Jak powstaje zaćmienie Słońca?
W ciągu roku może występować od 2 do 5 zaćmień Słońca, do 5 Księżyca, jednak łącznie nie więcej niż 7. np.: 5 Słońca i 2 Księżyca. Generalnie zaćmienia Słońca występują tylko podczas nowiu, a zaćmienia Księżyca tylko podczas pełni (najczęściej ponad 14 dni przed lub po zaćmieniu Słońca). Jest to spowodowane tym, że orbita Księżyca wokół Ziemi jest nachylona pod kątem 5 stopni względem płaszczyzny orbity Ziemi wokół Słońca. W rezultacie; podczas każdego obiegu Ziemi, Księżyc przecina płaszczyznę orbity naszej planety dwukrotnie w punktach nazywanych węzłami. Księżyc w nowiu znajduje się nad lub pod Słońcem, w pełni natomiast przeważnie omija cień Ziemi. Tylko w rzadkich przypadkach, gdy Księżyc w nowiu lub pełni przesunie się blisko jednego z węzłów, może nastąpić zaćmienie. Ponieważ Ziemia i Słońce próbują przeciągnąć Księżyc na swoją stronę, węzły stopniowo zmieniają swoje położenie na ekliptyce. Nazywa się to cofaniem węzłów. Te zmiany węzłów powodują, że nów i pełnia przypadają na jednej linii ze Słońcem co 173,3 dni. Okres ten nazywa się sezonem zaćmień. Dlatego w każdym roku kalendarzowym występują przynajmniej dwa sezony zaćmień, w których mogą występować zaćmienia Słońca i Księżyca. Dwa sezony zaćmień to rok zaćmieniowy, który liczy 346,6 dnia, czyli 18,6 dnia mniej niż rok kalendarzowy. Ta różnica powoduje, że w niektórych latach może wystąpić od 2 do 5 zaćmień Słońca. Statystycznie w danym punkcie na Ziemi podobne całkowite zaćmienie Słońca może zdarzyć się średnio tylko raz na 360 lat.
Całkowite zaćmienie Słońca trwa najwyżej 7,5 min i jest praktycznie niezauważalne do momentu, gdy Słońce jest zakryte przez Księżyc w ponad 80%. Kiedy już 90% tarczy Słonecznej jest zakryte robi się wyraźnie szaro i da się odczuć ochłodzenie (o ile jest lato), gdy już min 98% tarczy Słonecznej jest zakryte zapada zmrok. Podczas zaćmień całkowitych, które wypadają praktycznie w zenicie jest najciemniej i dookoła tuż nad horyzontem widać jakby poświatę przed wschodem Słońca, a temperatura w miejscu obserwacji (gdy jest upalnie i gorąco) może spaść o kilka, kilkanaście stopni. Najkrótsze może trwać ok. 20 sekund, najczęściej faza całkowita zaćmienia trwa od dwóch do pięciu minut). Cień podczas zaćmienia przesuwa się z prędkością ok. 1800 km/h (1100 mil/h) na równiku i 8000 km/h (5000 mil/h) w pobliżu biegunów. Szerokość pasa zaćmienia całkowitego nigdy nie przekracza 267 km (167 mil).
Momenty zaćmienia (kontakty)
Momenty najważniejszych zjawisk zachodzących podczas zaćmień Słońca nazywane są „kontaktami” i określane numerami: pierwszy, drugi, trzeci i czwarty. Zaćmienie Słońca dla danego miejsca obserwacji zawsze rozpoczyna się w momencie pierwszego kontaktu, gdy Księżyc zaczyna nasuwać się na tarczę Słońca. Ten punkt jest oznaczany jako (P1), czyli „pierwszy kontakt półcienia”. Drugi kontakt oznacza początek fazy całkowitej i jest obserwowany tylko w obrębie pasa zaćmienia całkowitego. Jest to moment, gdy wschodnia krawędź Księżyca (lewy brzeg, gdy patrzymy z półkuli północnej) dotyka wschodniej krawędzi Słońca (prawego brzegu, gdy patrzymy z półkuli południowej). Oznacza on początek zaćmienia całkowitego lub obrączkowego. Ten kontakt jest oznaczany (Ul), czyli „pierwszy kontakt cienia” (od łac. umbra „cień”). Zaćmienie całkowite lub obrączkowe kończy się wtedy, gdy zachodni (prawy) brzeg Księżyca opuszcza zachodni (prawy) brzeg Słońca. Ten punkt oznaczamy jako (U2). Ostatni kontakt (P2) oznacza koniec zaćmienia częściowego, gdy Księżyc całkowicie odsłoni tarczę Słońca.
Okresy (cykl) zaćmień – SAROS
SAROS to okres zaćmień (cykl), który trwa 6585,33 dni (223 miesiące synodyczne = 242 miesiące smocze = 18 lat 10 dni, a w roku przestępnym 11 dni), po którym powtarzają się podobne do siebie zaćmienia Słońca. Okres SAROS rozpoczyna się zaćmieniem częściowym o niewielkiej fazie w okolicy jednego z biegunów Ziemi, a najdłuższe zaćmienie całkowite w danym SAROS występuje w pobliżu równika. Jednocześnie biegnie wiele okresów SAROS, dlatego w każdym roku widzimy więcej niż jedno zaćmienie Słońca. Po upływie pełnego okresu SAROS (od daty dowolnie wybranego zaćmienia) kolejne zaćmienie powtórzy się i będzie podobne, jednak nie będzie ono identyczne niż poprzednie. Różnica ta wynika z faktu, że okres 223 miesięcy synodycznych różni się o 0,46 dnia od okresu zaćmień, dlatego Słońce po upływie danego okresu SAROS będzie znajdowało się nieco na zachód niż na początku okresu SAROS. Np. Kolejne zaćmienia w każdym okresie SAROS będą miały coraz większą fazę, do wystąpienia serii coraz dłuższych zaćmień całkowitych, aby po tym maksimum fazy kolejnych zaćmień malały, kończąc dany okres SAROS zaćmieniem częściowym o niewielkiej fazie. To, że w danym roku widzimy więcej niż jedno zaćmienie Słońca jest spowodowane tym, że jednocześnie biegnie wiele okresów SAROS.