月蝕[天文現象]

月食是一種特殊的天文現象,指當月球運行至地球的陰影部分時,在月球和地球之間的地區會因為太陽光被地球所遮閉,就看到月球缺了一塊。

基本信息

(圖)月蝕月蝕

月蝕(lunar eclips)月蝕是一種特殊的天文現像,指當月球運行至地球的陰影部份時,在月球和地球之間的地區會因為太陽光被地球所遮閉,看到月球缺了一塊。此時的太陽地球、月球恰好 (或幾乎) 在同一條直線,因此從太陽照射到月球的光線,會被地球所掩蓋。 以地球而言,當月蝕發生的時候,太陽和月球的方向會相差180度,所以月蝕必定發生在望(即農曆15日前後)。要注意的是,由於太陽和月球在天空的軌道 (稱為黃道白道) 並不在同一個平面上,而是有約5度的交角,所以只有太陽和月球分別位於黃道和白道的兩個交點附近,才有機會連成一條直線,產生月蝕。

簡介

(圖)月蝕月蝕

月蝕:月球進入地球陰影,月面變暗的現象。地球在背著太陽的方向有一條陰影。地影分為本影半影兩部分。本影沒有受到太陽直接射來的光,半影受到一部分太陽直接射來的光。月球在繞地球運行過程中有時進入地影,這就發生月蝕。
月蝕是月球進入地影的現象,所以月蝕只能發生在“望”,即發生在農曆十六日前後。由於白道黃道有約5°9的傾角,所以並不是每個望日都會發生月蝕,而只有當月球運行到黃白交點附近時,才可能發生月蝕。如單考慮本影月蝕,每年最多可發生3次,最少則連一次也沒有。每年發生2次的機率最大,為三分之二。如把半影月蝕也算在內,每年最多蚩煞⑸次,最少也要發生2次,但仍以每年發生本影月蝕2次的機率為最大,約為60%;其次是一年發生半影月蝕4次或半影月蝕3次或本影和半影月蝕各1次,這三者的機率各約為8%。根據公元前1500年~公元2500年間所發生和將發生的9,729次月蝕的統計,每世紀平均發生半影月蝕89.0次,月偏蝕83.8次,月全蝕 70.4次,總計每世紀平均發生243.2次。月蝕時,面對著月球的半個地球可以同時看見月蝕,所以對某個具體地點來說,約可看到上述半數的月蝕。

月全蝕的過程﹕月球剛剛和半影接觸時稱為半影蝕始,這時肉眼覺察不到;月球同本影接觸時稱為初虧,這時月偏蝕開始;當月球和本影內切時,稱為蝕既,這時月球全部進入本影,全蝕開始;月球中心和地球第二次和本影內切時稱為生光,這時全蝕結束;月球第二次和本影外切時稱為復圓,偏蝕結束;月球離開半影時,稱為半影蝕終。在月偏蝕時沒有蝕既和生光,半影月蝕只有半影蝕始﹑蝕甚和半影蝕終。月球在半影內時,月面亮度減弱很少。只有當月球深入半影接近本影時,肉眼才可以看出月球邊緣變暗。月球在本影內時也不是完全看不見,即使在全蝕蝕甚時,也可以看到月面呈現紅銅色。這是因為太陽光通過地球低層大氣時受到折射進入本影,投射到月面上的緣故。

歷史研究

(圖)月蝕月蝕過程圖解

月蝕現象一直推動著人類認識的發展。最早的月蝕記錄是前2283年美索不達米亞的記錄。中國在漢朝時,張衡就已經發現了月蝕的原理。前4世紀的亞里士多德根據月蝕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里斯塔克(Aristarchus)、前2世紀的喜帕恰斯(Hipparchus)都提出過通過月蝕來測定太陽、地球、月亮的大小。伊巴谷還提出在相距遙遠的兩個地方同時觀測月蝕,來測量地理經度。2世紀,托勒密利用古代月蝕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蝕來探索地球的大氣結構。

在中國安陽殷墟出土的甲骨中就已有月蝕記錄,年代約在公元前十三﹑十四世紀。《逸周書》中有一次月蝕記載,據考證是公元前 1137年1月29日的月蝕。《詩經·小雅》記載一次月蝕,在周幽王六年九月望,即公元前776年8月21日。歷代史書中也有不少月蝕記錄。

分類

(圖)月蝕月蝕過程圖解

地球的直徑大約是月球的4倍,在月球軌道處,地球的本影的直徑仍相當於月球的2.5倍。所以當地球和月亮的中心大致在同一條直線上,月亮就會完全進入地球的本影,而產生月全食。而如果月球始終只有部分為地球本影遮住時,即只有部分月亮進入地球的本影,就發生月偏食。

太陽的直徑比地球的直徑大得多,地球的影子可以分為本影和半影。如果月球進入半影區域,太陽的光也可以被遮掩掉一些,這種現象在天文上稱為半影月蝕。由於在半影區陽光仍十分強烈,月面的光度只是極輕微減弱,多數情況下半影月蝕不容易用肉眼分辨。一般情況下,由於較不易為人發現,故不稱為月蝕,所以月蝕只有月全食和月偏食兩種。

另外由於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,所以不會出現月環蝕這種現象。每年發生月蝕數一般為2次,最多發生3次,有時一次也不發生。因為在一般情況下,月亮不是從地球本影的上方通過,就是在下方離去,很少穿過或部分通過地球本影,所以一般情況下就不會發生月蝕。

據觀測資料統計,每世紀中半影月蝕,月偏食、月全食所發生的百分比約為36.60%,34.46%和28.94%。

過程

(圖)月蝕月蝕過程圖解

月全蝕後半影食始:月球剛剛和半影區接觸,這時肉眼覺察不到。

正式的月蝕的過程分為初虧、食既、食甚、生光、復圓五個階段。

初虧:標誌月蝕開始。月球由東緣慢慢進入地影,月球與地球本影第一次外切。

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,這時月蝕全過程結束。

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

半影食終:月球離開半影,整個月蝕過程正式完結。

(圖)月蝕月蝕過程圖解

月蝕程度的大小用蝕分來表示。蝕分等於蝕甚時,月球視直徑在蝕甚時進入本影的部分與月球視直徑之比。蝕甚時如月球恰和本影內切,蝕分等於1。蝕甚時如月球更深入本影,蝕分用大於 1的數字表示。月全蝕的蝕分大於或等於1。偏蝕的蝕分都小於1。半影月蝕的蝕分用月球直徑進入半影的部分與月球視直徑之比來表示。半影月蝕的蝕分大於0.7時,肉眼才可以覺察到。
日蝕一樣,月蝕也有周期性,日蝕的沙羅周期同樣也適用於月蝕。所謂沙羅周期是指 223個朔望月,即6,585.3天,合18年零11天(這段時間內若有五個閏年則為18年零10天)。例如1981年7月17日發生月蝕,18年零11天以後,即1999年7月28日也要發生月蝕。223個朔望月並不是整天數,尚有餘數0.3天,也不恰好等於19個交點年,還有0.5天的差,所以,經過一個沙羅周期後,月蝕時刻大概要遲7~8個小時。月球相對於交點的位置與上一次月蝕時不完全相同,蝕分也會有變化。

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