看日食的準備

Kai-Lung Sun

18 min readOct 14, 2017

目前去過三次日全食，2008甘肅、2009浙江、2017內布拉斯加，這篇寫的是在2017年去看美國日全食時用到的一些網路上資源以及所做的準備，內容都可以用在準備別次的日全食。純屬個人心得跟筆記。

先講最重要的一件事情：

準備好合格的太陽觀測眼鏡，只有全食那一點點時間可以直接看太陽！

準備看日食時要先瞭解或考慮的事：

瞭解日全食的成因跟調查有什麼可以看的現象；成因網路上都找得到，例如維基百科和台北天文館的網站，可看的現象下面會簡單提。
時間：日期只能由老天選。選好日期後，各個地點發生的日食準確時間還是得知道。比較特別的是，若是靠近日出或是日沒時，選地點就要小心，不要東邊或西邊有高山等障礙物。接下來的幾個交通應該算方便的日全食：2019南美日全食、2020南美日全食、2024美國日全食（連結皆為NASA提供的互動地圖）。
地點：找到全食帶在哪裡，從全食帶中考量各方因素，如交通、住宿、天氣，甚至簽證、治安等等；最好保持機動性，也就是做到在日食前短時間內即便受天氣或其他因素影響也有其他地點可以前往，例如前一晚發現天氣預報往西2小時車程的地方雲少很多（而且也還在全食帶），隔天一早確認後，就先往西邊出發而不是待在原地。
裝備：一般裝備因地點等因素而異，防曬跟飲水應是基本。觀測裝備的話最基本只要有太陽觀測眼鏡即可，能親眼看最重要；手機、相機可以拍照跟錄影，這樣也很有趣，不過主要應該是拍人的反應跟景色，而非太陽本身；要更好地紀錄的話，廣角鏡頭的相機可以拍地景跟人，長焦的相機和望遠鏡可以拍太陽，後者得要多準備太陽濾紙或濾鏡，以及各項拍攝的準備。
其他：各項旅遊的準備，特別是簽證、駕照什麼的。

以上幾點或多或少都會在下面提到。以下大致分為日食看什麼、哪裡找下次日食的基本資訊、天氣跟地點、攝影、手機app幾個部分。

日食看什麼

首先第一點要知道的是日全食會看到什麼，這邊借用網路上找到的這張圖（源自http://eclipse2017.nso.edu/what-to-expect-during-the-solar-eclipse/）：

What to expect during eclipse. Source: http://eclipse2017.nso.edu/what-to-expect-during-the-solar-eclipse/

上圖是為了2017美國日全食做的，不過一般的日全食也適用。日全食有幾個階段：

初虧：First Contact，也稱C1，月亮剛移到太陽前面的時間
食既：Second Contact，也稱C2，月亮剛好蓋住整個太陽的時間
食甚：Totality，或稱Maximum eclipse，月亮的中心跟太陽的中心最接近的時刻
生光：Third Contact，也稱C3，太陽重新露出的時刻
復圓：Fourth Contact，也稱C4，月球不再擋住太陽、太陽又變成圓盤的時刻

首先最重要的是，觀測太陽時，濾鏡（望遠鏡和相機鏡頭前的）跟太陽觀測眼鏡只有在全食階段（食既到生光之間）才能拿掉，差一秒都不行；依據上圖，按照發生時間順序簡單講幾點各階段可看的東西：偏食階段看彎月型的太陽，玩針孔投影；20分鐘前應該會開始覺得天色變暗；一兩分鐘前天色愈發詭異，有點像曙光但又不太一樣，也許地上可看到繞射條紋（shadow bands）；一分鐘前”準備”觀測貝利珠（Bailey’s Beads）跟鑽石環（Diamond Ring）；食既剛發生前幾秒鐘看貝利珠、鑽石環，食既發生後可不透過眼鏡或濾鏡看紅紅的太陽色球層、日冕、水星金星跟其他行星可能看得到、星星、可以注意動物的行為；一生光就要馬上戴上濾鏡跟太陽觀測眼鏡，就回到偏食階段，直到最後復圓。

去看日食時，初虧的大概時間、食既與生光的準確時間得要知道。食既到生光之間，也就是整個全食的時間，每次日食都都不一樣，而且就算是同一次日食，從地面上的不同點觀測也會不一樣，短一點的少於一分鐘，長一點的大約也就6、7分鐘；對看日食迷來說，跑很遠就為了看少於一分鐘的全食也不奇怪。日食各階段在各個地點發生的準確時間可以用NASA Eclipse網站的互動地圖找到。

順帶一提，日環食我沒有看過。月亮繞地球有時近有時遠，在月球離比較遠的時候月亮無法完全遮住太陽，就形成日環食。日環食最多就是太陽被擋到剩下一圈，但就是因為這麼一圈，觀測者還是得要全程帶著太陽觀測眼鏡。我應該是沒興趣跑大老遠去看日環食，除非剛好是在很方便到或是本來就很想去的地方，比如2020年6月21日的日環食就有經過台灣。

基本資訊

要去看日全食的話，首先得要知道接下來日全食的時間地點等基本資訊，可參考以下幾個網站：

NASA Eclipse Website：日食各項基本資料，目前已經列到至少2100年為止。最有用的是利用Google Maps做的互動地圖查看各點的日食時間、仰角等等。例如下面兩張圖是2019跟2024日食經過的主要的陸地範圍。
Mr. Eclipse (Fred Espenak)：各式各樣日食資訊都有，從基本原理、體驗、攝影錄影指南等等，強烈推薦，我2008年第一次看日全食前就是參考這個網站。他也有出書，我日後也許會買來參考。
http://xjubier.free.fr/en/index_en.html：另一個日食迷Xavier M. Jubier的網站，匯集各種資訊，包含互動地圖、平均雲量圖、曝光計算。這網站的互動地圖比NASA的整合更多資訊，也可以拉近到更小的區域。
Eclipsophile：主要在講天氣方面的，看起來是為了2017年日全食才開始的網站，除2017年日全食外，目前已經有2019南美日全食的天氣分析。

以下兩個是主要是2017跟2024美國日全食專用的：

討論區：reddit（線上討論區，可想成美國PTT）的日食版跟天文版都有日食相關討論，可能只有在美國日食的時候比較熱鬧而已，2017美國日全食時我在這邊看很多相關的報導跟一些討論。別的地方應該還有更專業的討論區。
NASA在2017年的日全食有活動網頁，列出NASA官方的跟民間的活動；猜想2024年美國的日全食也會提供類似的資訊吧。若能參加活動、跟一群日食愛好者共襄盛舉也滿有趣的。

除上述資料以外，應該還有很多地方可以得到資訊；中文資料應該也有很多，網路上找一找都有心得跟科普文。例如，台北天文館的期刊”台北星空”就出現多次日食相關文章（用google搜尋天文館網站），還有各地的天文社團等等。

2019（左）跟2024（右）日全食主要經過的陸地。點圖可以進入NASA的互動地圖，在地圖上可以看各個點的日食時間、太陽仰角等資訊。

兩個重點

除了準備太陽觀測眼鏡之外，我覺得看日食還有兩個重點：在日食前要保有機動性讓看到的機會提升，日食發生時要親眼看。

在挑選觀看日食的地點時，要保有機動性，也就是參考天氣與其他因素，在快到日食前再挑一個最有機會看到日食的地方前往觀看。2009年參加的日全食團就這樣做了，2017年自己規劃的美國日全食也是打算這麼做，可惜因故無法租車，只好待在同一點聽天由命。

要親眼看，不要在最重要那幾分鐘花太多時間調整器材什麼的，如要好好拍照就應事前就有充足的計劃與準備。

地點跟天氣

知道了下次日全食的日期跟大致會穿過哪些地方，接著要來縮小地點的範圍，決定要去哪邊看。住宿、交通、治安、簽證等因素都得考慮，這些就不多說，一個重要的因素是天氣，也就是要挑平均來說雲比較少的地方，不過更重要的是，日食前要也看天氣狀況來決定要不要移動、要往哪移動。

全食帶在哪裡可以用上面提到的NASA Eclipse Website提供的互動地圖查到，然後從全食帶以及周邊來看有哪些城市或地點，用weatherspark或是Eclipsophile之類的網站得到天氣的平均概況，找幾個平均來說在日食那個日期前後雲比較少的地區，然後綜合天氣、交通、住宿等各方因素來決定要觀看的地點。

可以的話越早訂住宿越好，依地點熱門程度以及住宿多寡而異，有些地方可能要一年以前預訂比較保險，2017美國日全食有很多熱門的點都是一年前就沒有正常價位的住宿了。訂住宿可以不只訂一個，如果有把握都到得了的話，可以多訂幾個可以免費取消的，時間快到再下最終決定，但是最後的移動也不要把時間抓得太緊，至少日食前一天最好已經到全食帶或是離全食帶很近的地方。比如說2017年美國日全食，因為我太晚開始訂住宿，那次看日食的城市Lincoln (Nebraska)對我來說已經不是前三志願，我的志願是按天氣跟附近景點排的，按順序為：Jackson (Wyoming)、Idaho falls (Idaho)、其餘Wyoming州、西Nebraska、最後才是東Nebraska的Lincoln，前兩名天氣都很好而且在國家公園附近，不過Lincoln平均來講60%的晴天也還是值得期待；另外，我們是在全食兩天前就到全食帶內，提早點到以免飛機誤點什麼的還可以有緩衝時間。

平均天氣決定大方向，幾天內的天氣要看預報，有必要的話移動到比較好的地點。預報有很多網站跟app可以用，主要得能看即時衛星雲圖跟預報，特別是雲量的預報，有低中高各層的雲量預報更好，看日食時，如果是以高層雲為主的話也還是有機會看到，但得要祈禱日食發生時雲夠薄，如2017美國日全食我們就是在很多雲的情況下看到的。

天氣相關的網站跟app有很多，用習慣的就好，以下列一些我有用到的：

weatherspark跟Eclipsophile：前者有一年內各時間平均天氣的資料，氣溫、雲量、降水、日曬等等都有，輸入地名就可以查，例如我在2017年觀看日全食的地點Lincoln, NE，八月有約60%的機會是”mostly clear“，不過當然這只是平均而言；後者似乎是為了2017美國日全食所架設的，看起來至少到2024下一次北美日全食之間的日食都有詳細分析，相當值得參考，比如說，還把天氣型態考慮進去，像是某個地方早上還是下午比較會有雲等等的分析。
政府機關提供的，如美國的http://www.weather.gov/，有即時資訊跟預報。
數值模擬預報：有很多網站提供，Eclipsophile有介紹一些，很多人可能都有自己慣用的網站，我主要用http://weather.cod.edu/forecast/ （只有美國）跟https://www.windy.com/，另外也有試過https://spotwx.com/、http://clearoutside.com/。
app：有很多選擇，我是用Storm跟Windy，兩個都有雲圖跟預報。

最後講一下，在全食帶的中心線看到全食的時間會比在全食帶的邊緣看到的來得長，所以一般都會挑靠近中心線的地方看；但是在靠近邊緣的地方看有個優點，就是貝利珠、鑽石環、繞射條紋等現象持續的時間會比較長。可以參考space.com的文章”An ‘Edgy’ Suggestion on Where to Watch the Total Solar Eclipse”以及我另一篇心得2017美國日全食的其中一段，簡單講就是這些現象都需要太陽邊緣剛剛好被月亮邊緣擋住，而離中心線比較遠的觀察者看到的月亮邊緣跟太陽邊緣接近重合的時間比較長，可參考下圖。不過讓我挑的話，還是會比較頃向在全食時間長一點的地方看。

單眼相機攝影

看日食主要有幾種方法：透過太陽觀測眼鏡看、用濾鏡放在望遠鏡前面看、用望遠鏡（單筒、雙筒皆可）投影、針孔投影等等。另外，不只看太陽，手機或相機在接近全食的時候可以錄影來拍人跟景色，應該會很有趣。以下主要介紹用單眼相機拍照的一點心得，不過首先先講最重要的一點：

要記得要親眼看！親眼看和長焦鏡的拍照都要用合格的太陽觀測眼鏡或濾紙來減光。

拍照的要點在上面提到的Mr. Eclipse網站有很好的指南，網上也搜尋得到，如這篇美國Canon的建議，還有台北星空第77期的日食拍攝技巧(by吳昆臻)等等。以下為個人的紀錄跟心得：

重要（再講一遍）：不要透過沒有太陽濾紙的鏡頭看太陽，特別是長焦鏡跟望遠鏡，而且濾紙一定要放在鏡頭最前面光進來的地方，不然會燒壞相機元件或視網膜。我曾經想過在雙筒望遠鏡最前面貼濾紙，但感覺很危險，萬一濾紙沒貼好就燒起來了（另一方面我也還沒有雙筒望遠鏡）。
鏡頭：要拍太陽本身的話等效焦長500mm — 800mm應該最適合，我用320mm也還可以接受，可以參考上面提到的曝光計算器或是Mr. Eclipse網站，兩個都有焦長與太陽大小示意圖；若是只有廣角鏡頭拍地景跟人也不錯。
曝光參數：可用曝光計算器 (by Xavier M. Jubier)，或是Mr. Eclipse的網站上有一張Solar Eclipse Exposure Guide的表，兩個提供的數值差了一點，不過本來就要視狀況調整，而且記得要用包圍曝光，包圍曝光的範圍可能要越寬越好。比如說ISO 100、f/8、沒有濾鏡的話，全食階段曝光1/4秒就可以拍到1個太陽半徑內的日冕，而貝利珠只要1/4000秒。不過曝光也不能太久就是，畢竟太陽會跑掉，應該一兩秒是極限吧（除非有赤道儀等追星裝置）。
腳架：當然要帶，而且除了給單眼相機用的以外，可以準備另一個給其他相機或是手機錄影用，錄影除了拍詭異的天色以外，也可以試著拍地面的繞射條紋以及人跟動物的反應等等。自拍棒我沒有試過，不過應該也有用，全食階段不一定找得到人幫忙拍照。
快門線：全食的時候主要還是要親眼看，所以得要用快門線，遙控的應該也不錯。這樣就可以眼睛看著日食然後手一直按，當然一方面也是曝光時間比較久所以需要用到。
太陽濾紙：濾紙跟濾鏡主要有Baader跟Thousand Oak兩家，網路上應該買得到，濾紙買來後還得想辦法DIY讓它可以放到鏡頭前並且可以快速取下與裝上（如Baader網路商店的教學）；也有貴一點的然後直接可以套到鏡頭前用的濾鏡模組，我就沒用過了。廣角鏡就不用太陽濾紙了。
太陽觀測眼鏡：拍照的空擋還是要記得親眼看。得要買到合格的才行，在一些科學類的博物館或是專門賣天文相關產品的（網路）商店應該大都是合格的；會強調要”合格的”是因為2017年日全食前美國Amazon就召回疑似不合格的太陽眼鏡（如這則新聞）。
拍照準備（幾天前）：先試拍，包含測試太陽濾紙跟手動對焦，要知道包圍曝光要怎麼調整，若已經在附近的話可以來決定觀看的地點，並在同一時辰的前幾天來看，熟悉太陽仰角跟附近的地景什麼的。前一晚要確定電池們都充飽電，以及記憶卡有充足空間。
拍照準備（初虧前後）：確定防手震關掉（Canon建議的），閃光燈關掉，相機確定是M模式、手動對焦、RAW檔，裝濾紙，試拍，確認對焦跟相機各項參數沒問題；這階段時間夠多可以慢慢來。這時也可以玩針孔投影，拿張紙戳洞或是看穿過樹葉縫的太陽投影等等。
拍照準備（食既前一分鐘）：這邊時間很趕要先想好怎麼做。確定太陽在視野中心，調到預先查好的參數，設定包圍曝光，曝光範圍越廣越好，然後把濾紙拿掉；若要錄影的話也可以開始錄了。拿著快門線，準備全食那一刻拍貝利珠、鑽石環、或是周圍景色什麼的。當地的日全食的準確時刻可以在一開始提到的NASA Eclipse網站查，也有手機的app可以按照GPS定位提供準確的時刻，app會在下一段提到。這一階段可以往地上瞥幾眼，也許能看到繞射條紋，我是還沒看到過，youtube上找”shadow bands eclipse”等關鍵字可以看到別人錄下的。要注意：這個時候還是得透過太陽觀測眼鏡以及濾紙來看太陽，一分鐘前就先拿掉鏡頭的濾紙只是不想時間到了才手忙腳亂地拿掉濾紙然後調整相機什麼的，不過拿掉濾紙後鏡頭得要擋光以免相機燒壞。比較長的焦段可能要改成10–20秒前確定太陽在視野中心再拿掉濾紙，以免太陽跑出鏡頭視野（假設沒有赤道儀等追星裝置）。
拍照（全食階段）：專心用眼睛看，手拿著快門線一直按，有空再檢查照片或是用別台相機拍個合照什麼的。要小心不要太嗨踢到腳架。可以找找有沒有金星、水星以及其他行星或星星；太陽附近的行星跟星圖應該要在出門前先查好，如用星圖軟體Stellerium，或是heavens-above網站等等。
生光後，濾紙要盡快放回去，以免相機燒壞；太陽觀測眼鏡也一樣。
其他：防曬跟飲水都要準備。防曬包含器材的防曬，若天氣熱日光又強烈的話，在偏食階段也得讓相機有適當休息。

若要把日冕拍得很清楚需要曝光比較久，應該是曝光越久越能看到外層的暗一點的日冕，可以參考上面提到的曝光計算器，需要有多個曝光疊起來處理，沒經驗就不多說了。

偏食階段用手就可以玩針孔投影，例如中間的手的影子就有兩個彎月形狀的太陽投影。2008年8月1日拍攝。

2017 Aug 21日食時太陽附近的星圖，摘自heavens-above網站。可惜觀看時因天氣不理想，雖看到日食但沒能看到其他星。

Apps

看日食可能有幫助的手機app (iOS)，除天氣外，還有離線地圖跟日食提醒：

天氣：要能看衛星雲圖跟預報。我用Storm跟Windy。
離線地圖：在荒郊野外或是人多的地方也許會造成需要依賴網路的導航無法使用，故需要離線地圖與導航的app。一般應該是要預先下載好該地區的地圖，例如maps.me跟HERE WeGo。
全食提醒：”Eclipse Explorer (Joshua Berlin)”跟”Solar Eclipse 2017 by timeanddate.com”，依照GPS定位告知全食的準確時刻，並且快到食既前有逼逼聲提醒。我2017年美國日全食應該用的是後面那款，還滿有用的。以後的日食這些類似的app應該也都還會有吧。

智慧手機只是輔助，這些資訊應該都要事先查好，特別是食既跟生光的準確時間，最一開始提到的NASA日食網站跟Xavier M. Jubier的網站都有互動地圖可以查。

結語

在寫2017美國日全食那篇心得時發現看日食的準備這一部份越寫越長，乾脆就另外再延伸出這一篇，有很多部分在2008，2009，2017三篇日食心得文都提到過。另外還有很多這邊沒有提到的有趣的訊息，比如說自製投影箱、用望遠鏡投出太陽的影像的方法、網路上有在賣的有趣的東西像是投影太陽的儀器（如solarscope）以及專門看太陽的雙筒望遠鏡（Celestron出的）等等，喔，還有搭飛機看日食，2017美國日全食就有看到西南航空跟阿拉斯加航空有好幾個普通的航班特地強調會看到日食，其他航空公司可能也有，以後的日食也許可以提早注意一下這類消息，不過問題是，這種航班誰要坐走道位啊？

接下來時間上比較近的有2019南美日全食、2020南美日全食、2024北美日全食，或許可以開始考慮了，比如說，2019的全食經過智利跟阿根廷，Eclipsophile已經有分析各地點的天氣了（ESO在智利的La Silla天文台應是不錯的點，而且台灣護照可以智利免簽）。更久遠的現在開始看資料也許有點早，就先簡單看一下在哪裡吧，如下圖為2021 — 2040年間的日全食（源自NASA Eclipse網站），看起來交通方便到的日全食除2024的北美外，有2026冰島跟西班牙，2027北非，2028–2038間紐澳共有四次，外加一次環食！