海归学者发起的公益学术平台
分享信息,整合资源
交流学术,偶尔风月
今晚,天空中将同时出现满月,月全食,蓝月奇景和超级月亮现象。这些现象任一单独出现都不稀奇,但罕见的是,这次它们将同台争辉。
与地球一样,月球总是只有半边能被太阳照亮。月球绕地球公转,因此在一个月中我们能看到它被照亮面的不同部分,我们称之为月相变化。月相变化丰富而美丽,人们针对月相将其命名为上下弦月、蛾眉月、凸月、满月等等。
而只有在满月时,我们才能完整地看到月球被照亮的那一面。这种情况只有当地球位于太阳和月亮之间时才可能发生,两次满月之间的间隔为29.53天。而本月31日,也就是今天,是下一次朔望交替,届时月色将满。
与地球围绕太阳运行的轨道(黄道)相比,月亮围绕地球运行的轨道(白道)倾斜了大约5°。在大多数时候,月球都会从地球轨道旁绕过,不会被地球完全遮挡。但在每个月球公转周期里,月球总会有被地球完全遮挡的时候。这时候我们就称之为月食。
如果这次交汇恰逢满月,地球的阴影就会遮蔽整个月球,从而形成月全食。此时月亮、地球和太阳呈一条直线,月亮被地球挡在身后。因此,只有满月时才会出现月食。
当月食发生时,月色转暗,月亮移动到被称为“本影”的地球阴影里。在本影里,月光不会完全变黑;相反,由于瑞利散射的作用,月亮看起来是红色的。
瑞利散射指当任一频率的光投射到线度小于光波波长的微粒上,微粒将向各个不同方向发出相同频率的次波,这种散射是前后光波频率不改变的光散射。瑞利散射的规律是散射光的强度与入射波的频率的4次方成正比,也就是说,短波长的光将受到更强烈的散射。而地球有着厚厚的大气层,会散射和直射太阳光。其中红光的波长最长,可以直接穿过大气层。
这解释了为什么我们能看到蓝天红日,暮色黄昏。当太阳高悬在空中,红光会直射到地面,而蓝光向四方散射。因此,当你环顾四周时,不会注意到直射而下的红光,相反蓝光更容易映入你眼帘;而当日薄西山时,红光得以进入你的视线,而经过散射的蓝光则不那么显眼了。
月全食现象
回到我们的主题,当月食发生时,地球周围的阳光穿过大气层后被折射至月球。波长更短的蓝光被过滤,只剩下波长更长的红光,因此,月亮看起来偏红。
一次月全食的重要历程有初亏、食既、生光、复圆等。而本次月全食的初亏时间为19时48分(北京时间,下同),食既为20时52分,生光为22时08分,复圆为23时11分。其中,从食既到生光的这1小时16分是最精彩的部分,大家能看到“红月”。
只有身处夜半球的人们,才有幸目睹今晚的奇景,如亚洲、大洋洲和北美洲西部等地。而身处北美洲东部和欧洲的人们只能看到月偏食。不过即使你不幸错过了它,也不用担心,月食在一年中往往成对出现。在2019年1月21日,你仍然能在北美守候到这一奇观(遗憾的是,在中国的朋友将无缘看到)。
值得一提的是,今晚的满月也被认为是一次蓝月奇景。关于蓝月有两种不同的定义。其中一种是指:在同一月份发生两次满月的现象。两个满月之间理论上应相隔29.5天,每月只发生一次。但大多数月份都长于29.5天,因此也偶尔会出现一个月里发生两次满月的情况。
本月初已经出现过满月,而第二次满月将出现在今晚,因此是一次难得的蓝月奇景。值得注意的是,紧接着在三月份还会发生一次蓝月奇观,而今年的二月将不会有满月。
蓝月更传统的定义是指:当某个季度里有四次满月,则第三次满月就被称为蓝月。据天文学统计,大约每2.7年都会发生一次这种现象。但在这个冬天只有三次满月,所以从这层意义上讲,今晚出现的这次满月并不是蓝月。想看传统意义上的蓝月奇观的朋友,须得等候出现在2019年5月18日的满月了。
让这次奇景更有趣的是,这次满月也将是一个超级月亮。众所周知,月球公转的轨道并不是标准的圆形,这意味着,在它的公转周期中,它与地球的距离是在不断改变的。而在月球轨道上,距离地球最近的点被称为近地点,在近地点附近发生的满月就会被称为超级月亮。
在本月1日造访过的满月,将在今晚重现芳踪。理论上,这次满月由于距离地球更近,人们将会看到更大的月亮。但是这段距离太过遥远,除非你把两张照片放在一起加以比较,否则很难看出差别。
为不同的月相命名是悠久的传统。中国瑰丽灿烂的诗词文化为月色增色不少,诗人们称其为玉盘、蛾眉等等。而现在我们将迎来的是一个更大、更亮、更红的月亮,或许,可以给它起个像“紫鹃”这样的名字。
当然,月亮并不会真的是紫色的,或许也不会真的如杜鹃花那样秀丽——但无可置疑的是,今晚确有一场不容错过的月相奇观。
这场天文奇观的最高潮——月全食,大约会在北京时间19时48分正式开始。关于今晚的月相奇观,想必你已经大致了解了,快来一起享受这场天文视觉盛宴吧!
友情提醒:1月31日中国科技馆会有观测直播,百度搜索「月全食」即可观看
福利献上【万门大学LaTeX精彩讲座】
扩展阅读
本文系网易新闻·网易号“各有态度”特色内容
媒体转载联系授权请看下方