, 「月圓」其實是在「十四」或「十六」。如果月圓」在「十四」而剛好在星期六, 「十五」在星期日, 會誤把復活節算定遲了一個星期。相反地, 如果月圓」在「十六」而在星期日, 「十五」在星期六, 又會把復活節定早了一個星期。所以實際上的計算法, 還是根據天文學計算出的「月圓」時間, 來決定復活節的日子。


就是這個簡單的「定律」, 在由1900年到2100年的200年中, 復活節的日子都沒出現過「疑似」的規律。不過, 復活節的日子雖然飄忽不定, 但根據天文學的計算, 最早會在3月22日, 最遲會在4月25日。


最早的3月22日的復活節, 我們現存在世的人, 兩次都無緣經歷, 上一次是在1818年, 下一次則要到2285年了。因為兩次都不是閏年, 春分一定是在3月21日, 是月圓, 又是星期六, 所以翌日3月22日星期日才是復活節。


與最早的復活節不同, 最遲的復活節上一次是在1943年, 雖然是在第二次世界大戰期間, 但相信不少曾經歷的人都仍在世上；而下一次的, 更相信我們絕大部份人都有機會經歷到, 就是在不太遠的2038年了。


個人曾經歷過最有趣的復活節與清明節的組合, 是在1988年, 復活節是在4月3日, 翌日4月4日星期一也是假期, 但因為那年是閏年, 清明節也是有4月4日星期一, 所以4月5日星期二補假一天, 形成罕有的連續5天公眾假期, 當年利用該罕有機會作短線出遊者甚眾, 在4月1日星期五那天, 即復活節假期的開始, 在當年的啟德機場內簡直人山人海, 水洩不通。


此罕有機會, 可一不可再, 最接近的, 是在2023年和2029年, 但復活節與清明節還都要相隔一天。

今年的「超級月亮」

今天4月7日, 是農曆三月十五日, 不是甚麼節日或特別的日子, 是如每個十五日的晚上一樣, 是月圓之夜, 但所不同者, 是在今晚(嚴格來說, 是4月8日的凌晨0時09分, 農曆三月十六日的子時), 出現今年的「超級月亮」, 那時是今年中月亮離我們的地球最近, 距離是356,913公里, 亦即是我們見到今年中最大、最光的月亮。不過, 大家能否看到, 還是視乎今晚的天氣而定。


月亮會是「時大時細」的嗎? 答案: 「是」。原因有幾個。


首先, 月亮環繞地球運行的軌道是一個稍微的橢圓形, 兩軸相差約0.15%, 加上地球不是在這橢圓的正中心, 那就令月球距離地球「時遠時近」。


第二是: 月球並不是「堅守崗位」的, 他的運行軌道是不斷的隨著月球環繞地球的方向而轉動, 但也有一個規律, 就是約每隔8年310日會「返回原位」一次。


還有, 月球環繞地球運行的軌道的平面, 與地球的赤道平行, 傾斜約5度, 亦即是在每個月中, 當月球環繞地球一次, 約有一半時間是偏在北半球, 而另一半時間則偏在南半球。若當月球距離地球最遠時, 剛好又偏在南半球, 身處北半球的我們, 就會看到最小的月亮, 而當月球距離地球最近時, 剛好又偏在北半球, 我們就會看到最大的月亮。


綜合上述的幾點, 月球在運行中會離地球時遠時近, 最近時, 是356,375公里, 而最遠時則是406,720公里。令我們看到的月亮就會是「時大時細」, 但「月有陰晴圓缺」, 我們只能在月圓時, 才能最清楚看到月亮,  否則即使月球距離地球最近, 碰巧是農曆三十或初一, 也看不到月亮。可幸的是, 今晚的月亮離我們最近, 剛好又是在月圓之夜, 比可能看到最大的月亮, 只相差0.23%。


其實在2016年11月14日, 曾出現過一次「超級月亮」, 那時月球離地球是356,512公里, 比今晚可以見到的還要大0.22%。


大家如果錯過了今晚的機會, 下一次就要等到2034年11月25日的十月十五了, 到時月球距離地球會更為接近, 約為356500公里, 應該是更「超級」, 比最大可能的月亮, 只相差0.07%而已! 但是世事難料, 還是活在當下, 好好掌握目前吧!

日全蝕並不罕有, 只是「罕見」

朋友傳來一份旅遊廣告, 主題內容頗特別: 2020年12月去南美洲觀看日全蝕。他的一位朋友在7月時曾特地去杜拜觀看月全蝕, 表示有意參加該行程, 他亦有意隨行。

日蝕和月蝕其實都並不罕有, 平均一年各有兩次以上, 惟比較有觀賞價值的是日全蝕和月全蝕, 平均每4年各有3次。

月全蝕的整個過程約4、5個小時, 在地球廣泛地區都可以看到, 而且在同一地點也能看到整個過程, 因為一定是在月圓之夜出現, 可以浪漫從容地觀賞。

相對來說, 雖然日全蝕的整個過程也有4、5個小時, 但是月球的陰影卻是飛快地橫越地球表面幾千公里, 還只可以在極有限的狹窄地帶中才能看到, 時間很短, 通常都在3分鐘以下, 一閃即過, 加上太陽的強烈光線和熱力, 必須要有充份的準備才可觀看, 當然還需要天氣晴朗, 所以日全蝕是「罕見」的。

不要說得太遠, 直到2038年的未來20年中, 會有15次日全蝕、15次日環蝕和16次日徧蝕, 其中6次日全蝕和4次日環蝕的過程, 可以在陸地上的大城市看得到, 其他的大都在海洋, 或荒蕪人煙的地方掠過。

以上述廣告中的日全蝕, 看得到的地方是南美洲的智利和阿根廷的南端, 也屬荒蕪人煙的地方, 會在當地時間2020年12月14日的正午時分左右出現, 維時約2分鐘10秒。

若要在大城市比較理想的環境中觀看日全蝕, 未來的20年中還有幾個選擇。

2019年7月2日, 在南美洲阿根廷的布宜諾斯艾利斯的南部, 維時約2分鐘。

2024年4月8日, 在北美洲加拿大的蒙特利爾, 維時約1分鐘28秒。

特別一提的是2027年8月2日, 在歐洲南部的西班牙的南端的直布羅陀, 維時罕有的長, 會有4分鐘29秒。到時正值北半球的暑假, 相信不少人會到該處渡假並觀看日全蝕。

跟著的一年的機會也不錯, 2028年7月22日, 日全蝕橫越整個澳洲, 最後經過雪梨市的上空, 維時約3分鐘19秒, 也是少有的長時間。因為也是北半球的暑假, 相信亦會有不少人去觀看的。

2035年9月2日清晨, 日全蝕從中國的新疆西部開始, 橫越整個中國, 在上午8時32分到達北京上空, 維時約1分鐘37秒, 9分鐘之後, 到達朝鮮的平壤上空, 維時約1分鐘50秒。

2037年7月13日, 也是北半球的暑假, 日全蝕再次橫越整個澳洲, 最後經過黃金海岸的上空, 維時也頗長, 約3分鐘3秒。

20年已是個長時間了, 不用計劃得太遠。

日蝕、月蝕倆相隨(二)

前篇提到, 日蝕和月蝕都不是罕有, 每年平均有超過兩次日蝕和兩次月蝕, 只差能否在當時看得到。

日蝕和月蝕一定是相伴相隨的出現, 是為一個「蝕季」。每年最少有兩個蝕季, 有時會有三個, 所以每年最少有2次日蝕和月蝕。有時在一個蝕季中, 會有2次日蝕和1次月蝕、或2次月蝕和1次日蝕伴隨在一起, 那個蝕季就有3次日蝕和月蝕, 以至在一年中, 有可能有5次或6次日蝕和月蝕, 最多的有可能是7次。

在本世紀(2000年-2099年) 的100年內, 日蝕和月蝕的次數大致相約, 其中的57年中有4次日蝕和月蝕, 30年中有5次, 11年中有6次, 只有2年會有7次。今年2018年有5次, 最近有6次的, 是在不遠的2020年, 而最近有7次的, 要到20年後的2038年, 到時會有四次月蝕和三次日蝕。

有趣的是, 有些年中有4次日蝕和月蝕, 並不是因為有兩個蝕季的2+2次, 5次日蝕和月蝕的, 也不一定是2+3或3+2次所造成, 更有趣的是, 6次日蝕和月蝕的, 完全沒有是2+2+2次的組合。這些似乎都是與直覺想法有出入的, 而只有7次日蝕和月蝕的, 都是因為2+3+2次的「效應」。

本世紀中有30年是有5次日蝕和月蝕, 其中約三分之二, 19年, 是2+3次或3+2次的組合, 其餘的11年是1+2+2次或2+2+1次的, 完全沒有1+3+1的出現。

大家會覺得奇怪, 既然在一個蝕季中, 日蝕和月蝕是相伴相隨的出現, 為何會有1次的? 很簡單, 如果一個蝕季橫跨兩年, 就會有「單丁」的現象, 一定是在前一年的十二月和下一年的一月。

就是因為橫跨兩年的蝕季, 令到57年有4次日蝕和月蝕其中的一年, 打破2+2次的規律, 而是1+2+1次, 那是2010年。

不只如此, 他與前後的一年是一個很有趣的組合: 2009年(2+3+1次), 2010年(1+2+1次), 和2011年(1+3+2次) 。本世紀只有11年有6次日蝕和月蝕, 竟然都出現在2010年之前一年和後一年, 而且都與2010年共享一個蝕季。這個有趣組合在本世紀中只有這一個, 下一個的, 是 2130年(2+2+1次), 2131年(1+2+1次), 和2132年(1+3+3次), 雖不是6次+4次+6次的組合, 卻遇上下世紀第一個有7次日蝕和月蝕之年的2132年。

本世紀有11年有6次日蝕和月蝕, 完全沒有是2+2+2次的組合, 其中5年是2+3+1次, 另外5年是1+3+2次, 只有2096年是3+3次, 即一年中的兩個蝕季都有3次日蝕和月蝕, 是很罕有。

以上提到的有趣組合, 不是已成過去, 就是在太遠之後, 不過, 明年2019年, 會有2+2+1次的, 而跟著的一年2020年, 有6次日蝕和月蝕, 是1+3+2次, 兩年也共享一個蝕季呢!

日蝕、月蝕倆相隨(一)

上星期的月全蝕, 因為是本世紀歷時最長的一次, 在多個國家和地區都受到廣泛的關注。據聞香港有位朋友的朋友, 特意去了中東的杜拜, 為的是要在理想的地點和環境下, 觀看整個月全蝕的過程。雖然只有中東、東歐和非洲的東部能見到整過程, 歐亞大陸的大部份地區(包括香港) 、澳洲和整個非洲都能見到月全蝕的部份, 只有北美洲是完全看不到。

月蝕和日蝕, 都是當月球、地球和太陽在一直線上, 月蝕一定出現在月圓之夜, 即農曆的十五晚上和十六的凌晨, 而日蝕一定出現在新月的白天, 即農曆的初一。

除了月蝕不是罕有的天文現象, 日蝕也不是罕有的, 每一次月蝕之前後, 必然有一次日蝕, 而日蝕之前後, 也必然有一次月蝕, 兩者相伴相隨, 是為一個「蝕季」, 有些時候, 一個蝕季會有連續兩個在初一的日蝕, 中間一個在十五的月蝕, 或連續兩個在十五的月蝕, 中間一個初一的日蝕。

以上星期六7月28日, 農曆六月十六的月全蝕之前和後, 都有一次日徧蝕, 8月11日星期六, 農曆七月初一, 會有一次日徧蝕, 而在之前的7月13日, 農曆六月初一, 已有一次, 只因為是出現在南極上空, 實在是渺無人煙, 不太可能見到, 而下星期六的日徧蝕, 則在北極圈附近, 也是渺無人煙的地方, 不過, 整個俄羅斯、歐洲的北部和中國的北部, 也可見到部份的日蝕過程。

月蝕是地球在月球和太陽之間, 遮擋著太陽的光線, 本世紀(2000年-2099年)會有223次月蝕, 即平均一年有超過2次, 其中月全蝕有85次, 即一年多一點就有一次。因為地球的直徑是月球的3.7倍, 造成的陰影比月球大, 月球需要較長的時間才能完全經過, 所以地球上大部份的地方都能看到, 只差當時的天氣情況是否理想。

反過來日蝕是月球在地球和太陽之間, 遮擋著太陽的光線。相對於月蝕, 日蝕好像是罕有得多, 特別是日全蝕, 每次都引起世界廣泛關注。其實本世紀會有225次日蝕, 比月蝕還多2次, 其中日全蝕有74次, 即平均16個月會有一次, 但就是因為月球比地球小得多, 在地球上造成的陰影的範圍很小, 只有在那狹窄的帶狀範圍中, 才會真正看到日全蝕, 其餘的地方只會見到是日徧蝕而已, 而且很多時那帶狀範圍, 是落在茫茫大海洋上, 或在渺無人煙的地方, 加上太陽的強烈光線和熱力, 必須要有充份的準備才可觀看, 不如觀看月蝕般從容和浪漫, 才令人覺得日蝕很罕有。如去年8月21日, 日全蝕的路線橫過北美洲的上空, 被廣泛報導。

2020年6月21日, 當日是夏至, 會有日環蝕, 路線會經常中國福建省厦門市的上空, 是極佳的觀看機會。

為何月全蝕時間有長短?

今早從一位朋友處得知, 有位朋友真的已出發去了杜拜, 希望能看到本世紀最長的月全蝕的整個過程。他曾表示, 知道月全蝕並不是太罕有的天文現象, 但卻幾十年來從沒有親眼見過一次, 而且今次是本世紀最長的月全蝕, 反正自己已退休, 就做自己想做的事吧。

不錯, 月全蝕並不是太罕有, 本世紀一共會有85次, 即平均一年多一點就會有一次, 問題就是, 排除了因為天氣的情況之外, 並不是每一次在地球上每一處都可以看得到, 就如今次, 能看到月全蝕的整個過程, 只是在中東、東歐、和非洲的東部而已, 在香港看不到全部。

月全蝕的時間長短可以差別很大, 今次的月全蝕的時間, 是本世紀最長的, 會歷時1小時42分鐘57秒, 而最短的, 是三年多前的2015年4月4日, 歷時只有4分鐘43秒, 差不多是稍瞬即逝。

雖然月全蝕的最基本條件, 是太陽、地球、和月球成一直線, 月球完全被地球遮蔽, 不能反射太陽的光線, 但造成在時間上如此巨大的差別, 是因為太陽、地球、和月球在空間的相對位置的千變萬化。

簡單來說, 地球環繞太陽運行的軌跡是一個徧心橢圓形, 地球在每年的1月3日離太陽最近, 而在每年的7月4日離太陽最遠, 兩者相差達5,000,000公里。當地球離太陽較近時, 地球遮蔽太陽而造成背後的陰影會較短, 相反, 當地球離太陽較遠時, 地球背後的陰影會較長。

另外, 月球環繞地球運行的軌跡也相類似, 離地球最近和最遠的距離相差13%, 當距離地球較近時, 月球在地球上看來會較大, 相反當距離地球較遠時, 則看來會較小。所以不難想像, 較小的月球通過較長的陰影, 時間需要較長, 較大的月球通過較短的陰影, 時間會較短了。所以較長的月全蝕時間, 都是當地球距離太陽較遠的時候, 即在7月4日前後。

本世界有5次月全蝕的時間超過100分鐘的, 2011年6月5日的100.2分鐘, 2018年7月28日的103.0分鐘, 2029年6月26日的101.9分鐘, 2047年7月7日的100.8分鐘, 和2074年6月17日的100.2分鐘, 越接近7月4日的日子, 時間則越長。

其實, 月全蝕的時間最長可以長達1小時47分鐘的, 接近這紀錄者是在2000年7月16日的 1小時46分鐘24秒, 即106.4分鐘, 可惜我們已錯過了那觀看的機會, 更可惜的, 是下一次能在香港見到如此長時間的月全蝕, 要到123年後的2141年6月9日了!

想要「舉頭望月蝕」?

有朋友在前一篇拙文中留言: “那裡可以看到全個月蝕過程? ”

在七月二十八日星期六, 只要是天氣良好, 在香港是能夠看到月全蝕從開始到結束的, 但若要看到從月球進入地球半影、到離開半影的整個過程, 則要到香港以外的地方去了, 這包括中東、東歐、和非洲的東部, 而在此間中, 最佳位置是在東經56度的地方。從地圖上去找, 最接近而又大部份人都會熟悉的地方, 就是在東經55.3度的杜拜了。

在杜拜觀看此次月全蝕, 最大的優勢是地勢和天氣。離杜拜約一個小時左右的車程, 是一望無際的沙漠, 沒有城市燈光, 從月亮由東邊的地平線升起, 到落在西邊的地平線, 都可以看得到。沙漠的晚上, 天空沒有雲, 一定能見到月亮, 加上天氣亁燥, 空氣更亁淨透明, 可以更清楚看到月亮。

如果在杜拜觀看此次月全蝕,  全個過程會是由當地時間, 七月二十七日晚上九時十四分開始, 到七月二十八日凌晨三時二十八分結束, 月全蝕則由七月二十七日晚上十一時三十分, 至七月二十八日凌晨一時十三分, 正值是月過中天, 與地面夾角最大的時候, 稍為抬頭, 就能觀賞到。

還有一個好處, 月蝕當晚的日落時間是黃昏七時零六分, 第二天的日出時間是五時四十三分, 整個月蝕過程, 天色都會很黑, 更有利觀賞。

如真的有興趣對外地觀看此次月全蝕, 還有幾天可作準備呢。

本世紀最長時間的月全蝕

下星期六, 七月二十八日, 農曆六月十六的凌晨, 會出現本世紀最長時間的月全蝕, 將會歷時103分鐘, 各位朋友如住所可以望到西南方而沒有遮擋, 就有機會能看到, 但當然還有一個重要的先決條件 就是天色良好, 天際邊沒有雲。

是次月全蝕的整個過程, 歷時6小時14分鐘, 但在香港所能看到的, 只是前面的大半, 約4小時46分鐘。

在七月二十八日凌晨01:14, 月球開始進入地球的半影, 亮度漸漸變暗, 到02:24, 月球進入地球的本影, 開始出現月偏食, 能見到的月球部份, 漸漸減少, 在03:30完全進入地球的本影, 月全蝕開始。經過103分鐘之後的05:13, 月全蝕結束, 月球開始離開地球的本影, 出現另一次月偏食, 應該要到06:19, 月球再進入地球的半影, 亮度漸漸增加, 直到07:28, 整個月全蝕過程才完全結束。可惜的是, 當日的日出是在05:53, 太陽的強光會影響觀看月蝕的效果, 而更可惜的是, 當日月落時間是在06:00,  月球落入地平線, 即使是天氣良好, 餘下的月蝕過程, 都不能看到了。

要觀看此月全蝕, 最理想的地點, 是港島南部或西部, 或在離島, 能望到西南方天空和地平線的地方, 因為當月全蝕開始時, 月亮已落到與地平面夾角28度, 而月全蝕結束時, 更落到9度!

月蝕其實並不是很罕有的天文現象, 在本世紀會有228次, 平均每年有2次以上, 但歷時超過100分鐘的月全蝕, 只有5次, 錯過了下星期的一次, 要等到2029年6月了, 屆時是本世紀第二長時間的月全蝕, 會歷時101.9分鐘呢!

雲中閃電與旱天雷

在全球每年約14億次的閃電中, 只有1/4是會「劈」到地面。記得在兒時的自然課本中, 解釋行雷閃電是由兩「舊」帶不同電荷的雲相撞而造成, 那只是另一種閃電的成因。

積雨雲的形成過程都是一樣, 為何會帶不同的電荷? 那只是一個虛象而已。

在積雨雲的形成過程中, 帶正電的水滴較輕, 被急速上升的氣流推上雲的上層, 帶負電的冰粒較重則在雲的底部, 因而雲的上層帶正電, 底部則帶負電。在酷熱的夏天的下午, 積雨雲會在比較廣泛的地區形成, 形成較早的積雨雲厚度可以有十多公里, 底部離地面只有一、二公里。形成得比較遲的積雨雲, 在最初的階段, 帶負電的底部離地面八至十公里, 與較早前形成帶正電的積雨雲的上層在差不多的高度上。當風把兩「舊」積雨雲吹到比較近時, 不同電荷就出現放電現象, 形成雲與雲之間的閃電, 而不是因為兩「舊」雲相撞。總體上這種閃電也是不多的, 最多的一種是在同一「舊」積雨雲中的閃電。

積雨雲累積厚度到十多公里, 不會是一剎那的事, 是需要有段時間, 在過程中, 雲的上層的正電和底部的負電不斷累積, 但底部距離地面還比較遠, 未能引發「劈」到地面的閃電。但正、負電荷累積到一定限度, 就會出現中和效應, 「不假外求」的在雲中發生閃電, 這種「內部事務」的閃電, 沒有如「劈」到地面的「回擊」, 沒有雷聲, 亦不會對地面造成破壞。所以在大雷雨發生前, 積雨雲中已會有多次的雲中閃電, 是閃電的大多數, 只是很多時是發生在日間, 發生時的積雨雲還是比較稀薄, 不如在烏天黑地的大雷雨中容易被察覺到而已。

有時在酷熱的夏天, 黃昏後地面仍然很熱, 仍有條件形成積雨雲, 但卻未夠厚造成大雷雨, 那時就很容易看到積雨雲中多次的雲中閃電。記得在外國某地的一個夏天晚上, 看到遠處地平線上的一 「舊」積雨雲, 不停的閃電, 翌日從天文台的紀錄中看到, 那場雲中閃電, 歷時超過十個小時, 達20,000次之多。

積雨雲是在空氣強烈對流下形成, 雲的上層帶正電的較小的冰粒和水滴, 在「同性相拒」和空氣對流的帶動, 向週圍擴散到幾公里外, 甚至更遠, 去到天色晴朗、艷陽高照的地方。其所帶的正電荷, 對之下的地面產生負的誘導電荷, 最終會出現「劈」到地面的閃電, 但卻與一般的閃電的電荷相反。因為出現在晴空區, 沒有雨雲的跡象, 令人莫名其妙, 稱之為「旱天雷」。民間傳說認為, 無緣無故地發生旱天雷, 一定是有重大寃情, 或是有大惡人在附近了。

夏飛雲指揮上海民族樂團-旱天雷

https://youtu.be/YS8XuIrz1Ts

閃電的電開冷氣

雖然已過立秋, 卻是爭秋奪暑、「秋老虎」肆虐之時, 家中開冷氣就難免了。有朋友在拙作中留言: “夏天多行雷閃電, 如果可以收集到閃電的電用來開冷氣, 就很環保了。”

這肯定是個好主意, 但需要先從電的來源說起。

閃電的電是在積雨雲中產生, 當累積到一定限度, 就發生放電, 出現閃電的現象。據天文學家估計, 全球一年大約有14億次閃電, 即平均每秒鐘有44次。每次閃電的能量, 約為500 Megajoule(焦耳), 如果能全部收集到, 能夠作甚麼用呢?

Megajoule 是用在科學及工程設計上的能量單位, 對我們一般市民顯得很「離地」, 但若說是0.28「度」電, 大家就會心裡有數了, 500 Megajoule 約是140「度」電。

一般住戶每月在燈光照明、各種家電的用電量, 平均約為200「度」, 在最熱、需要開冷氣的幾個月中, 會大增至約800「度」, 相差600「度」, 以每個月30日計算, 即每日開冷氣約用20「度」電, 一次閃電的能量, 就夠一個住戶七日開冷氣之用, 看來不錯。

看深一層, 全球每年的14億次閃電, 分佈極不平均, 有不少「冇雷公」的地方, 也有世界上閃電發生最多的地方, 如南美洲委內瑞拉的馬拉開波湖, 每年平均有300天有閃電發生, 共約1,000,000次! 還有的是, 只有1/4, 即約3.5億次的閃電會「劈」到地面, 有可能被收集。現假定14億次閃電都是平均分佈在全球之上, 包括陸地、高山和海洋。地球的總面積為510,000,000 平方公里, 而全香港包括陸地和海面的面積約為1500平方公里, 由此計算, 全香港每年應有1030次「劈」到地面的閃電。

不過, 香港位於亞熱帶, 有典型的海洋性亞熱帶氣候, 每年的夏季, 經常有積雨雲形成, 造成閃電。據香港天文台在2006至2015十年紀錄, 香港每年平均有41,000次「劈」到地面的閃電, 即使能收集到全部的能量, 也只夠41,000個住戶七日開冷氣之用, 或287,000個住戶一日開冷氣之用, 佔全香港2,500,000住戶的11%。又假定每個住戶一年開90日冷氣, 則所有閃電的能量, 只夠提供0.13%的冷氣, 微不足道, 根本沒有收集的價值。

有朋友說, 開冷氣本來就不環保, 那麼我們試試利用閃電的能量來煲水冲茶。先將一公升水, 從香港每年的平均溫度23度, 煲至100度, 需要0.322 Megajoule的能量, 41,000次「劈」到地面的閃電的能量, 可以煲6,400,000公升的水, 如果一公升水可以冲4杯茶, 就可以冲256,000,000杯, 全香港7,000,000市民每個人分得36杯, 即每個人每10日才可以有一杯! 還不錯吧!

在香港, 「劈」到地面的閃電已遠高於平均值, 而且人口密集, 尚且不值得收集閃電的能量, 其他地方, 更不值得考慮了。

Johann Strauss II - Thunder and Lightning Polka

https://youtu.be/-qESekH-Z1E