中秋節:超級月亮、月全食、紅月亮來襲

中秋年年過,今年大不同。今年9月27日是全球華人共同的中秋節。28日,我國將迎來今年最大最圓的月亮,又稱“超級月亮”,而美洲、歐洲、非洲、西亞部分地區的除了能看到“超級月亮”,還能看到壯觀的月全食和“紅月亮”。

中秋節、超級月亮、月全食、紅月亮、十五的月亮十六圓,這些難得一見的月球天文現象集中在一起輪番上演,爲我們觀月賞月提供了絕佳的機會。

超級月亮

一、什麽是超級月亮?

月亮-地球之間的距離示意圖。月亮分別位于近地點和遠地點

月亮到地球的平均距離約是38萬千米,但月亮繞地球運行的軌道並不是圓形的,而是橢圓形的。月亮離地球最近的距離約36萬千米,最遠的距離約40萬千米。

當月亮距離我們近時,看到的月亮大一些,當月亮距離我們遠時,看到的月亮小一些。9月28日月亮恰好運行到近地點,我們在地球上看到的月亮要比它位于遠地點時大12-14%。這一天我們有幸欣賞到比平時更大、更亮的月亮,也稱爲超級月亮。

當滿月從地平線升起時,我們看到的月亮似乎比它升到天頂時更大、更明亮

三、2017年不見超級月亮

由于月亮繞地球的軌道是周而複始的,因此,每隔1年零1個月18天,即每隔383天,我們就會迎來這樣一次超級月亮,過去幾年和未來幾年的超級月亮分別出現在:

2011年3月19日、2012年5月6日、2013年6月23日、2014年8月10日、2015年9月28日、2016年11月14日、2018年1月2日。2017年將不會有超級月亮,因爲滿月和近地點不能同時出現。

再展望更遠一些, 2034年11月25日的超級滿月距離地球僅爲356,446 km千米,在21世紀中首次出現月地距離小于356,500千米。而最近的超級滿月出現在2052年12月6日,屆時的地月距離爲356,425千米。

月全食與紅月亮

一、月全食

今年的月全食發生在時間9月28日上午,即中秋節之後的第二天。由于月全食發生時正值中國的白天,因此我國境內的不能觀賞到這次月全食。但、南美、非洲、西亞等地區的將可以看到這次月全食。

月全食的成因很簡單,即當太陽、地球、月亮三者在一條直線時,地球擋住了太陽照射到月球的光,形成月全食。

月全食形成原理圖。當月亮運行到本影區域,就會發生月全食。

月亮本身不發光,只靠反射太陽光來顯示自己的存在。當月亮向著太陽的半個球面被時,背著太陽的半個球面就是一片。

月亮繞地球運動,隨著月亮相對于地球的變化,使得它被太陽照射的一面,有時面向地球,地球上就看到整個月盤被,此時稱之爲滿月;有時背向地球,地球上看到整個月盤漆黑一片,此時稱之爲新月。有時面向地球的亮的區域大一些,有時小一些,這就産生了娥眉月、上弦月、凸月等不同的月相。

月相的形成原因。由于日地月的相互運行,太陽光在一個月中月球的不同球面。地球上看到月面被的部分,從陰曆月初完全的新月逐漸增大到上弦月,到月中出現滿月,之後被的月盤逐漸變小至下弦月,直至月末再次出現新月。

由于月球繞地球運行的軌道與地球繞太陽運行的軌道不在一個平面上,並不是每次新月或滿月時,都會發生月全食。

二、紅月亮從地球上看到的月亮是月光穿過地球大氣層看到的,它並不是真實月亮的顔色,而是經過地球大氣層散射後看到的月亮顔色。月光經過地球大氣後,一部分波長的光被散射掉,而另一部分波長的光可以直接穿過。

當月亮出現在低空時,月光幾乎穿過整個大氣層,大部分藍光被大氣散射掉,而沒有被散射,這時的月亮看起來是紅色的。當月上中天時,月光穿過的大氣層相對較薄,這時月亮看起來是黃白色的。

月食時發生的紅月亮現象實際上是光的折射造成的

當發生月全食時,雖然照向月亮的太陽光被地球擋住了,月亮表面無法直接看到太陽,但此時地球上的人們仍然可以看到月亮,不過此時我們將看到難得一見的“紅月亮”,也稱“血月”。

紅月亮實際上是光的折射造成的,因爲地球有大氣層,當太陽光穿過地球大氣層時,波長較短的光被大氣散射掉,剩下波長較長的由于折射照向了月面,所以地球上的人們看到的月亮就變成了“紅月亮”。

三、藍月亮

如果同一個月份內看到兩次滿月,那麽第二次滿月被稱作“藍月亮”。

藍月亮並非指藍色的月亮,而是在同一個月出現的第二次滿月

2015年7月的一個月內出現了兩次月圓之夜,一次發生在7月1日,另一次發生在7月31日。根據曆法計算,兩次滿月之間大約相隔29.5天左右,而我們采用的公曆中有的月份爲31天,有的月份爲30天,這就出現了一個時間差。這個時間差會導致一個月內可能出現兩次滿月,也會導致一年中有可能出現13次滿月。這多出來的滿月就是“藍月亮”,即意料之外的滿月。

四、黑月亮

黑月亮的說法實際上2014年初才剛剛出現,之前我們從未聽說過。當然,黑月亮也不是天文術語,而是來自于巫術。與藍月亮相對應,當一個陰曆月中出現兩次新月時,月末出現的第二個新月被稱爲黑月亮。

2014年1月,在月初和月末出現了兩次超級新月,其中第二次新月不僅是超級月亮,而且被稱爲黑月亮。下一次黑月亮將出現在2016年10月30日。

關于黑月亮也有別的說法,例如每季度有四次新月,其中第三次新月被稱爲黑月亮。據此說法,最近一次黑月亮發生在2015年2月18日的超級新月,因爲這是自2014年12月冬至到2015年3月春分期間的第三次新月。而下一次超級新月的黑月亮將出現在2017年8月21日,屆時美國將上演日全食。

十五的月亮十六圓

一、爲什麽十五的月亮十六圓

“人有悲歡離合,月有陰晴圓缺,此事古難全。”民間常有“十五的月亮十六圓”的說法,寓意好事不一定出現在你期望的時刻。據統計,過去10年間,中秋節的圓月出現在“十五”的有3次,出現在“十六”的有6次,出現在“十七”的有1次。所以,“十五的月亮十六圓”並不完全准確。

從上一個新月到出現下一個新月的周期稱爲一個“朔望月”,陰曆初一出現的新月稱爲“朔”,十五出現的滿月稱爲“望”。一個“朔望月”平均需要29.53天,月亮從新月、上弦月逐漸長大爲滿月,而後又逐漸瘦下去成爲下弦月,之後成爲一彎殘月。

爲什麽會出現“十五的月亮十六圓”呢?

這是因爲月球繞地球運行的軌道是橢圓形的,因此月球在不同公轉的速度快慢並不相等。月亮離地球近時公轉速度快一些,離地球遠時公轉速度慢一些。“朔”之後平均要經過14天18小時22分才出現“望”,一個“朔望月”所需最長時間與最短時間相差13個小時。因此每個月滿月出現的時間也有差異。

如果“望”以前月亮走得慢,那麽從“朔”到“望”需要的時間可能是16-17天,所以會出現十五的月亮十六圓,甚至是十七圓的現象。一般來說,滿月出現在農曆十四、十五、十六和十七都是正常的,其中以農曆十五、十六居多。

今年農曆八月中“望日”出現在農曆十六,因此與去年一樣,今年中秋仍然會出現“十五的月亮十六圓” 的。而且未來4年將持續如此,一直到2020年才能在中秋之夜欣賞到最圓的滿月。

出品:科普中國

制作:鄭永春、陳潔、孔嘯、張碩(中國科學院國家天文台)

監制:中國科學院計算機網絡信息中心

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