2024/2/24 元宵节逢年度最小满月

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 双筒望远镜辅助观赏 需以口径20公分(8吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

  月球绕地球的公转轨道是椭圆形,地球在其中一个焦点上,所以地月之间的距离并不维持一定;一年当中会有12至13次的满月,但每次满月时的月球可能在公转轨道上的不同位置,所以每次满月的距离和大小会不一样。若满月发生时其位置恰好在公转轨道的远地点附近,将使得此时地球上所见的满月视直径最小。在2024年2月24日20时30分是「望」,随后于25日的23时01分达到远地点,望时月心至地心距离405,917.129公里,月球视直径仅29.43',是今年所有满月的日子中,最接近远地点的一个,因此成为今年度的最小满月。值得一提的是,当天也刚好是元宵节,正是农历年后的第一个满月!

2024年的最大、最小满月大小示意图比较。
2024年的最大、最小满月大小示意图比较。

  统计而言,年度最小满月洽逢元宵节是很少见的,在20与21世纪各发生2次,分别是上一世纪的1935年2月18日与1962年2月19日,以及本世纪的2024年2月24日与2086年2月28日。由于元宵节固定是农历的正月十五日,但满月出现在农历十五日的比率仅占不到四成,反而有近五成的满月出现在农历十六日,这些因素使得年度最小满月又逢元宵节的次数又更稀少了些。

为何满月有大有小?

  影响地球上所见月球视直径大小的原因主要有四项,分别为;月球远近、满月时刻相对于观测地的时间、大气效应与月亮错觉。前三项基本上是实质对月球视直径大小造成的影响,最后一项则非。对台湾地区而言,最小满月的主要原因是第一项:

一、月球远近

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图说:椭圆形的月球轨道,使地球上所见的月球大小不一样。

  月球在近地点与远地点时,视直径大小会有所不同。由于月球绕地球公转的轨道是椭圆形,平均大约每27.3日绕地球一周。在每一圈的轨道绕行过程中,都会有一个时刻最接近地球,称为「近地点」;此时月球与地球的距离约在35~36万公里上下,这个距离每次或多或少有所不同,这是因为月球受到地球与太阳及其他行星等天体引力的扰动效应的结果。同理在轨道上,最远离地球的位置则称为「远地点」;远地点的距离约在40~41万公里左右,月球近时所见视直径较大,远时较小,大约每隔13-14个月,会逢一次近地点满月,此时通常是当年最大的满月;不过由于每次近地点距离不一,因此这样的近地点满月的视直径也不相同,所以每年最小满月的大小也不尽相同。

二、满月时刻相对于观测地的时间

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图说:地球上不同地点与月球的距离差异。

  在地球上不同地点与月球的距离差异,会使月球的大小看起来并不相同。由于「望」或「满月」时刻乃是以地心、月心与太阳中心三者的位置来计算,以地球中心为中心,月球中心和太阳中心的经度相差180度的瞬间。由于地球是个球体,半径超过6,400公里,在地球两侧的距离差相对于平均地月距离的384,400公里达3.3%之多!因此,如果满月时刻发生时,观测地点恰在午夜时分,那么观测地和月球之间的距离,会小于月心到地心的距离;距离缩小,意味着所见的满月视直径变大,如同轨道位置远近造成的效果一样。

三、大气效应

  由于地球大气层并不是均匀分布,一般来说,大气密度由地面向上空递减,而光线穿过密度不同、的大气时会被偏折,即所谓的「折射」。因此,当天体接近地平面时,天体所发出的光被偏折的程度,会比天体接近天顶时还要多。除了密度之外,其实大气压力、温度和湿度等,也都会影响大气折射效应的程度。视觉上来说,当月球愈接近地平面的时候,大气折射的效应会愈明显,月球会看起来更「扁」一些。

四、月球错觉

  月球错觉是指许多人在观赏靠近地平面附近的月亮时,会觉得看起来比天顶附近的月亮还大。事实上这纯粹是心理作用,一般认为这是因为当月球靠近地平面附近时,地面有距离比较近的景物或建筑等,可供与距离比较远的月球作为比较,而天顶附近则没有,人类大脑企图修正这种距离所产生的影响,反而成为一种错觉。其实不妨拿一枚1元硬币并伸直手臂,在月亮刚升起不久、以及月亮比较接近天顶时来比较,你将会发现其实月亮几乎是一样大的,并不如眼睛所见有所差异。(编辑/台北天文馆技佐许晋翊)

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