月全食

月全食

月全食是月食的一種,當月亮、地球、太陽完全在一條直線上的時候,整個月亮全部走進地球的影子裏,月亮表面昏暗,形成月全食。

2015年中秋佳節將演繹月全食和超級月亮雙重天文現象。但是中國境內看不到月全食,但國人可在農歷八月十六晚上觀賞到今年最大最圓的月亮。

  • 中文名稱
    月全食
  • 種類
    月食的一種
  • 成因
    月亮、地球、太陽在一條直線上
  • 現象
    月亮表面昏暗
  • 發生時間
    農歷十五、十六
  • 過程
    初虧、食既、食甚、生光、復圓

成因

月全食示例月全食示例

在農歷十五、十六,月亮運行到和太陽相對的方向。這時如果地球和月亮的中心大致在同一條直線上,月亮就會進入地球的本影,而產生月全食。月食時,對地球來說,太陽和月球的方向相差180°,由于太陽和月球在天空的軌道,分別稱為黃道和白道,並不在同一個平面上,而是約有5°的交角,因此隻有太陽和月球分別位于黃道和白道的兩個交點附近,有機會形成一條直線,產生月全食。

過程

月全食月全食

月全食的過程分為初虧、食既、食甚生光復圓五個階段。

初虧:月球剛接觸地球本影,標志月食開始。食既:月球的西邊緣與地球本影的西邊緣內切,月球剛好全部進入地球本影內。

食甚:月球的中心與地球本影的中心最近。

生光:月球東邊緣與地球本影東邊緣相內切,這時全食階段結束。

復圓:月球的西邊緣與地球本影東邊緣相外切,這時月食全過程結束。

月球被食的程度叫"食分",它等于食甚時月輪邊緣深入地球本影最遠距離與月球視經之比。

觀測

方法

月全食的觀測方法:使用雙筒望遠鏡或者天文望遠鏡,7倍以上就可以清晰地觀看到。可以站到高處看,這樣視野會很好。也可用肉眼直接觀察,不需要什麽特別的設備,就可以作以下兩項月全食觀察。

全食全過程周馨全食全過程周馨

記錄

觀察前準備一些觀察用紙,紙上畫有大圓,圓上按逆時針方向標出0°至360°,0°的位置表示月面的正北點。在月全食發生的過程中,每隔4分鍾畫一幅月食素描。這樣做的結果即可得到一 套月全食全過程的食相圖。

亮度顏色

月食時月面的亮度和顏色可區分為以下5級:0級,非常暗淡,幾乎看不見;1級,稍亮,呈黑黃色,細節難以區分;2級,微亮,呈黑紅色或棕黃色,中心有些暗斑,外側相當明亮;3級,呈磚紅色,能看見月面細節,但很模糊;4級,呈銅紅色,非常明亮,外側很亮,略有藍色,可看到大的細節。觀察月全食時,要對月面的亮度和顏色的級別作出判斷,並記錄下來。同時也要記錄當時的天氣情況。

影響

月全食對于靠太陽照射太陽能帆板供電的人造天體有一定的影響。2007年10月24日升空的中國繞月衛星"嫦娥一號"就在2008年2月底面臨首次月全食的考驗,迎接暫時的"能源"危機和 低溫考驗。當月全食發生時,整個月球以及繞月衛星都會"鑽"進地球的巨大身影中,估計有3~4個小時照不到陽光。由于"嫦娥一號"目前主要靠太陽照射太陽能帆板供電,盡管衛星上裝有蓄電池,但蓄電池隻能保障短時間供電。在這段時間裏,衛星上的個別科學設備將暫時關機,讓身在太空的"嫦娥"盡可能"節衣縮食",確保挺過難關。月食過後,再進行開機控製。整體而言,月食對"嫦娥一號"衛星工作沒有太大的影響。

月全食景觀月全食景觀

連環四月食

"連環四月食"也就是2年內連續有4個月會出現"月全食",而月球看起來呈現暗紅色;罕見的"連環四月食",500年隻出現過三次,第四次在2014年的4月和10月出現。

根據NASA預估,第五次的連環四月食會在2032年和2033年出現。難得一見的連環四月食,引起國際熱烈討論,錯過這一次,就要再等18年。

延伸

月食分類

月全食成因圖月全食成因圖

月食可分為月偏食月全食及半影月食三種。當月球隻有部分進入地球的本影時,就會出現月偏食;而當整個月球進入地球的本影之時,就會出現月全食。至于半影月食,是指月球隻掠過地球的半影區,造成月面亮度極輕微的減弱,很難用肉眼看出差別。

沒有月環食。由于地球的本影比月球大得多,這也意味著在發生月全食時,月球會完全進入地球的本影區內,所以不會出現月環食這種現象。

月食必定發生在"望"(即農歷十五前後)。當月球進入地球的半影時,應該是半影食,但由于它的亮度減弱得很少,不易察覺,故不稱為月食,有觀點認為,月食隻有月全食月偏食兩種。

光度分級

Danjon月全食光度分級

月全食景象月全食景象

L=0 深黑色 (食甚時,月球幾乎肉眼看不見)L=1 黑帶有灰或者棕色 (分辨細節有困難)

L=2 深紅或銹紅色 (本影中心深黑色但外圍較光亮)

L=3 磚紅色 (本影邊緣光亮或帶黃色)

L=4 明亮橙紅色 (明亮本影,邊緣帶藍色)

Fischer月全食光度分級

2 肉眼可見月海及主要環形山,其它細節須用小形雙筒望遠鏡(口徑4 cm 以下)才可看見 。

1 須要口徑5cm 至15cm 的望遠鏡才可見細節

0 須要15cm 以上口徑望遠鏡才可見細節

這兩項資料很重要,在做月全食正式觀測時需要將這兩項參數寫到報告裏。

歷史傳說

哥倫布與月食

傳說,16世紀初,哥倫布航海到了南美洲的牙買加,與當地的土著人發生了沖突。哥倫布和他的水手被困在一個牆角,斷糧斷水,情況十分危急。懂點天文知識的哥倫布知道這天晚上要發生月全食,就向土著人大喊,"再不拿食物來,就不給你們月光!"到了晚上,哥倫布的話應驗了,果然沒有了月光。土著人見狀誠惶誠恐,趕快和哥倫布化幹戈為玉帛。公元前2283年美索不達米亞的月食記錄是世界最早的月食記錄,其次是中國公元前1136年的月食記錄。月食現象一直推動著人類認識的發展。早在1881年前,中國漢代天文學家張衡就弄清了月食原理。

月全食瞬間月全食瞬間

亞裏士多德與月食

公元前4世紀,亞裏土多德從月食時看到的地球影子是圓的,而推斷地球是球形的。公元前3世紀的古希臘天文學家阿利斯塔克(Aristarchus)和公元前2世紀的伊巴谷(Hipparchus)都提出通過月食測定太陽一地球一月球系統的相對大小。伊巴谷還提出在相距遙遠的兩個地方同時觀測月食,來測量地理經度。2世紀,托勒密利用古代月食記錄來研究月球運動,這種方法一直延用到今天。在火箭和人造地球衛星出現之前,科學家一直通過觀測月食來探索地球的大氣結構。最早的月食記錄是前2283年美索不達米亞的記錄。

天狗食月

古代中國與非洲民間認為月食是"天狗吞月",必須敲鑼打鼓才能趕走天狗。在漢朝時,張衡就已經發現了月食的部分原理,他認為是地球走到月亮的前面把太陽的光擋住了,"當日之沖,光常不合者,蔽于地也,是謂暗虛,在星則星微,遇月則月食。"前4世紀的亞裏士多德根據月食看到地球影子的圓形而推斷出地球是圓的。前3世紀古希臘的天文學家阿裏斯塔克(Aristarchus)、前2世紀的喜帕恰斯(Hipparchus)都提出過通過月食來測定太陽、地球、月亮的大小。傳說有一位名叫"目連"的公子。生性好佛,為人善良。十分孝順母親,但是,目連之母,身為娘娘,生性暴戾,為人好惡。有一次,目連之母突然心血來潮,想出了一個惡主意:和尚念佛吃素。要作弄他們一下,開葷吃狗肉。她吩咐做了三百六十隻狗肉饅頭,說是素饅頭,要到寺院去施齋。目連知道了這事,勸說母親不聽,忙叫人去通知了寺院方丈。方丈就準備了三百六十隻素饅頭。藏在每個和尚的袈裟袖子裏。目連之母來施齋,發給每個和尚一個狗肉饅頭。和尚在飯前念佛時,用袖子裏的素饅頭將狗肉饅頭調換了一下,然後吃了下去。目連之母見和尚們個個吃了她的饅頭,"嘿嘿"拍手大笑說:"今日和尚開葷啦!和尚吃狗肉饅頭啦!"方丈雙手合十,連聲念道:"阿彌陀佛,罪過,罪過!"事後,將三百六十隻狗肉饅頭,在寺院後面用土埋了。這事被天上玉帝知道後,十分震怒。將目連之母打下十八層地獄,變成一隻惡狗,永世不得超生。目連是個孝子,得知母親打入地獄。他日夜修煉,終于成了地藏菩薩。為救母親,他用錫杖開啟地獄門。目連之母和全部惡鬼都逃出地獄,投生凡間作亂。玉帝大怒,令目連下凡投身為黃巢。後來"黃巢殺人八百萬",傳說就是來收這批從地獄逃出來的惡鬼。目連之母變成的惡狗,逃出地獄後,因十分痛恨玉帝,就竄到天庭去找玉帝算帳。她在天上找不到玉帝,就去追趕太陽和月亮,想將它們吞吃了,讓天上人間變成一片黑暗世界。這隻惡狗沒日沒夜地追呀追!她追到月亮,就將月亮一口吞下去;追到太陽,也將太陽一口吞下去。不過目連之母變成的惡狗,最怕鑼鼓、燃放爆竹,嚇得惡狗吞下的太陽、月亮,又隻好吐了出來。太陽、月亮獲救後,又日月齊輝,重新運行。惡狗不甘心又追趕上去,這樣一次又一次就形成了天上的日蝕和月蝕。民間就叫"天狗吃太陽","天狗吃月亮"。直到現在,每逢日蝕、月蝕時,不少城鄉百姓還流傳著敲鑼擊鼓、燃放爆竹來趕跑天狗的習俗。

月全食月全食

天狗星

《山海經》裏記載的"天狗"、"天犬",即天狗星。郭璞在注解中引《周書》雲:"天狗所止地盡傾,餘光燭天為流星,長數十丈,其疾如風,其聲如雷,其光如電。吳楚七國反時,犬過梁國者是也。"清代學者郝懿行的《山海經箋疏》指出,《山海經》裏的"天犬"、"天狗"都是獸名,"郭註以天狗星當之,似誤也"。正因為郭璞的錯誤注解,"天狗"、"天犬"才升天為天狗星,也就 成為民間崇拜的天狗神了。

各地月全食景象各地月全食景象

天狗星又稱"犬星",就是蘇軾寫的"西北望,射天狼"中的天狼星。天狗星是天上較亮的恆星,隻有太陽、月亮、金星、木星、火星等比它亮。當它接近地平線時,常閃爍著多彩的光芒。有人說天狗星是天犬的鼻子,有的認為是犬的眼睛。狗是人們的好伙伴,"天狗"卻是人們畏懼的凶神惡煞。看見它吉少逆多,有損傷、車禍、開刀等血光之災。清畢沅的《續資治通鑒》載,至正六年(1346年),司天監奏:"天狗星墜地,血食人間五千日,始于楚,遍及齊、趙,終于吳,其光不及兩廣。"後天下之亂,皆如所言。

拍攝葫蘆串

觀看月全食,最好能使用小型天文望遠鏡。愛好天文攝影的公眾,提前準備好相機迎接月全食

月全食月全食

拍攝時最好使用焦距長一點的鏡頭,用三腳架固定相機,通過快門線,適當加大曝光時間。如能選取一些有特色的背景物,比如高塔、古建築等,將更有觀賞價值。拍攝"月食葫蘆串",需選用能連續在同一幅畫面中多次曝光的相機和廣角鏡頭,並準備好三腳架來固定相機,事先計算好多長時間(通常15分鍾-20分鍾)拍一次,就可以拍到了。

記錄

2010年

12月21日,精彩絕倫的月全食將現身冬日天宇,很多人都想目睹此次"天狗吞月"的盛況。天文專家表示,遺憾的是,中國公眾很難拍到記錄月食完整發生過程的"糖葫蘆串"像。

21日發生的這次月全食,台北時間12月21日13時28分,月球就將進入半影;14時32分初虧,月食正式開始,但此時對于中國全境來說月球還在地平線以下,無法觀測。16時17分食甚,即月球進入地球本影最深處時,中國有少數部分地區可以觀測。部分地區可以看到一輪暗紅色的月亮從東方升起。到16時54分生光,即月球開始離開地球本影,此時東北、華北北部和山東半島月亮已經升起,以上地區的公眾可以找個東北方向無遮擋的地方欣賞月偏食。此時可以連續拍攝到月亮逐漸從地球的本影當中掙脫出來的照片。18時02分復圓,月亮完全離開地球本影,全食宣告結束。本次全食最大食分1.261。本次月全食,對于中國的觀測者來說很難觀測到整個過程,月食發生時正值中國白天,公眾隻能等到日落之後欣賞月偏食了。

2011年

中國可見的月全食發生,分別在6月16日和12月10日,其中12月10日那次中國可以看到全食的全過程。

6月16日,對于全球來說,亞洲、大洋洲、歐洲、非洲的大部分地區以及南極洲都能觀測到6月16日的這次月全食。其中能全程可見的區域主要集中在亞洲西部和非洲東部,中國東部廣大地區可以觀測到帶食月落。通常,公眾用食分來表示月食發生過程中,月球進入地球本影的深度。準確地說,就是地球本影角半徑Re與月面角半徑Rm之和減去地影和月面中心的角距離l, 再與月面角直徑2Rm之比。一次月食過程中,食分最大的時刻就是食甚。首先,月全食發生時,食分一定會大于等于1。而且根據日、地、月三者的大小和彼此間距離,公眾可以計算出月全食理論上的最大食分在1.85左右。本次月全食最大食分為1.705,比較接近理論的極值,是近幾年食分最大的一次月全食。食分較大,全食持續的時間也會比較長。6月16日的這次月全食,食既為3時22分,生光為5時03分,全食將持續1小時41分。雖然時間充足,但實際的觀測還將是非常緊張的。以北京地區為例,當天日出大約在4時50分,因此不到生光月球就會落下。況且在日出前的一個多小時內,大氣散射的日光就會增亮背景天光。而食甚時(台北時間4時13分)月球的地平高度隻有5°多了,因此原本就很暗弱的紅月亮將會更加不明顯。在北京,食既時刻的月球地平高度還有將近13°,雖然已過天文晨光始半個小時,但天還不會太亮。因此,對于想拍攝月全食的朋友來說,大家還是要做好充分準備,爭分奪秒進行觀測。良好的天氣情況是成功觀測月全食的前提條件,當然除了關註天氣預報以外,我們還要選擇合適的觀測地點。對于中國東部地區來說,本次帶食月落的觀測最好在一個西南方向盡量少遮擋的地點進行。雖然月球地平高度較低對觀測有不利的影響,但同時也為大家拍攝帶地景的月全食照片提供了寶貴機會。因此選擇合適的地點進行觀測就顯得尤為重要了,名勝古跡,標志性建築物,都是很好的素材。如果你想拍攝近處人物與月全食的合影的話,可以適當使用閃光燈補光。6月16日凌晨2時23分,4點前後,天氣晴朗,中國西部、西南部分地區可見全過程。英國夏令時6月15日下午6時24分左右(台北時間16日凌晨2時24分),自2000年以來歷時最長的月全食將發生,全球多個地區如半個非洲、中東地區、包括中國在內的亞洲中部等地區以及澳大利亞西部的人們均可以觀察到這次月全食。月球進入地球本影全食開始,直至月球落入地平線以下全食仍未結束,將出現帶食而落的景象。中國可觀賞這次月全食的時間是:初虧凌晨2時23分;食既3時22分;食甚4時13分,最大食分1.705;生光5時03分;復圓6時03分。6月16日的月食是2000年以來時間最長的月全食。月球反射的太陽光線通過地球大氣層的折射,可能使地球上的人觀察月亮時,能看見紅色、棕色和"黑色"的月球。月球反射的太陽光線進入地球大氣層時反向散射藍光,能使其在地球上觀測時呈現紅色。紅月持續100分鍾左右。由于英國當天的日落要到晚9時19分左右才結束,英國天文愛好者也看不見月食的初期階段。2011年6月16日在伊斯蘭堡拍攝到的月食景象。歐洲局部地區、非洲、亞洲中部和澳洲的天文愛好者能觀看到這次月全食

2011年6月份月全食可見區域圖2011年6月份月全食可見區域圖

12月10日從食既到生光,全食時間有51分鍾

這次月全食是繼2001年1月10日後,中國觀測條件最好的一次月全食。主要基于兩個方面:一是中國幾乎全境可以觀測到此次月全食,這也是本次月全食最大的特點;二是月全食發生時間適合中國公眾觀測,可以欣賞到整個月全食發生的過程。一次月全食有初虧、食既、生光復圓等幾個重要時間點。本次月全食的初虧為台北時間12月10日20時45分,食既為10日22時06分,生光時刻為10日22時57分,復圓則發生在11日0時17分。其中,食既到生光為全食階段,這意味著,對于觀測者而言最精彩的全食時間有51分鍾。 中國天文學會理事、南開大學教授蘇宜介紹說,本次月食發生的時間,對中國大部分地區來說都非常利于觀測,不僅持續時間較長,而且當天恰逢周六,又是發生在上半夜,再加上冬季晴天率高、大氣透明度好。如果當地天氣好,可以清晰地看到月食的全過程。

2011年12月10日月全食高清圖2011年12月10日月全食高清圖

2014年

中科院紫金山天文台預測,台北時間2014年10月8日下午5時14.4分將上演月全食,全食過程持續1個小時。

預測台北時間10月8日下午5時14.4分,月亮將進入初虧(月球剛進地球影子);晚上6時24.6分為食既(月球剛剛全部進影子);晚上6時54.6分為食甚(月球進影子深處);晚上7時24.5分是生光(月球剛出地球影子);晚上8時34.7分是復原(月球剛剛全部出地球影子)。整個全食持續時間即月球完全進入地球本影持續時間是從食既到生光總共為一個小時。

2015年

2015年北京時間9月28日上午將發生月全食,北美、南美、非洲、西亞、東太平洋地區和歐洲等地都有機會看到。

9月27日,月球將距離地球最近,也會完全進入地球的陰影,把月亮染成一個“血月”。屆時隻要有黑暗無遮擋的天空,全世界的人都能看到這一奇景。9月27日恰逢我國中秋佳節,不過由于月全食發生在白天,我國將看不到。

天文專家表示,雖然我國公眾在中秋佳節看不到“紅月亮”,但今年最大最圓的月亮,即“超級月亮”將于9月28日出現,再次驗證“十五的月亮十六圓”的說法。2015年中秋佳節月全食和超級月亮雙重天文現象出現,超級月亮加月全食的天文現象是30多年來首次出現,上一次超級月亮和月全食同時出現是在1982年,而下一次將出現在2033年。

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