月食
天文现象
月食,又称月蚀,是一种当月球运行进入地球的阴影(阴影又分本影半影两部分)时,原本可被太阳光照亮的部分,有部分或全部不能被直射阳光照亮,使得位于地球的观测者无法看到普通的月相天文现象
简介
月食是自然界的一种天文现象,分为月全食、月偏食和半影月食三种。地球阴影的中间部分称为本影,本影周围是半影。月亮全部进入地球本影发生月全食,月亮一部分进入地球本影发生月偏食,月亮进入地球半影则发生半影月食。
月全食:
当太阳、地球和月球在空间中精确对齐时,月球和太阳阴影的内部(称为本影)会覆盖整个月球,就会发生月全食。月全食是三种类型中最壮观的。
有趣的是,从地球上看到的月球在月全食期间并不完全消失,而是变成深红色。这是因为尽管地球阻挡所有直射阳光,但一小部分光线会被地球大气层折射并到达月球表面。地球大气层散射蓝光,但会让红光通过。由于独特的红色,月全食通常被称为血月。
最近一次月全食发生于2022年11月8日,接下来一次月全食将发生于2025年3月14日。
月偏食:
当太阳、地球和月球没有完全对齐时,即月球只有部分进入地球的本影时,就会发生月偏食。
在这种类型的月食期间,只有一部分月球变得暗而微红
最近一次月偏食发生于2024年9月17日至18日。
半影月食:
此时月球只是掠过地球的半影区,即地球阴影的外部,造成月面的光度轻微减弱的现象。这是最难注意到的月食类型,对于眼光敏锐的观察者来说,月球看起来只会比平时稍微暗一点。
最近一次半影月食发生于2024年3月25日。
注意:没有“真正”的月环食假设当月球中心区域处于地球本影内,外围的一圈处于地球半影内,这样月球看起来会变成一个光环,看上去像是“月环食”。根据这一条件,月球必须恰好位于地球本影的末端,而地球本影长约140万公里,月球距离地球最远时也不过40万公里多一点,因此,月球永远到不了地球本影末端附近,也就发生不了“月环食”。也就是说地球的本影比月球大得多,月球会完全进入地球的本影区内,所以绝对不会出现月环食这种现象。
形成过程
正式的月食的过程分为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段。
1.半影食始:月球刚刚和半影区接触,这时月球表面光度略为减少,但肉眼较难觉察。
2.初亏(仅月偏食和月全食):标志月食开始。月球由东缘慢慢进入地影,月球与地球本影第一次外切。
3.食既(仅月全食):月球进入地球本影,并与本影第一次内切。月球刚好全部进入地球本影内。
4.食甚:月圆面中心与地球本影中心最接近的瞬间,此时前后月球表面呈红铜色或暗红色。原因:太阳光经过地球大气层时发生折射,使光线向内侧偏折,但每种光的偏折程度不一样(色散),红光偏折程度最大,被地球大气吸收最少,最接近地球阴影,映在月球上;此外,由于大气层的灰尘及云的含量与位置不同,光线偏折程度会有不同,因此月全食时的月球是暗红、红铜、或橙色的。同样的道理,由于大气层的折射,朝阳与夕阳不是白色的,而根据高度因为大气折射程度不同,呈现橙色或红色。
5.生光(仅月全食):月球在地球本影内移动,并与地球本影第二次内切。月球东边缘与地球本影东边缘相内切,这时全食阶段结束。
6.复圆(仅月偏食和月全食):月球逐渐离开地球本影,与地球本影第二次外切。月球的西边缘与地球本影东边缘相外切,这时月食全过程结束。月球被食的程度叫“食分”,它等于食甚时月轮边缘深入地球本影最远距离与月球视经之比。
7.半影食终:月球离开半影,整个月食过程正式完结。月偏食没有食既、生光过程,食甚也只表示最接近地球阴影的时刻。
月食程度的大小用食分来表示。食分等于食甚时,月球视直径在食甚时进入本影的部分与月球视直径之比。食甚时如月球恰和本影内切,食分等于1。食甚时如月球更深入本影,食分用大于1的数字表示。月全食的食分大于或等于1。偏食的食分都小于1。半影月食的食分用月球直径进入半影的部分与月球视直径之比来表示。半影月食的食分大于0.7时,肉眼才可以觉察到。
发生月食必在“望”,此时的月相为满月,一般出现在农历十四至十七中的某一天。[7]在农历十五、十六,月球运行到和太阳相对的方向。这时如果地球和月球的中心大致在同一条直线上,月球就会进入地球的本影,而产生月全食。
如果只有部分月球进入地球的本影,就产生月偏食。当月球进入地球的半影时,应该是半影食,但由于它的亮度减弱得很少,不易察觉,故不称为月食,所以月食只有月全食和月偏食两种。
月食都发生在望(满月),但不是每逢望都有月食,这和每逢朔不都出现日食是同样的道理。月球被地影全部或部分遮掩的现象。月食一般都发生在望日,即夏历每月的十五或十六日,这时地球运动至太阳和月球之间,但并不是每个望日都可能发生月食,因为黄道和白道之间有交角存在,所以只有在望月夜,月球又走月食的连续照片,可见到地球影到黄道和白道交点附近时,地球上的观测者才能观看到月食。每年发生月食数一般为2次。
太阳的直径比地球的直径大得多,地球的影子可以分为本影和半影。地球的直径大约是月球的4倍,在月球轨道处,地球的本影的直径仍相当于月球的2.5倍。当月球始终只有部分为地球本影遮住时,就发生月偏食。而当月球全部进入地球本影时就可以看到月全食。
如果月球进入半影区域,太阳的光也可以被遮掩掉一些,这种现象在天文上称为半影月食,但由于在半影区阳光仍十分强烈,多数情况下半影月食不容易用肉眼分辨,然而事实上半影月食是经常发生的,据观测资料统计,每世纪中半影月食、月偏食、月全食所发生的百分比约为36.60%,34.46%和28.94%。
历史记载
古希腊:
在2000多年前,古希腊人便发明了世界上第一台月食计算器——一个装有刻度盘、齿轮和嵌齿的盒子,古希腊人能够用它提前几十年预测日食和月食。这台计算器名为安提凯希拉装置(Antikythera Mechanism),是100多年前在一艘罗马沉船上发现的。安提凯希拉装置记录几百年前发现的一些重要天文周期,其中就包括沙罗周期。
月球经过同一个“交点”的周期叫做“交点月”,在轨道上经过近地点的周期叫做“近点月”。由于月球轨道的进动,这两个周期是不同的。巧的是,每223个朔望月、242个交点月、239个近点月,所需的时间几乎是一样的,大约是18年11又1/3天,这就是沙罗周期。所以每一场月食之前或者之后这么多天,在地球上都会发生一场极其相似的月食。而沙罗周期的3倍,也即54年33天,则是同一个地点发生两次非常相似月食的周期。沙罗周期的长度大约为18年,此时的月球、地球和太阳处于同一相对位置。
中国:
中国历代都有丰富的天象纪事。大约在3000多年前,我们的祖先就对日食、月食现象进行了记载。“彼月而食,则维其常”是《诗经·小雅》中对发生在公元前776年8月21日月食的记载。这是世界最早的月食记录,比古埃及对月食的记载要早五十多年。我国不仅对日食、月食现象记录最早,而且早在1500多年前就能对月食进行准确的预报,敦煌文献《北魏太平真君十一年历日至十二年历日》中有现知中国最早的月食预报材料,且推算相当精确,反映了我国古代天文观测的先进水平。明末清初之际由于西学东渐,清朝天文学的发达程度远胜于前朝历代,能够更准确地完成对月食的推算,在近代天文学上有其独特的地位。
古代中国人早就对月食现象做出了解释。从出土的商代甲骨文卜辞中,人们已经识读出好几次月食的记录。在诗经中,也有“彼月而食,则维其常。此日而食,于何不臧”的诗句。古代中国人相信月面上有蟾蜍/蛤蟆,可以吞食月亮。西汉《淮南子》中写道:“月中有蟾蜍”,东汉时王充所著《论衡》中有“儒者曰:‘日中有三足鸟, 月中有兔、蟾蜍。”东汉时张衡所著《灵宪》还解释了为何月中有蟾蜍:“羿请无死之药于西王母, 姮娥窃之以奔月, 将往, 枚筮之于有黄, 有黄筮之曰:‘吉。翩翩归妹, 独将西行, 逢天晦芒, 毋惊毋恐, 后其大昌。’姮娥遂讬身于月, 是为蟾蜍”。西汉时司马迁所著《史记·龟策列传》中就明确说:月为刑而相佐,见食于虾蟆(注:虾蟆即蛤蟆/蟾蜍),《淮南子》则记载“月照天下, 蚀于詹诸”(注:詹诸即蟾蜍)。可见在秦汉时,蟾蜍食月的观念已经深入人心。此后历朝历代的诗词歌赋中,反映“蟾蜍食月”的词句也比比皆是,从秦汉到清朝末年,“蟾蜍食月”一直是民间对月食的成因的主流解释。
但是如今“天狗食月”的观念已然取代了“蛤蟆食月”。据南昌大学吴杰华的考证,天狗主要指占星术上的“天狗星”,《史记·天官书》中记载“天狗, 状如大奔(《汉书·天文志》作“流”)星。但是“天狗”的含义在辽、宋时发生了微妙的变化,清代《协纪辨方书·卷四》就引用了宋代《枢要历》中的一句话:天狗者, 月中凶神也。天狗从流星变成了月中凶神。此后撰于元代的《宋史·卷十四》中有“(1115年)六月壬子,天狗犯月”的记载,这是第一次在文献中把天狗和月亮联系起来,但这里的天狗犯月显然不是指月食,因为同卷上下文中提到月食的地方均为“月食”“月有食”等字样。目前已知最早的“天狗食月”的记载,出自辽代王鼎所著《焚椒录》,开头一句就是“懿德皇后萧氏, 为北面官南院枢密使惠之少女。母耶律氏, 梦月坠怀, 已复东升, 光辉照烂, 不可仰视。渐升中天, 忽为天狗所食, 惊寤而后生。”但这只是对梦境的描述,与解释月食成因是两码事。
吴杰华认为,“天狗食月”的观念应该是明清时逐渐在民间形成的,梳理文献发现,多数记载出现在清代,但当时社会主流还是认为“蟾蜍食月”,“天狗食月”成为主流观念呢的转折点是在中华人民共和国成立以后。
月食和日食的区别
月食和日食都涉及三个天体:太阳、地球和月球。以下是两者之间的主要区别:
1. 月食在晚上发生;在此期间,月球被地球的阴影覆盖。
2. 日食在白天发生;在此期间,太阳被月球的圆盘覆盖。
3. 月食只发生在满月,而日食只发生在新月。
4. 月食可以从地球黑夜一半的任何地方观察到。这是因为与月球相比,地球的阴影很大。
5. 日食只能在月球阴影落下的特定位置可见。这是因为月球的影子比地球的要小得多。
有趣的事实是,日食和月食总是成对出现的,日食发生在月食前后大约两周。
月食发生的时间和地点
月食多久一次发生:
月食总是发生在满月时。然而,并不是每个满月都伴随着月食。月球轨道与地球轨道倾斜约5度,因此我们的天然卫星通常在满月时从地球阴影上方或下方经过。平均而言,每年发生两次月食。一年中月食的最大次数是五次,尽管这种情况很少发生。上一次在一个日历年内发生五次月食是在1879年。下一次这种情况将在2132年发生。
平均而言,在任何给定位置,每2.5年就会发生一次月全食。月全食约占所有月食的35%;每年至少发生两次月偏食,其中包括月全食中的月偏食阶段,月偏食约占所有月食的30%。
月食持续多长时间:
与仅持续几分钟的日食不同,月食可以持续数小时。那是因为相对于月球的大小,地球(和地球的阴影)相当大。月全食会持续长达两个小时,而月偏食会持续更长时间。
21世纪最长的月全食发生了在2018年7月27日。全食阶段持续了102分57秒。下一次类似长度的月全食将仅发生在 3107年,持续时间为106分13秒。
近600年来最长的月偏食发生了在2021年11月19日,持续了3小时28分23秒。在此之前,仅1440年2月18日发生了类似长度的偏食,持续了3小时28分46秒。2021年11月的月偏食将保持648年来最长的月偏食,直到2669年2月8日发生的月食(它将持续3小时30分2秒)。
如何观看月食:
在月食发生时位于地球的黑夜一半,不需要任何特殊的设备,在晴朗的天空和视野开阔的地方,就可以欣赏月食。
2015至2029年月全食发生时间表:
2015年4月4日18:15:45~21:44:46,东北、东部沿海、台湾可见全过程,其他地区带食月出。
2015年9月28日9:07:11~12:27:03,中国不可见。
2018年1月31日19:48:27~23:11:11,全国大部分地区可见全过程,新疆、西藏极西部带食月出。
2018年7月28日2:24:27~6:19:00,东部带食月落,西部可见全过程。(可能出现红月亮)
2019年1月21日11:33:54~14:50:39,中国不可见。
2021年5月26日17:44:57~20:52:22,除新疆和青海、西藏西部外,全国带食月出。
2022年3月16日10:27:53~13:55:07,中国不可见。
2022年11月8日17:09:12~20:49:03,东北和华北、华东东部可见全过程,其他地区带食月出。
2025年3月14日13:09:33~16:47:48,中国不可见。
2025年9月8日0:27:02~3:56:26,全国可见。
2026年3月3日17:50:00~21:17:10,东北、山东半岛、东部沿海可见全过程,其他地区带食月出。
2028年12月31日~2029年1月1日23:07:35~2:36:24,全国可见。
2029年6月26日9:32:18~13:11:50,中国不可见。
2029年12月21日4:55:17~8:28:34,西部可见全过程,东部带食月落。
主要影响
对地球的影响:
月食对地球的影响主要表现在潮汐力和气候变化上。在月食期间,月球和太阳的引力会相互作用,产生更强烈的引力效应,导致地球上的潮汐力更加明显。这可能会引起海洋潮汐的增大,进而对海岸线和生态系统造成一定的影响。此外,一些科学家认为,月食还可能与地球的气候变化有关,尽管相关研究仍在进行中,但月食对地球气候的影响也是一个备受关注的话题。
对人类的影响:
月食发生时,很多人都会被这一壮观景象所吸引,人们可以通过肉眼直接观察到月球在太阳和地球之间的运动,这对于普及天文知识和增加科学兴趣有着积极的促进作用。此外,许多文化和宗教都赋予了月食特殊的象征意义,因此月食也成为了人们探讨和研究历史记载的天文标尺,以及针对特定历史事件断代的对象之一。
月食作为一种少见的天文现象,一旦发生很容易受到古人的关注,在古代具有独特的政治意蕴。在汉代汉武帝时期, “天人合一”“天人感应”学说盛行,由此天降灾异与帝王的“修政”“修德”联系起来,“奉天承运”成为帝王政治不可或缺的理论根据。月亮有两重含义:对于后宫来说,月亮是帝王后宫之主的代表。对于朝廷来说,月亮又是诸侯大臣的代表。正因为有以上这种附会,月食在古代常被用作“大臣斗皇后”的有力武器以及大臣们内部之间争斗的武器。
西汉汉哀帝即位后,祖母傅太后政治野心膨胀,不断为自己、为父母、为亲属求名、求官、求利,朝野上下普遍不满,纷纷上奏表示异议。傅太后盛怒之下,毫不客气地予以整肃、贬谪了一批批大臣。待诏李寻劝诫皇帝:“月亮是后妃、大臣、诸侯的象征。近来月亮多次发生变异,这是后宫干政乱朝、大臣不足依赖的缘故。陛下应另寻贤能,这样才能使国家昌盛强大”。李寻所言正是在警示傅太后的权力过盛,希望皇帝能够借天象来制衡其权力。
唐代大历年间(766-779年)宰相元载专权,结党营私,犯法妄为。御史大夫李栖筠耿直不阿,上书弹劾元载同党岭南节度使徐浩、京兆尹杜济、吏部侍郎薛邕以及华原尉侯莫陈怤,唐代宗犹豫不决。适逢月食出现,李栖筠趁机将此归因于徐浩等人“罔上行私”的行为上,要求代宗利用“月蚀修刑”的机会,对元载党羽给予惩处,于是徐浩等人皆遭贬黜。
从国家大政角度看,月食以后,古人还要反思在刑罚方面是否有失偏颇。因为“日掌阳,月掌阴。阳为德,阴为刑”。董仲舒认为“执法不得其中,怨气盛并滥及良善,则月蚀”。也就是说执法有失偏颇,怨气过盛也会导致月食的发生。因此月食出现后往往有皇帝颁布特赦诏书,赦免囚徒、收拾和掩埋骸骨以及讼理冤屈。
月食后,古人除了对自身行为的反思外,还有一系列补救措施。《周礼》上记载:“救日月,则诏王鼓。”就是说当日食或者月食发生后,要由周天子亲自击鼓来驱逐吞食月亮的怪物。随着人们对日食、月食认识的加深,到清代擂鼓这一仪式已经不需要皇帝来亲自实行。不过对于官员还是有要求。康熙七年规定,月食救护除有公务在身的堂司官员以外,其余大臣均要参加救护仪式。乾隆四十七年,规定月食救护为“百官齐集救护,亦应素服将事,以合奏鼓之义。嗣后如遇日、月食,应当穿朝服之期,亦著用素服行礼,著为令。”从此将官员着素服参加救护的制度固定了下来。
另外,郑玄注《周礼·庭氏》上也记载:“救日以枉矢,救月以恒矢……”,恒矢是前后重量均衡,射出以后箭行平稳,射程较远的一种特殊弓箭。月食时向月亮射出这种弓箭,也可以从怪物口中解救出月亮。这一习俗一直到清代还有延续。
相比于皇室,民间的救月仪式颇有娱乐性。对于古代女子来说,为了拯救月亮,可能就要牺牲下须臾不能离开的镜子了。唐代《开元天宝遗事》中“击鉴救月”中写道:“长安城中,每月蚀时,即士女取鉴向月击之,满郭如是,盖云救月蚀也”。唐长安人口在百万左右,月食发生时,全城士女都要拿起镜子向月亮敲击。清代一些来到中国的传教士和外国使节对此多有记载,乾隆年间马戛尔尼访华期间,恰逢一次月食。副使斯当东回忆:月食前街巷贴出了官府预告月食的通告。当月食发生时,百姓纷传天上的狗要吃掉月亮,于是敲锣打鼓,力图尽快赶走这一怪兽。光绪年间驻中国云南的法国外交官方苏雅曾有一次从睡梦中被炮声惊醒,以为遭到了民众的进攻。结果原来是城中百姓遇到了月食,在放鞭炮,“以轰走吞吃月亮的天狗”。
最近一次月全食
2022年11月8日月全食:
此次月食见食地区:这次月食,在欧洲东北部、亚洲(除西南部)、印度洋东部、大洋洲、太平洋、北美洲、南美洲西部、北大西洋西部、北冰洋、南极洲极小部分可以看到。中国东部可见月食全过程,其他地区可见带食而出。
此次分为三个主要阶段:半影食、偏食和全食。
月食的半影阶段开始于11月8日北京时间16:02(GMT时间08:02)。这个阶段是肉眼看不到的。
月食的偏食阶段开始于北京时间17:09(GMT时间09:09)。这是您可以开始观察的时候。在这个阶段,月亮的一部分看起来变暗了,因为它被地球的本影覆盖了。
月食的全食阶段开始于北京时间18:16(GMT时间10:16)。此时,月亮变成红色,完全被地球的本影覆盖。由于它的颜色,月全食被称为血月。
北京时间19:41(GMT时间11:41),全食阶段结束,偏食阶段又开始。
半影阶段再次开始在北京时间20:49(GMT时间12:49) ;从那时起,肉眼就看不到月食了。
月食结束于北京时间21:56(GMT时间13:56)。
2022年11月8日在北京永定门附近拍摄的月食。
参考资料
最新修订时间:2025-02-23 10:59
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概述
简介
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