发布单位:香港天文学会

2021年11月19日月偏食,不同的理论计算出来的时间差异。

复圆:
18时47分04秒(美国太空总署 Fred Espenak)
18时47分07秒(Danjon)
18时47分18秒(美国海军天文台)
18时47分26秒(Chauvenet)
18时47分36秒(Herald & Sinnott)

半影食终:
20时03分38秒(美国太空总署 Fred Espenak)
20时03分43秒(Danjon)
20时04分10秒(Herald & Sinnott)
20时05分24秒(美国海军天文台)
20时05分30秒(Chauvenet)

最大本影食分:
0.974(Danjon)
0.9742(美国太空总署 Fred Espenak)
0.976(Herald & Sinnott)
0.978(Chauvenet)
0.978(美国海军天文台)

不同的机构、不同的理论及采用Δt不同,民众不必计较于所谓的“精确时间”。

今次是月食沙罗周期126第45次月食,起始1210年7月8日,终于2490年8月30日,历经1280年,共有月全食14次,月偏食27次,半影月食31次。

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:以肉眼观赏即可 可拍照 ★★★★

  2021年11月19日月偏食为第126沙罗序列中第45次,北美洲及俄罗斯堪察加半岛全程可见,东亚、南亚东部及澳洲等地可见月出带食。本次月偏食的本影食分高达0.979(月球视直径之97.9%进入地球本影),相当于99.09%的月球盘面被地球本影掩入,已非常接近全食的程度(100%掩入),不仅是自1939年以来台湾地区可见食分最大的月偏食,同时也是自1440年2月之后至2669年2月前,全球所见持续时间最长的月偏食!

  本次月偏食台湾地区可见「月出带食」,当日17:03月升之时亦即食甚之时,两分钟后17:05日落,整个月球也浮出地平线上,所以民众若在东方无遮蔽处,将可看见深红色满月自地平线缓缓升起的奇景。随着暮色渐深,月亮也逐渐离开地球本影而恢复光明,至18:47复圆,其间共历时1小时44分。20:06为半影食终,在此前会见到满月亮度比平常稍暗。建议要到东方几乎无遮蔽的地点,才有机会看到较完整过程。月食现象可仅用肉眼观赏,若配合双筒及小型望远镜或摄影,可观察到更多月食细节的变化。

月食

月食

  月食并非罕见天象,以本影月食来说,全球每年最多可发生3次。21世纪共有228次月食,包括月全食85次(37%)、月偏食57次(25%)、半影月食86次(38%);台湾地区可见其中的161次,包括月全食63次(39%)、月偏食38次(24%)以及半影月食60次(37%),可以全程观赏全食阶段最精彩「红月亮」奇景的有41次,但也有13次完全看不到全食,甚至只能看到半影食的阶段。

台湾地区可见的月食

★ 月全食:
上一次:2021年5月26日(月出带食)
下一次:2022年11月8日(月出带食)

★ 台湾地区全程可见的月全食:
上一次:2018年1月31日
下一次:2025年9月8日

如何观测月食?
  观察月全食不需要任何仪器,只需挑选东边地平面附近无遮蔽物、看得到月亮的地方,就可以仅用肉眼欣赏。若能使用脚架固定手机或相机、更可以轻松记录这个美丽的天象,是所有壮观天象中最容易观察的!以下为几种月食摄影方式:

月流迹摄影:
  从月出至复圆期间,将快门一直打开曝光,可以记录月全食的光度连续变化。拍摄月流迹须用广角镜头,且需先事前估算月球从开始到结束的位置,将镜头位置调整好,才能在同一影像内纪录下整个月食过程。

月全食流迹摄影。2007/8/28,吴昆臻摄于台北天文馆第二观测室。
▲月全食流迹摄影。2007/8/28,吴昆臻摄于台北天文馆第二观测室

间歇摄影:
  类似月流迹摄影,相机与脚架位置固定不动,但快门每隔10~15分钟固定拍摄一次,并事后以影像软体予以合成;此外,还必须随月球的亮暗调整光圈大小与曝光时间。此次月食发生的仰角较低,搭配适当地景拍摄,容易得到不错的结果。

2019年夏,月落带食 林永敏摄。
▲2019年夏,月落带食 林永敏摄

扩大摄影:
  利用相机配合长镜头或天文望远镜,将月球尽可能放大者来拍摄。调整好焦距,配合适当快门摄影。若配合地貌,可用此方法拍摄月出带食的美照。

大雪山月出带食 王志信摄。
▲大雪山月出带食 王志信摄

地球影摄影:
  使用长镜头的相机,装设在赤道仪或摄星仪上,利用仪器追踪抵销地球自转所造成的星月移动,隔数分钟曝光一次,再事后以软体合成。这种方式可以拍到月亮进出地球影的景象,并藉以显示地影的大小与位置。拍摄前需先估算好食甚时刻月球位置,以此位置为视野中心。只是此次月食仰角低,较不适合此方式摄影。

月全食和地球本影摄影
▲月全食和地球本影摄影 王嘉辉摄

月食的成因
  月球绕地球公转的轨道称为「白道」;跟着地球一起绕太阳公转的轨道称为「黄道」。月球公转过程中,和地球、太阳的相对位置一直改变,地球上的人们会见到不同形状的月球,称为「月相」或「月球的相位」。月相变化周期即为农历(阴历)的一个月,约29.53天,亦称为一「朔望月」。

月相变化示意图。
月相变化示意图

  太阳光照射物体时,会在物体背面形成阴影。由于地球是球形,且太阳体积比地球大许多,故地球阴影是圆锥形的,其中深灰色小圆锥称为「本影」,阳光完全无法抵达;浅灰色大圆锥称为「半影」,仍有一部分的太阳可以照射到此处。

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本影与半影示意图

日月食成因示意图。
日月食成因示意图

  白道面和黄道面两者并不重合,而是有个约5°9'的夹角。当月球在望的位置时,不一定会恰好落在地球阴影中;唯有位在白道面和黄道面的交点(节点)附近时,才有机会形成月食。故月食发生有2个必要条件:(1)为月球必须在望的位置,(2)月球必须在白道面与黄道面的交点上,简而言之,就是月─地─日必须几乎成一直线。

  因月球位置并不见得会恰好全部落在地球本影中,若月球全部进入地球本影中,则为月全食;若仅从地球本影边缘通过,只有一部分月面被遮,则形成月偏食;若月球全部位在地球半影中,则为半影月食。半影月食的光度变化非常小,除非用比较灵敏的摄影器材或光度观测仪器,否则不太容易用肉眼看出变化。

月食种类、成因与各阶段名称示意图。
月食种类、成因与各阶段名称示意图

(编辑/台北天文馆研究员李瑾)

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10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★★

北京时间2019/07/17的凌晨天亮前,将发生一场月偏食天象,沙罗周期第139号,地心所见最大食分0.6531,共历时5小时34分钟,本影食则历时2小时58分钟,非洲、西亚至印度洋全程可见,其他亚洲、欧洲、南美洲与澳洲等地可见偏食。台湾地区仅可见食分0.658(地表)的月没带食,即仅能见到部分月食过程,之后的过程因月球西沈而不得见,从初亏到月没的本影食时间仅1小时14.5分钟,从半影食始开始算起的时间则约2小时33.8分钟。当天月球位于人马座中,邻近土星与明亮的银河中心地区。台北天文馆邀请大家一起来观赏。

2019/7/17凌晨月偏食台湾地区可见的各阶段时间位置

过程 时间 方位角(°) 仰角(°) 说明
半影食始P1 02:42.1 224.4 27.0 月球开始进入地球半影,半影食阶段开始。本次月食开始。
初亏U1 04:01.3 236.9 13.5 月球开始进入地球本影,月偏食阶段开始。
月没 05:16 245.6 0 月球没入地平面而不得见。

注:
•方位角:正北=0度,正东=90度,正南=180度,正西=270度。
•日出:05:14,太阳盘面上缘切平地平面,即将显露于地面上。
•天文暮光:03:47,太阳位在地平面下18度,6等星开始消失,天色开始由全黑慢慢渗透曙光。
•航海曙光:04:18,太阳位在地平面下12度,已可感觉天色变亮。
•民用曙光:04:49,太阳位在地平面下06度,明显感觉天色大亮。
•台湾各地月没时刻约为05:15~05:31。

2019/7/17月偏食,月球移动轨迹示意图。

食分指月球进入本影的部分与月球盘面半径的比例,本次月偏食食分0.6531,意味着约有月球半径有超过一半进入地球本影中,换算成面积的话,则大约65%的月面进入地球本影内。食甚时的月球大致如下方图像,像不像是被咬了一口的大饼?

台北天文馆同仁周纪宇先生于2015/4/4拍摄的月偏食图像,食分约0.7,略比20119/7/17月偏食最大食分大一些。

不过,这次月偏食发生时,已经在曙光中,所以月亮进入地球本影的被食部分,明暗对比会比较微弱,观测与拍照时要注意。此外由上方路径图可见,本次月偏食发生时,是月球的北侧进入地球本影的难端中。这使得月面变化剧烈的部分主要集中在月海比较多的北缘一带,也就是「兔子」的臀背一带。(月面各主要地形名称及位置请点选此处观看。

为什么会发生月食?

月球绕地球公转的轨道称为「白道」;跟着地球一起绕太阳公转的轨道称为「黄道」。月亮公转过程中,和地球、太阳的相对位置一直改变,地球上的人们会见到不同形状的月亮,称为「月相」或「月亮的相位」。月相变化周期即为农历(阴历)的一个月,约29.53天,亦称为一「朔望月」。

月相变化示意图。

太阳光照射物体时,会在物体背面形成阴影。由于地球是球形,且太阳体积比地球大许多,故地球阴影是圆锥形的,其中深灰色小圆锥称为「本影」,阳光完全无法抵达;浅灰色大圆锥称为「半影」,仍有一部份的太阳可以照射到此处。

月食成因。

我们所见的月光其实是月亮表面反射的太阳光,因此当月亮恰好处在地球的本影中,无法再反射太阳光时,古时人们觉得是因为「月亮被天狗吃掉了」,便将这种现象称为「月食」。若与月相变化图比对,可知月亮进入地球本影时,相当于「望(满月)」的位置,地球会介在月亮和太阳之间,因此只有在满月时,才可能发生月食。每年可能发生的月全食最多只会有3次,最少则连1次都没有;但如果连月偏食也计入的话,则一年的月食发生次数可多达5次。

然而,白道面和黄道面两者并不重合,而是有个约5°9'的夹角。当月亮在望的位置时,不一定会恰好落在地球阴影中;唯有位在白道面和黄道面的交点(节点)附近时,才有机会形成月食。故月全食发生有2个必要条件:(1)为月亮必须在望的位置,(2)月亮必须在白道面与黄道面的交点上;简而言之,就是月─地─日必须几乎成一直线。

因月球位置并不见得会恰好全部落在地球本影中,若月球全部进入地球本影中,则为月全食;若仅从地球本影边缘通过,只有一部份月面被遮,则形成月偏食;若月球全部位在地球半影中,则为半影月食。半影月食的光度变化非常小,除非用比较灵敏的摄影器材或光度观测仪器,否则不太容易用肉眼看出变化,所以一般都不做预报。

如何观察月食?

★肉眼观看

月食相当容易观察,仅需凭借双眼,以最舒服的姿势、轻松观看月亮即可。本次月偏食发生时,月球已在西方天空,渐渐西沈,所以挑选的观测地点,最好是西方没有障碍物遮蔽的地方。

2019/7/17月偏食,台北地区所见各阶段的方位和仰角示意图。

由于本次月偏食发生时,月球是从地影的南侧通过,故以肉眼观看时,月球北方边缘的明暗与颜色变化会比南方边缘大;对于面朝西方站立的观测者而言,要注意观察月亮的右下角的变化。进入地球本影的部分会呈现红色调,但因已进入曙光时间,所以红色的对比会比较不明显,天文摄影时也要小心调整对比和曝光时间。

除了进入本影的部分要注意红色调之外,在月面的本影与半影交界之处颜色相当特别,这是因为地球大气平流层内的臭氧层吸收红色阳光,使照射到月面上的阳光只余蓝绿色光芒而造成的「绿带」,以摄录像方式,更容易看到这个绿带的存在。相关图像与解释,可观赏台北天文馆科学视频:色彩缤纷的月全食

★摄录影

月食摄影基本配备是相机、三脚架与快门线,挑选视野辽阔、没有路灯或建筑物等光害或障碍物干扰的区域,摄影效果会比较好。相机或录像机必须利用脚架或其他物品固定相机后,如果没有快门线者,建议开启自拍功能来拍摄,以免因手按压快门,让图像晃动而显得模糊不清。所有摄影项目均请关闭闪光灯功能。

(编辑/台北天文馆张桂兰)

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观测方式:vtype_1.jpg vtype_2.jpg vtype_3.jpg vtype_4.jpg ★★★

  北京时间2017/8/7的半夜至8/8父亲节的凌晨天亮之前,将发生一场月偏食天象,我国除黑龙江东部地区不能观测到后半部分的半影食之外,其他地区都能观测到月偏食的全过程。这也是今年内我国境内唯一可以看见的食象。台北天文馆邀请大家一起来观赏。

  这次的月偏食,沙罗周期第119号,亚洲、非洲东部、澳洲中部与西部、印度洋全程可见,在半影区内时间约5时4.8分,本影区内时间约1时56.4分,食分0.251。当天月球在摩羯座,周围没有其他亮星。台湾地区可见各阶段的发生时间与所在位置如下表:

时     间

位     置

方位角(度)

仰角(度)

半影食始P1:月球开始进入地球半影,半影食阶段开始。本次月食开始。

7

23

48.1

117.8

48.6

初亏U1:月球开始进入地球本影,月偏食阶段开始。

8

01

22.3

209.4

43.7

食甚GREATEST:本次食象的中间点,月球最深入地球本影的时刻。

8

02

20.5

224.2

36.1

复圆U4:月球完全离开地球本影,月偏食阶段结束。

8

03

18.8

235.5

26.3

半影食终P4:月球完全离开地球半影,半影食阶段结束。本次月食结束。

8

04

52.9

248.5

8.1


方位角:正北=0度,正东=90度,正南=180度,正西=270度

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  食分指月球进入本影的部分与月球盘面半径的比例,本次月偏食食分0.251意味着约有月球半径的1/4进入地球本影中,换算成面积的话,则大约6.3%的月面进入地球本影内。食甚时的月球大致如下方影像,像不像是被咬了一口的大饼?

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  半影食阶段,因仍有阳光照射到整个月面,所以此时的月球看起来还是与满月极类似,只是亮度不如一般的满月而已,所以肉眼通常看不出有何变化,最好利用摄影方式记录,比较能看出月球的变化。

  而从「初亏」到「复圆」之间约两小时是最精彩的阶段,用肉眼就可以看出月亮明显缺角变暗,「食甚」则是月亮最暗而缺角最大的时候。

  不过,由上方路径图可见,本次月偏食发生时,是月球的南侧进入地球本影的北端中。这使得月面变化剧烈的部分主要集中在月海比较少的地方,也就是第谷坑周围。

如何观察月食:

◎肉眼观看

  月食相当容易观察,仅需凭藉双眼,以最舒服的姿势、轻松观看月亮即可。本次月偏食发生时,月球已在西方天空,渐渐西沉,所以挑选的观测地点,最好是西方至南方都没有障碍物遮蔽的地方。

  由于本次月全食发生时,月球是从地影的北侧边缘通过,故以肉眼观看时,月球南方边缘的明暗与颜色变化会比北方边缘大;对于面朝西方站立的观测者而言,要注意观察月亮的左下角的变化。进入地球本影的部分会呈现红色调,但因本次食分不大,红色所占月面比例小,眼睛观察时比较不明显,但用天文摄影的方式则可以清楚呈现。 

  除了进入本影的部分要注意红色调之外,在月面的本影与半影交界之处颜色相当特别,这是因为地球大气平流层内的臭氧层吸收红色阳光,使照射到月面上的阳光只馀蓝绿色光芒而造成的「绿带」,以摄录影方式,更容易看到这个绿带的存在。相关影像与解释,可观赏台北天文馆科学影片:色彩缤纷的月全食。

◎摄录影

  月食摄影基本配备是相机、三脚架与快门线,挑选视野辽阔、没有路灯等光害干扰的区域,摄影效果会比较好。相机或录影机必须利用脚架或其他物品固定相机后,如果没有快门线者,建议开启自拍功能来拍摄,以免因手按压快门,让影像晃动而显得模煳不清。所有摄影项目均请关闭闪光灯功能。

月食的成因: 

  月球绕地球公转的轨道称为「白道」;跟着地球一起绕太阳公转的轨道称为「黄道」。月亮公转过程中,和地球、太阳的相对位置一直改变,地球上的人们会见到不同形状的月亮,称为「月相」或「月亮的相位」。月相变化周期即为农历(阴历)的一个月,约29.53天,亦称为一「朔望月」。

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月相变化示意图

  太阳光照射物体时,会在物体背面形成阴影。由于地球是球形,且太阳体积比地球大许多,故地球阴影是圆锥形的,其中深灰色小圆锥称为「本影」,阳光完全无法抵达;浅灰色大圆锥称为「半影」,仍有一部分的太阳可以照射到此处。

1501776086779523.jpg

本影与半影示意图


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月食成因示意图

  我们所见的月光其实是月亮表面反射的太阳光,因此当月亮恰好处在地球的本影中,无法再反射太阳光时,古时人们觉得是因为「蟾蜍食月」,便将这种现象称为「月食」。若与月相变化图比对,可知月亮进入地球本影时,相当于「望(满月)」的位置,地球会介在月亮和太阳之间,因此只有在满月时,才可能发生月食。每年可能发生的月全食最多只会有3次,最少则连1次都没有;但如果连月偏食也计入的话,则一年的月食发生次数可多达5次。

  然而,白道面和黄道面两者并不重合,而是有个约5°9'的夹角。当月亮在望的位置时,不一定会恰好落在地球阴影中;唯有位在白道面和黄道面的交点(节点)附近时,才有机会形成月食。故月全食发生有2个必要条件:(1)为月亮必须在望的位置,(2)月亮必须在白道面与黄道面的交点上,简而言之,就是月─地─日必须几乎成一直线。

  因月球位置并不见得会恰好全部落在地球本影中,若月球全部进入地球本影中,则为月全食;若仅从地球本影边缘通过,只有一部分月面被遮,则形成月偏食;若月球全部位在地球半影中,则为半影月食。半影月食的光度变化非常小,除非用比较灵敏的摄影器材或光度观测仪器,否则不太容易用肉眼看出变化,所以一般都不做预报。

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月食种类、成因与各阶段名称示意图。

进入地球本影的部分为何会呈现红色?

  在地球本影区,阳光本会完全被地球遮蔽而使得地球上的人们看不见月亮,然而因地球具有大气层,阳光经地球大气层的散射与折射后,短波长的蓝光被散射掉,长波长的红光则被大气层折射至月球表面,因而使进入地球本影的部分颜色偏红,欲接近地球本影中心的话,红色调会愈深、愈暗。

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月全食时的红色月亮成因示意图。

  以上内容由台北天文馆提供,「有趣天文奇观」网站收录,欢迎多加利用。