水星凌日是一種天文現象，平均每100年發(fā)生約13次，時間在5月或11月初。當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，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，只能通過望遠鏡進行投影觀測。觀測時，我們會發(fā)現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日前后經過水星軌道的降交點，每年11月10日前后又經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13.4次。

水星凌日（Transit of Mercury）是一種天文現象。當水星運行至地球和太陽之間，如果三者能夠連成直線，便會產生水星凌日現象。觀測時會發(fā)現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，平均每百年出現十三次水星凌日的現象。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象，從上面這個動畫，你可以看到水星如何在兩周的時間內從右側運動到左側。在這個動畫當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。當水星和地球處于AA位置時，就會發(fā)生水星凌日現象。這是，水星穿過下降節(jié)點，處于低位交匯點。

當兩個星球處于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。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)生水星凌日現象，但是水星可以被太陽隱藏。

人們也會看到金星凌日的現象，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，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。

2006年

2006年11月8日左右水星穿越內合(inferior conjunction)，內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”。

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、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，黑點相當于太陽直徑的1/194。隨后，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(qū)，最佳觀測地點應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。

據廣東天文學會2016年5月5日透露，2016年5月9日將出現罕見的“水星凌日”天象，時間長達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，這種現象稱為“水星凌日”?！八橇枞铡逼骄?00年才出現13.4次。上一次“水星凌日”出現在2006年11月9日，下一次將出現在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月出現十分罕見，上一次出現在2003年5月7日，下一次將出現在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。

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。

觀測歷史

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(fā)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(fā)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(fā)生在11月的有35次，發(fā)生在5月的僅有15次。

在望遠鏡發(fā)明之前，水星凌日是無法觀看的。法國天文學家皮耳-伽桑狄于1631年首次發(fā)現這一現象,他的觀測結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。

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 凌始內切 凌甚 凌終內切 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