水星凌日是一種天文現(xiàn)象，平均每100年發(fā)生約13次,，時間在5月或11月初,。當(dāng)水星運行到太陽和地球之間時，如果三者能連成直線,，便會發(fā)生“水星凌日”現(xiàn)象,，其道理和日食類似。和日食不同的是,，水星比月亮離地球遠(yuǎn),，其直徑僅為太陽的一百九十萬分之一。所以,，“水星凌日”發(fā)生時,水星擋住太陽的面積非常小,，不足以使太陽亮度減弱。我們用肉眼是看不到“水星凌日”的,，只能通過望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行投影觀測,。觀測時，我們會發(fā)現(xiàn)一個黑色小圓點橫向穿過太陽圓面,，這黑色小圓點就是水星的投影,。

由于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,。二者只有兩個交點：升交點與降交點,。因此，只有水星處于軌道上的這兩個交點附近,，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(xiàn)象稱為水星凌日,。

2019年有1次水星凌日精彩天象登臺表演,，但本次水星凌日只有歐洲,、非洲、美洲和亞洲西部地區(qū)可見,，我國不可見,。

現(xiàn)象描述

水星凌日（Transit of Mercury）發(fā)生的原理與日食相似。由于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,。二者只有兩個交點：升交點與降交點。因此,，只有水星處于軌道上的這兩個交點附近,，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(xiàn)象稱為水星凌日,。小黑斑是由于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日前后經(jīng)過水星軌道的降交點,，每年11月10日前后又經(jīng)過水星軌道的升交點,。所以，水星凌日只能發(fā)生在這兩個日期的前后,。水星凌日發(fā)生在5月（降交點）比發(fā)生在11月（升交點）少得多,。

水星是地球的內(nèi)行星，直徑為4878千米,。水星繞太陽運行的周期為88天,，但是由于水星和地球的公轉(zhuǎn)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(jì)只會出現(xiàn)13.4次,。

水星凌日（Transit of Mercury）是一種天文現(xiàn)象。當(dāng)水星運行至地球和太陽之間,，如果三者能夠連成直線,，便會產(chǎn)生水星凌日現(xiàn)象。觀測時會發(fā)現(xiàn)一黑色小圓點橫向穿過太陽圓面,，黑色小圓點就是水星的投影,。水星凌日發(fā)生在五月初或十一月初，平均每百年出現(xiàn)十三次水星凌日的現(xiàn)象,。已發(fā)生的水星凌日：2003年5月7日,、2006年11月8日、2016年5月9日,，2019年11月11日,。

水星凌日的沙羅周期為46年,，即每46年發(fā)生6次。這6次水星凌日中有2次發(fā)生在5月,，有4次發(fā)生在11月,。兩次水星凌日發(fā)生的時間間隔為：3.5年，13年,，7年,，9.5年，3.5年,，9.5年,。

形成原因

軌道與角度

當(dāng)水星穿越地球與太陽之間的時候，就叫做水星凌日,。由于水星僅88天就繞太陽一周,，這種凌日的情形大約每四個月就有一次。但是又由于地球并不是靜止不動的,，水星要超過地球花的時間實際上比88天要多,。

水星恰好在地球與太陽之間的位置，叫做低位交匯點,。那么我們?yōu)槭裁?00年才能看到13次水星凌日呢,？主要是因為水星的軌道是傾斜的，并未和地球的軌道在同一個平面上（地球圍繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道也被成為黃道圈）,。水星的軌道與黃道圈傾斜大約7度,。在我們看來，這個傾斜度可能不算什么,。但是,，要知道太陽系是多么浩淼的空間和距離，這就使得水星經(jīng)常從地球和太陽之間的上方或下方掠過,。（太陽和地球之間的距離被成為“天文單位”--A.U.,，有149,597,870.3公里）水星如果躲在太陽的后面，和地球又同在一條線上,，被成為高位交匯點,。同樣，水星也不會正好處在太陽的后面,，要么從上,，要么從下，掠過太陽,。利用SOHO衛(wèi)星就可以觀測到這種現(xiàn)象,，從上面這個動畫，你可以看到水星如何在兩周的時間內(nèi)從右側(cè)運動到左側(cè),。在這個動畫當(dāng)中我們還可以看到幾次猛烈的爆炸,，那是氣體從太陽分離出來,。這些圖片是用SOHO衛(wèi)星上的觀測儀器--LASCO拍攝到的。

節(jié)點

那么到底水星凌日何時發(fā)生呢,？每當(dāng)水星在低位交匯點靠近黃道圈時,，被稱為“穿越軌道節(jié)點”。根據(jù)水星朝南運動還是朝北運動,，分成上升節(jié)點和下降節(jié)點兩種,。當(dāng)水星和地球處于AA位置時，就會發(fā)生水星凌日現(xiàn)象,。這是,，水星穿過下降節(jié)點，處于低位交匯點,。

當(dāng)兩個星球處于BB位置時,，從地球上看，水星會從太陽的下面穿越,。盡管水星也處于低位交匯點,，但是它離黃道圈很遠(yuǎn)。在上圖,，我們還可以看到高位交匯點的情況,。由于水星處在太陽的后面，就不會發(fā)生水星凌日現(xiàn)象,，但是水星可以被太陽隱藏,。

人們也會看到金星凌日的現(xiàn)象，但是黃道圈和金星軌道的傾斜角度是3°23',。在5月7日的水星凌日中,，水星從黃道圈的北部向南，朝著下降節(jié)點運動,。這種情形和日全食的情形相同,，只不過處于軌道節(jié)點的是月亮而已，主要的不同在于月亮圍著地球轉(zhuǎn),，而不是太陽,。

發(fā)生實例

2003年

未來五次5月的水星凌日將發(fā)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,。因為其余四次水星凌日都發(fā)生在夜間,，中國不能看到或不能看到全過程,。因此，2003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,。觀測者應(yīng)選擇東面開闊的地點，還需天氣晴朗,。這次水星凌日在中國東部觀測比中西部有利,，但即使東部也只能觀測到水星凌日的下半場演出。

2003年水星凌日有三大特點：一,、水星距離地球只有8415萬千米,，比發(fā)生在11月的水星凌日近1737萬千米。二,、水星視直徑為12角秒,，比發(fā)生在11月的水星凌日大五分之一。三,、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(jī)。

2006年

2006年11月8日左右水星穿越內(nèi)合(inferior conjunction),，內(nèi)合是指水星位于太陽和地球之間的一個點,。通常情況下，我們在內(nèi)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(chǎn)生令人驚嘆的天文現(xiàn)象：當(dāng)水星的輪廓緩緩移過太陽盤面時,，我們用小型望遠(yuǎn)鏡便能看到此次天文奇觀。天文學(xué)家將這種天文事件稱為是“凌日”。

凌日是相當(dāng)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(jì)第二次上演凌日奇觀,。本世紀(jì)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、新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,。澳大利亞和新西蘭的天文愛好者可以在2006年11月9日清晨看到這一奇觀。

在美國,，從愛達(dá)荷州北部到德克薩斯州最西端沿線以東地區(qū)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,。水星的小盤面將于美國東部時間下午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(dāng)于太陽直徑的1/194,。隨后,，水星便會到達(dá)太陽盤面的右側(cè)(西邊)。接著,，從太平洋標(biāo)準(zhǔn)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(jié)束前太陽落山的東部地區(qū),，最佳觀測地點應(yīng)該是正西方以南地平線偏低的地區(qū),。另外，切記提前一兩天檢查太陽落山地點,，以避免樹木和建筑屆時擋住視線,。

2016年

2016年5月9日，我們迎來了一個重大的天象事件——水星凌日,。地球上的人就能日面上觀察到一個緩慢移動的小黑點,，整個過程持續(xù)7個半小時的時間。

據(jù)廣東天文學(xué)會2016年5月5日透露,，2016年5月9日將出現(xiàn)罕見的“水星凌日”天象,，時間長達(dá)7個多小時，時間長度從19時12分至次日2時42分,。在巴西,、委內(nèi)瑞拉、古巴,、美國東部,、英國、法國,、葡萄牙和西班牙等國家和地區(qū),，都可觀測到“水星凌日”的全過程(凌始至凌終)。

在中國,，烏魯木齊,、北京、拉薩,、南寧,、昆明和貴陽等地區(qū)也可觀測到“水星凌日”，而廣州,、上海,、香港、臺北等地區(qū)則無法觀測到,。烏魯木齊可連續(xù)觀測和拍攝兩個多小時,。

據(jù)了解，由于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,。兩者只有兩個交點：升交點與降交點。因此,，只有水星處于軌道上的這兩個交點附近,，而太陽、水星,、地球三者又恰好排成一條直線時,，在地球上則可觀察到太陽上有一個小黑斑在緩慢移動，這種現(xiàn)象稱為“水星凌日”,?！八橇枞铡逼骄?00年才出現(xiàn)13.4次。上一次“水星凌日”出現(xiàn)在2006年11月9日,，下一次將出現(xiàn)在2019年11月11日,。這次“水星凌日”發(fā)生在5月，水星視直徑最大,，比發(fā)生在11月的“水星凌日”的水星視直徑多2角秒,。“水星凌日”在5月出現(xiàn)十分罕見，上一次出現(xiàn)在2003年5月7日,，下一次將出現(xiàn)在2049年5月7日,。 

2019年

2019年11月11日有1次水星凌日精彩天象登臺表演，但本次水星凌日只有歐洲,、非洲,、美洲和亞洲西部地區(qū)可見，我國不可見,。

觀察方法

觀察水星凌日必須借助望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡,，把太陽投影到一張白紙上進(jìn)行觀察。二是目視法,。在望遠(yuǎn)鏡的物鏡（前方）裝上濾光鏡,，再進(jìn)行觀察。

如何選購雙筒望遠(yuǎn)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(lán)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(hù)眼睛,。

觀測歷史

在人類歷史上，第一次預(yù)告水星凌日是“行星運動三大定律”的發(fā)現(xiàn)者,，德國天文學(xué)家開普勒（1571至1630年）,。他在1629年預(yù)言：1631年11月7日將發(fā)生稀奇天象——水星凌日。當(dāng)日,，法國天文學(xué)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(xiàn)50次水星凌日,，其中,，發(fā)生在11月的有35次，發(fā)生在5月的僅有15次,。

在望遠(yuǎn)鏡發(fā)明之前,，水星凌日是無法觀看的,。法國天文學(xué)家皮耳-伽桑狄于1631年首次發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象,他的觀測結(jié)果隨后被證明可以用于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(fā)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(yuǎn)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(yán)重傷害,。在此次水星凌日過程中,，夏威夷大學(xué)天文學(xué)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(jìn)行全程追蹤,。

人類歷史上唯一一次向水星發(fā)射飛船是在1974至1975年,。美國的“水星信使”號探測器在2009年抵達(dá)了水星。

發(fā)生時間

注：表中的時間為北京時間,，E為我國東部可見,，W為我國西部可見，加粗(★)為全國可見,。

日期 凌始外切 凌始內(nèi)切 凌甚 凌終內(nèi)切 凌終外切 最小日心距（角秒）赤緯（度）沙羅周期

2016.05.09 19:12(W) 19:15(W) 22:57 2:39 2:42 318.5 17.58 7

2019.11.11 20:35 20:37 23:20 2:02 2:04 75.9 -17.45 6

2032.11.13 14:41(★) 14:43(★) 16:54(★) 19:05(W) 19:07(W) 572.1 -18.14 4

2039.11.07 15:17(★) 15:21(★) 16:46(★) 18:12(W) 18:15(W) 822.3 -16.27 10

2049.05.07 19:03(W) 19:07(W) 22:24 1:41 1:44 511.8 17.04 9

2052.11.10 07:53(E) 07:55(E) 10:29(★) 13:04(★) 13:06(★) 318.7 -17.02 8

2062.05.11 2:16 2:20 05:36(E) 08:53(★) 08:57(★) 520.5 17.88 7

2065.11.12 1:24 1:26 4:06 06:46(E) 06:48(E) 180.7 -17.73 6

2078.11.14 19:42 19:44 21:41 23:37 23:39 674.3 -18.41 4

2085.11.07 19:42 19:45 21:34 23:24 23:26 718.5 -16.58 10

2095.05.09 1:20 1:24 05:05(E) 08:47(★) 08:50(★) 309.8 17.35 9

2098.11.10 12:35(★) 12:37(★) 15:16(★) 17:56(W) 17:57(W) 214.7 -17.31 8