发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 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12-13次满月,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,约每13-14个满月,其位置恰好在公转轨道的近地点附近,将使得此时地球上所见的满月视直径最大。

  2020年4月8日凌晨2时09分月球过近地点,随后于10时35分满月时刻,月心至地心距离357016.803公里,使满月视直径达33.5',是2020年度的最大满月,这仅是从地心观点来看;对地表的台湾地区而言,因满月时刻在白天而不可见,到晚上可见月亮时,月球距离已经拉远并不如2017年的最大满月大。

2020年最大满月与最小满月比较示意图。

2020年最大满月与最小满月比较示意图。

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。前三项基本上是真实的影响,最后一项则非。对台湾地区而言,今年的最大满月的主要原因是第一项:

一、月球远近

椭圆形的月球轨道。

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的视直径不同,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,这个距离每次并不相同,或多或少,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,所以每年的最大满月其实也不一样大。

二、满月时刻相对于观察地的时间

地球上不同地点与月球的距离差异。

地球上不同地点与月球的距离差异。

  地球上不同地点与月球的距离差异,「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的,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,半径约6400公里,地球两侧的距离对于平均地月距离的384,400公里达3.3%之多呢!因此,如果满月时刻发生时,观测地点恰在背对太阳的「夜晚侧」,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

  地球大气层并不是均匀分布,总体来说,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」,密度差异愈大者,被偏折的角度愈大。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。因此在某些大气状况下,大气会类似放大镜一样,使所见的月球盘面会比真正的还大一些;尤其是愈接近地平面的时候,这种效应会愈大。

四、月球错觉

  月球错觉是个「虚假」的效应,纯粹是心理作用问题,会觉得靠近地平面附近的月亮,看起来比天顶附近的月亮还大。目前较为人所接受的一种解释,认为是因为靠近地平面附近时,因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产生的影响,反倒修正错了,成为一种错觉。其实不妨拿一个1元硬币,在月亮刚升起不久,以及月亮比较接近天顶时来比较,将会发现其实月亮几乎是一样大的,不若眼睛所见似有差异。

(编辑/台北天文馆许晋翊)

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 可拍照 ★★★

  今年的超级月亮(Supermoon)将连续4次在满月时上演,时间分别是2月9日、3月10日、4月8日和5月7日。3月10日月球在下午2时30分通过近地点,地心至月心距离仅357230.991公里,使得3月10日凌晨1时48分的满月成为「超级月亮」。

  何谓超级月亮?超级月亮是近年来西方非天文专业的流行术语,是一种新月或满月时月亮位于近地点附近的现象。

  根据最初定义,满月或新月必须在其最接近地球的90%范围内才能被称为超级月亮。也就是说,以远地点和近地点的距离差为总长度,此长度的10%加上近地点所得的值,若地月距离介于此值和近地点之间即称之为超级月亮。实际上如果从月球和地球的中心测量,在224865英里或361885公里(或更小)内的满月或新月都是超级月亮。此时的月亮较一般情况视直径增加大约7%,亮度增加约15%,不管是以裸眼或是用望远镜观看都更具观赏性。

椭圆形的月球轨道。

椭圆形的月球轨道,使地球上所见的月球大小不一样。

  月球绕地球的公转轨道是椭圆形,地球位在椭圆形的其中一个焦点上,这使得月球和地球之间的距离有远有近,其中离地球最近的位置称为近地点,最远的位置称为远地点。从地球上观察,月亮离地球较近时,看起来的视直径比较大;反之,远时看来较小。

  欣赏满月无须任何工具,只需找个看得到月亮的地方,以肉眼欣赏月亮就好。拍摄月亮也很简单,将相机以三脚架固定后,按下拍摄钮即可。拥有望远镜设备者,可透过望远镜放大拍摄,效果更佳。(编辑/台北天文馆虞景翔)

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 ★

  农历八月十五日中秋节,隔日就是今年最小满月,而且是1993年9月30日以来最小的中秋月,下一次中秋逢最小满月则在2037年9月24日。中秋月亮虽小,但团圆意义不减喔!台北市立天文科学教育馆特地于9月13日中秋节当天举办「乐夜月美丽」活动,活动详请点选此链接观看

  月球视直径有大小的变化主要是因为月球绕地球的轨道是椭圆形,地球位在椭圆的其中一个焦点上。因此月球和地球之间的距离有远有近,距离最近的位置称为近地点,同理距离最远的位置称为远地点。当月球离地球近时,看起来较大,反之远时看来较小。今年中秋节在9月13日,月球在13日21:32通过远地点,彼时地心至月心距离约406340.4公里,是月球今年离地球最远的时候,而后在14日12:33满月时刻,所以今年中秋不仅是「十五月亮十六圆」,而且地心所见满月的视直径仅29.40角分,是今年最小的满月,比年初元宵节时的今年最大满月小了13~14%,相当于新台币5元和1元硬币的差异。

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2019年最小满月和最大满月比较示意图。

  今年中秋三天连假的月球升没时间如下表,中秋当天在满月之前,真正的月亮形状比满月稍微亏缺了一点点,此时月球东侧(风暴洋侧)边缘还落在阴影中;而连假最后一天是满月之后,则是月球西侧(危难海侧)落在阴影中。不过我们的肉眼看不出来与满月的差异,而且仅观看单次的满月,也无从比较它的大小差异。建议有相机的朋友们,利用脚架将相机架稳后,以同样方式拍摄中秋三天的月亮样貌,或是今年其他月份的满月,然后将图像放在一起进行比较,那就很容易看出它们彼此间的大小和盈亏的差异啰!(编辑/台北天文馆张桂兰)

升起 中天 西沉
9/13  17:46  Az: 102° 9/13  23:35  Alt: 54S 9/14  05:28  Az: 260°
9/14  18:20  Az: 97° 9/15  00:17  Alt: 59S 9/15  06:18  Az: 265°
9/15  18:52  Az: 92° 9/16  00:58  Alt: 64S 9/16  07:08  Az: 271°

备注:
1. Az指方位角,以正北为0度,正东90度,正南180度,正西270度。
2. Alt指仰角高度,以地平为0度,以天顶为90度。S意指正南方。

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:vtype_1.jpg 双筒望远镜辅助观赏 可拍照

当从地球中心向外看,木星和月球的赤经经度相同时,称为「木星合月」,通常是一个农历月之中,木星和月球比较接近的时候。木星是全天除了太阳、月球、金星外的第4亮天体,所以每当木星合月时,都相当明显易见。

2019/6/17凌晨2:50木星合月,地心所见的木星位在月球以南约2度的地方。从6/16傍晚入夜后一直到6/17凌晨天亮前,整晚均可见木星和月球接近的景象,其中两者以6/17凌晨2:30-3:00左右最接近。而木星恰在2019/6/10过冲的位置,本次木星合月时,木星的亮度还在最亮的-2.6等;月亮则恰好在6/17的16:31通过「望(满月)」的位置,6/17凌晨观赏月亮时,月亮是很接近满月的月相,亮度达接近月球最亮程度的-12.6等,事实上,人的肉眼感觉不出来这差一点要满月的微小差异。木星和月球位在蛇夫座脚部,大约在蛇夫座-天蝎座-人马座之间,是银河最宽最亮的一段,虽在满月的映照下银河不甚明显,但在空气干净、没有光害的地方,仍能在明亮的月亮光辉背后看到淡淡的银河,配合地景拍摄木星合月景象,也挺有意思的。而在木星与月球的左上方,还有着另一颗行星——土星,可一并欣赏喔!

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2019/6/17凌晨3:00,木星合月时,木星和满月所在位置示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

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  超级月亮(Supermoon),今年会连续3次在满月时上演,时间分别是1月21日、2月19日和3月21日。然而在这3次当中,以2月19日今年最大满月 ,而且是百年难遇的元宵满月的观赏效果最佳,更具话题性。

  由于月球在3月20日凌晨3时48分通过轨道近地点,地心至月心距离359475.786公里(比2月19日的地心至月心距离356760.688公里,还远一点),使得3月21日上午9时43分的满月成为「超级月亮」。

  何谓超级月亮?超级月亮是近年来西方非天文专业的流行术语,是一种新月或满月时月亮位于近地点附近的现象。

  根据最初定义,满月或新月必须在其最接近地球的90%范围内被称为超级月亮。换句话说,以远地点和近地点的距离差为总长度,此长度的10%加上近地点所得的值,若地月距离介于此值和近地点之间即称之为超级月亮。从月球和地球的中心测量,在224775英里或361740公里(或更小)内的满月或新月都是超级月亮。

  月球绕地球的公转轨道是椭圆形,地球位在椭圆形的其中一个焦点上。这使得月球和地球之间的距离有远有近,其中离地球最近的位置称为近地点,最远的位置称为远地点。从地球上观察,月亮离地球较近时,看起来的视直径比较大;反之,远时看来较小。

  欣赏满月无须任何工具,只需找个看得到月亮的地方,以肉眼欣赏月亮就好。拍摄月亮也很简单,将相机以三脚架固定后,建议开启「自拍」功能,按下拍摄钮即可。拥有望远镜设备者,可透过望远镜放大拍摄,效果更赞。

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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。

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:vtype_1.jpg 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 ★★★

2019/2/19 今年最大满月,百年难遇的元宵满月

  2019/2/19由于月球在17:03通过今年离地球最近的近地点,地心至月心距离356760.688公里,使2/19午夜23:54的满月成为今年最大满月,地心所见的视直径仅33角分28.5角秒,比9/14的12:33今年最小满月视直径29角分24.3角秒,大了约13.9%(大约相当于新台币1元和5元硬币的大小差异),亮度更比最小满月亮了30%左右。不过时值台湾地区几乎在午夜时分,月亮几乎要跨越中天子午线、仰角最高之时,所以加上地球半径之后,在地球表面的台北地区更靠近月球,台北地区至月心仅有350605.288公里,使台北地区所见之满月视直径更大,达34角分4.3角秒。

  这日恰好逢农历元月十五元宵节,对台湾地区而言,自20世纪起,就没发生过元宵恰逢当年最大的满月,下一次则将发生在2081年2月23日!

  「月上柳梢头,人约黄昏后」(欧阳修《生查子·元夕》),元宵节从傍晚至隔日清晨,整晚均可观赏月亮,不过今年真正的满月时刻是在23:54,所以愈接近午夜时分,月亮愈圆且愈大,满月时刻过后的月亮开始变小也愈渐不圆。不过,其实以人眼是无法区别出这些微的差别的。不过满月时刻发生时,对台北地区而言,月球并不真的在正天顶,而是在天顶偏南约2度的位置,所以看到的满月并不是真正「满」的,相位只有0.999,在月亮边缘有0.1%是没有反射到阳光的暗影处;不过当然,以人的眼睛而言,还是分辨不出来这0.1%的差异的。所以,别计较太多,专心赏月就好!

  欣赏最大满月无须任何工具,只需找个看得到月亮的地方,以肉眼欣赏月亮就好。拍摄月亮也很简单,将相机以三脚架固定后,建议开启「自拍」功能,按下拍摄钮即可。拥有望远镜设备者,可透过望远镜放大拍摄,效果更赞。

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图说:2019年最大满月和最小满月比较示意图。

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:(1)月球远近、(2)满月时刻相对于观测地的时间、(3)大气效应与(4)月亮错觉。前三项基本上是真实的影响,最后一项顾名思义则非。对台湾地区而言,今年的最大满月的主要原因是第(1)项和第(2)项:

(1)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,地球在其中一个焦点上。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,这个距离每次并不相同,或多或少,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。

  月球绕地球的公转轨道是椭圆形,所以地月之间的距离并不维持一定;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。月球近时所见视直径较大,远时较小。由于每14个满月的天数差不多与每15次月过近地点相当,正确来说是每1年1个月又18天会重逢一次,所以约每13-14个月会碰到一次近地点满月,此时通常是当年视直径最大的满月,有时被戏称为「超级满月(supermoon)」;常最大满月前后一个满月的视直径仅比最大满月小一点,所以超级满月大致是连三个满月;最小满月亦然。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,所以每年的最大满月其实也不一样大。

(2)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。

  「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的,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,半径约6400公里,如上图,在地球上不同地点与月球的距离其实不尽相同,A点与C的差异就达地球直径(约12800公里),相当于平均地月距离(地心到月心的平均距离)384,400公里的3.3%之多呢!

  因此,如果满月时刻发生时,观测地点恰在背对太阳、面对月亮的「夜晚侧」,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。

(3)大气效应

  地球大气层并不是均匀分布,总体来说,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」,密度差异愈大者,被偏折的角度愈大。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。因此在某些大气状况下,大气会类似放大镜一样,使所见的月球盘面会比真正的还大一些;尤其是愈接近地平面的时候,这种效应会愈大。

(4)月亮错觉

  月亮错觉是个「虚假」的效应,纯粹是心理作用问题,会觉得靠近地平面附近的月亮,看起来比天顶附近的月亮还大。这种错觉,其实对于太阳也适用。

  目前较为人接受的一种解释,认为是因为靠近地平面附近时,因有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产生的影响,反倒修正错了,成为一种错觉。其实不妨拿一个10元硬币(新台币),在月亮刚升起不久,以及月亮比较接近天顶时来比较,将会发现其实月亮几乎是一样大的,不若眼睛所见似有差异。

十五月亮十六圆

  今年的最大满月恰恰发生在农历十五。理论上,满月可能发生在农历十四、十五、十六与十七日。统计后发现以农历十六日所占比例最高,达50%;十五日的40%次之,十七日则约10%,十四日者很罕见。所以古人说的「十五月亮十六圆」并非空话,可是有科学数据支持的呢!

2019/2/19 海王星合水星

  当从地球中心向外看,海王星和水星的赤经经度相同时,称为「海王星合水星」,通常是这两颗行星比较接近的时候。而海王星很暗,亮度只有+8.0等,通常要利用5~8公分以上的望远镜才能观察,所以当它在比较明亮的行星或恒星旁的时候,就可以借机寻找观察它。

  2019/2/19的19时海王星合水星,地心所见的海王星位在水星以南仅0.77度的地方。本来两星这么近的距离,是非常好观察海王星的机会,但是因为水星和海王星的仰角很低,日落后的仰角在10度以下,受到夕阳暮辉的影响,即便水星亮度是-1.0等,也很难观察到,遑论是+8.0等的海王星,所以不建议观赏。

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 ★★★★

影像欣赏:本世纪最长月全食——食甚前的红月亮

  2018/7/28凌晨发生的本世纪月全食,台北地区在云来云去中结束。当红彤彤的月亮,伴随着红彤彤的火星一起出现时,真是让人十分惊艳。好玩的是,当月亮愈来愈接近食甚时刻,除了背景天光渐亮外,深入地影的月球亮度也不高,与始终明亮的红火星相较之下,红月亮的亮度暗到得睁大眼睛仔细瞧才看得到它。不过还是看到了,真高兴呢!以下影像为台北天文馆同仁于第一观测室内拍摄到食甚前的月全食影像,提供给大家欣赏啰!

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台北天文馆张桂兰、杨晔群于2018/7/28凌晨4:21在第一观测室内拍摄到的食甚前的红月亮。


  有「红色战神」之称的火星于7月27日(周五)13:13达到「冲」的位置,随后于31日最接近地球。这次「火星冲」是自2003年至2035年的32年间距离地球最近,也是火星最大、最亮的一次,比平均大了4倍,是极难得的观察良机。在「火星冲」数小时后,7月28日凌晨将发生今年第二场「月全食」,适逢最小满月,因月球离地球较远,通过地球影子的时间也较长,成为本世纪持续时间最久,全程将近四小时的月食。特别在3:30之后的「全食」阶段,将出现相距不到10度的「红火星」与「赤月亮」同框较劲奇景,大家不妨比较看看谁更红、更亮!

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2018年7月28日4时,火星和全食阶段的月亮。

2018/7/28月全食

  2018/7/28凌晨的月全食是今年的第二场月全食,沙罗周期第129号,非洲、西亚、印度洋全程可见,我国大部分地区可见月没带食,经历时间共约4小时12分,全食约1小时43.6分,食分1.614。台湾地区可见月没带食,除复圆和半影食终外,其他过程均可见,不妨碍大家欣赏食既至生光阶段的红月亮。其中,各阶段发生时间与月球所在位置如下表。当天4:20也是今年的最小满月,视直径仅28.97角分。在之后的6:05火星合月,地心所见的火星位在月球以南约6.7度的地方,所以随着月食开展,火星和月球彼此间的距离也会愈来愈近喔!

2018/7/28凌晨月全食各阶段时间与位置
    —        时间        位置        说明
                日 时 分 方位角(度) 仰角(度)
半影食始 28 1 13.1 205.2        41.1 月球边缘与地球半影接触,不易察觉。
初亏         28 2 24.2 222.6        32.3 月球边缘与地球本影接触,偏食开始。
食既         28 3 29.9 234.5        21.5 月球恰好完全进入地球本影,全食开始。
食甚         28 4 21.7 241.8        11.8 月球最接近地影中心的时刻。
生光         28 5 13.5 247.8        1.5   月球恰好开始离开地球本影,全食结束。
月没         28 5 25  249           —-  月球上缘沉入地平面下。
备注: 
天文曙光 03:54 — 太阳在地平面下18度,天光开始渗漏,6等星开始消失。
航海曙光 04:25 — 太阳在地平面下12度,可感觉天空变亮。 
民用曙光 04:54 — 太阳在地平面下6度,天色大亮,但太阳尚未显露。 
日出时间 05:19 — 太阳上缘接触地平面,开始可见太阳盘面。

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2018/7/28凌晨月全食发生时,月球通过地影轨迹示意图。


统计:
★ 月全食:上一次:2018年1月31日(台湾地区可见)
下一次:2019年1月21日(台湾地区不可见)
★ 台湾地区可见的月全食:上一次:2018年1月31日(全程)
下一次:2021年5月26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08日

今年最小满月

  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;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。约每13-14个满月,其位置恰好在公转轨道的近地点附近,将使得此时地球上所见的满月视直径最大,有时被戏称为「超级满月」。相对地,约每13-14个月,满月位置恰好在月球轨道的远地点附近,则将使地球上所见的满月视直径偏小。

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椭圆形的月球轨道,使地球上所见的月球大小不一样。

  由于月球在27日13:44通过今年离地球最远的远地点,距离406165公里,使28日凌晨04:20的满月成为今年最小满月,视直径仅28.97角分,和今年1月31日第一次月全食恰逢超级满月的状况刚好相反。

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2018年最大满月和最小满月比较示意图。

本世纪最长月全食 

  虽然月球视直径比较小看起来似乎不壮观,但月球比较小,再加上月球几乎从地球本影中心通过,使月球通过地球本影时间比较长,这使得本次月全食食分达1.614,共历时约4小时12分;其中从食既到生光是月球完全进入地球本影而变红的全食阶段,长达1小时43.6分,是21世纪所有月全食中最长的一次呢!(原理请见下方为什么月全食的时间有长有短?一节) 

  月全食观察不需要任何仪器,只需挑选西边地平附近无遮蔽物、看得到月亮的地方,以肉眼即可欣赏,用固定后的手机或一般相机、录影机对准月亮后拍摄也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!

如何观测月食:

肉眼观看

  月全食是所有壮观天象中最容易观察的,因为它发生时间预报误差小,不若太阳般刺眼而对眼睛有危险性,比彗星或行星等大许多而无需动用望远镜才能观察,变化缓慢而不需神经紧绷地深怕错过任何景象,所以观赏月全食很简单,仅需凭借双眼,以最舒服的姿势、轻松观看月亮即可。而本次月全食发生时,我国可见月没带食见,所以只要在西方地平附近视野没有遮蔽的地方,都可以见到红色月亮喔! 

  由于本次月全食发生时,月球是从地影中心稍偏北之处通过,故以肉眼观看时,食甚前后的月球红的颜色比较深,而整个过程的南侧明暗颜色变化会比北方边缘大。面对西方观察时,则是月球左侧的颜色会比右侧还深。

  不过由于是月没带食,在食甚时即已届航海曙光,天空背景明显开始愈来愈亮,在背景天光衬托下,月球的红色会愈来愈不明显,所以食甚之前的观察条件会比食甚之后还好。

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台北地区可见之2018/7/28月食各阶段所在天空位置示意图。


  本次月全食发生时,月亮位在摩羯座中,附近本无亮星,但恰好逢火星大冲,且火星也在摩羯座中,就在月球以南不远处,可同时欣赏火星大冲、月全食、今年最小满月与火星合月四种平常是分开观察的天象,也颇有趣。 此外,刚过冲的土星则在火星和月球右方、接近地平处的人马座中,此处又是银河最亮、最密集的地方,在食甚之前都可一并欣赏,或什至可尝试在月全食的时候进行星野摄影,通通一起捕捉下来。

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2018/7/28月全食,食甚时的月球所在位置示意图。

望远镜与描图观测

1532533878829157.jpg  可利用双筒望远镜(7×35或7×50)或摄录影机观察月亮。 面朝东方时,初亏开始前可先注意观看月亮下方边缘的变化;若是利用可追踪的望远镜观察月亮的话,在望远镜的画面中,则需注意月亮的东方边缘(风暴洋一带)的变化。
  如果觉得只做目视观赏,没留下任何记录很可惜,但又不会或无器材进行摄影,那么可尝试用描图与计时的方式来观测。可多复印几张月球表面全图,每隔10~20分钟在图上依观察结果描下月亮被食的程度、位置与颜色变化、光度变化等,以此记录月食发生过程。
  1.色调变化:由于从偏食到全食的阶段中,月亮表面的颜色会不断地变化,可能混杂着棕色、红色、粉红色甚至些许的蓝色,观察颜色变化时可以利用色笔将所见的颜色描绘在图上,尤其是月面中心和月亮边缘的部分要特别留意。
  2.光度变化:可利用20世纪初法国天文学家André-Louis Danjon制订的月食光度标准,如下表,估计月全食食甚时刻的月球亮度(L),L愈小代表食甚时的月球愈暗。若观察到的现象会介在某两个等级间,可记录成2.5或3.4等,只要据实记录即可。
等级 说明
L=0 非常暗的月食,月亮几乎看不见,尤其是在食甚时。
L=1 黑暗的月食,表面带灰色或棕色,月面的细节必须很仔细的观察才能分辨。
L=2 深红或暗红的月食,本影中央特别黑,外部边缘则较亮。
L=3 砖红色的月食,本影边缘较亮或带黄色。
L=4 鲜红色的月食,本影边缘较亮且带蓝色。
  3.接触计时:测定月球边缘或表面环形山等可供辨识的地形,与地球本影接触或分离的时刻。 以目视方式进行这项工作的挑战性很高,因为精确度必须达到0.1秒的资料才有实用价值。 如果要进行这项观测工作,必须事先熟悉月球表面各个地形特征,并了解地影扫过月面的方向,比判定各个地形进入或脱离地影的先后顺序。 这些接触计时的观测资料可以用来验证月全食初亏、食既、生光、复圆的正确时刻。
摄录影
  月全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。由于月全食过程中,月亮明暗变化剧烈,摄影参数需随时视情况调整。无快门线者,可利用脚架或其他物品固定相机后,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糊不清。 所有摄影项目均请关闭闪光灯功能。 

全食星野摄影:

  将相机固定在三脚架上,相机镜头挑选稍广者较佳,于全食阶段将月亮调整于视野中,焦距调好,开大光圈,快门打开曝光10~20秒即可;由于本次全食时间长达50几分钟,使用数位相机者不妨多试几种曝光参数(光圈、快门、感光度等),一定可以拍到不错的照片。若想拍出更多的星星,可调高感光度,或以赤道仪追踪后加长曝光时间;若无赤道仪追踪者,曝光时间过长容易使星点和月亮拖成椭圆形而不够美观。

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月全食星野摄影。2011/6/16月全食,王为豪摄于垦丁。感谢王为豪提供授权给台湾区教学使用。版权归王为豪先生所有,如有需求,请径洽王为豪先生。

月流迹摄影:

  从月食初亏前至复圆后约3.5小时,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,且需先事前估算月亮从开始到结束的位置,将镜头位置调整好,才能在同一影像内容下整个月食过程。

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月全食流迹摄影。2007/8/28 台北天文馆/吴昆臻摄于台北天文馆第二观测室。版权为台北天文馆所有。

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分钟固定开启一次,所以相机必须具有重复曝光的功能或事后以电脑美工软体予以合成;此外,还必须随月亮的亮暗调整光圈大小与曝光时间,详细资料可参考下表。
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月全食间歇摄影,2007/8/28,台北天文馆/洪景川、赵瑞青摄于台北天文馆顶楼。版权为台北天文馆所有。

扩大摄影:

  利用长镜头或天文望远镜,或是摄录相机本身具有缩放功能(zoom)、可将月亮尽可能放大者来拍摄。调整好焦距,按下表曝光值进行摄影即可。

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月全食扩大摄影。2007/8/28 台北天文馆/林琦峰、李瑾摄于台北天文馆顶楼。版权为台北天文馆所有。

地球影摄影:

  使用长镜头(约200mm~500mm)的相机,将其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,并利用重复曝光方式将每隔20-30分钟曝光一次,将月亮拍摄在同一张底片上。这种方式可以拍到月亮进出地球因影的景象,并借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,以此位置为底片中心。 

月全食和地球本影摄影。2015/04/04,台中一中天信天文台王嘉辉摄。感谢王嘉辉提供授权给台湾区教学使用。版权归王嘉辉先生所有,如有需求,请径洽王嘉辉先生。

月食摄影参考表(以感光度100为主),百分比表示进入地影的多寡。
  月相        间歇摄影             放大摄影
  光圈        快门        f/10- f/15        f/22        f/32        f/45
满月 f/8        1/250秒     1/125秒    1/30秒        1/15秒        1/8秒
初亏 f/8        1/250秒     1/125秒    1/30秒        1/15秒        1/8秒
20% f/8        1/125秒     1/60秒                        
40% f/8        1/60秒       1/30秒     1/15秒        1/8秒        1/4秒
60% f/8        1/30秒       1/15秒                        
80% f/8        1/8秒        1/2秒        1/2秒        1秒        2秒
生光 f/4        2秒         15秒                        
全食 f/2.8     30秒以上   60秒以上                        

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」,仍有一部份的太阳可以照射到此处。

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本影与半影示意图

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日月食的成因日月食成因示意图

  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「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。

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月食种类、成因与各阶段名称示意图。


为何月全食的月亮是红色的? 

  当月全食发生时,月亮进入地球本影,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,因而使月亮呈现红色。 

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月全食时的红色月亮成因示意图。


为什么月全食的时间有长有短? 

  月全食由食既至生光的全食阶段时间长短每次都不相同,主要是受到几个因素的影响:
  1.地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的,因此有时比较靠近太阳,有时离太阳比较远,地球阴影圆锥的大小会随之改变,反之地球上所见的太阳大小也会随之不同。
  2.月球绕地球公转的轨道也是椭圆形的,所以地球上所见的月亮大小也会不同。
  3.月全食发生时,如果非常接近地影中心的位置,则月全食的长度也会比一般的长。

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  影响月全食过程长短的原因。上图中灰色部分表示地球本影,暗红色部分表示月球,十字线表地影中心。(a、b)假设地影大小、月亮大小均相同,则月亮经过地影的路径不同,全食总长度便不同。(c、d)假设地影大小相同,所走路径亦相同,则月球大小不一样,全食总长度亦不同。(e、f)假设月球大小相同、所走路径相同,则地影大小不同,全食总长度亦不同。 

  本次月全食主要是因为月亮路径几乎是从地影中心经过(上图第一组ab),再加上恰逢月球过远地点,使月球视直径比较小(上图第二组cd),使得从初亏到复圆的月食长度长达108分钟之多,从食既到生光的全食阶段也长达52分钟,皆是本世纪内最长的。

20世纪至22世纪的月食统计与比较

  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;但若将月偏食与半影月食也计入,则一年的月食发生次数可多达5次,最少2次。而每一次月食的状况也都不相同。下表为20世纪至22世纪的月食统计与比较,日期均以国际标准时UT为主:
         20世纪(1901-2000) 21世纪(2001-2100) 22世纪(2101-2200)
一年有2次月食的年数 78        78         72
一年有3次月食的年数 15        16         19
一年有4次月食的年数 7         6         8
一年有5次月食的年数 0         0         1(2132年)
月食总次数     229        228        238
全食总次数     81(35.4%)     85(37.3%)     69(29.0%)
偏食总次数     65(28.4%)     57(25.0%)     88(37.0%)
半影食总次数    83(36.2%)     86(37.7%)     81(34.0%)
时间最长的月全食 2000.07.16(1h46m24s) 2018.07.27(1h42m57s) 2123.06.09(1h46m06s)
时间最短的月全食 1917.12.28(0h11m58s) 2015.04.04(0h4m43s) 2155.09.11(0h02m36s)
食分最大的月全食 1953.07.26(1.8628)  2029.06.26(1.8436)  2170.05.30(1.8330)
食分最小的月全食 1917.12.28(1.0056)  2015.04.04(1.0008)  2155.09.11(1.0003)

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

  2018年的3月有两次满月,分别在3/2的8:51与3/31的20:37。这使得3/31的这次满月为俗称的「蓝月」,同时为2018年之中的第2次蓝月。

蓝月与黑月 

  由于2018年有2次蓝月,其中1月涵盖了1/2和1/31这2次满月,3月也涵盖了3/2和3/31这2次满月。这使得2018年的2月整个月都没有满月发生,俗称为「黑月(black moon)」。这种1、3月各有2次满月,夹在中间的2月是黑月的情况相当罕见,约每19年(235个朔望月)才发生一次(称为默冬周期),前一次发生在1999年,下一次则将发生在2037年。 

  不过这是以世界标准时(UT)来看;由于时差的问题,位在东八区的北京时间与世界时相差8小时,这使得世界时会发生蓝月的时间,加上8小时成北京时间后,满月时刻会落到隔天而无蓝月现象。因此,以北京时间的满月时刻来算,前一次发生1、3月各有2次满月(2个蓝月),2月无满月(黑月)的日期,在2010年(满月1/1 、1/30、3/1、3/30),上一次则在2029年(满月1/1、1/30、3/1、3/30)。

附注:

★蓝月有2种定义:(1)一个季节中的第4个满月,约每2-3年发生一次;(2)为一个月中的第2次满月,约每2-3年发生一次。 其中(1)为原始定义。

★黑月也有不同的定义:(1)一个月中的第2次朔,约每29个月发生一次;(2)一个季节中的第4个朔,约每33个月发生一次;(3 )没有满月的月份,约每19年发生一次;(4)没有新月的月份,约每19年发生一次。


1900年到2100年“蓝月亮”事件列表:http://interesting-sky.china-vo.org/zonghe/blue-moons-between-1900-and-2100/

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 ★★★

水星西大距

  水星和金星绕太阳公转的轨道在地球内侧,故有内行星之称。 从地球观察这两颗内行星,常在太阳左右,仅能在清晨日出前或傍晚日落后的短暂时间看到它们,故这两颗行星又有「晨星」或「昏星」之称。

  而当水星或金星来到「大距」位置时,也就是太阳-水星或金星-地球成直角三角形,且水星或金星位在直角位置时,在地球所见的水星或金星离太阳的角距离也是最远、最适合观察它们的时候。 当内行星在太阳以东的大距位置时称为「东大距」,可见于傍晚的西方低空;当在太阳以西的大距位置时称为「西大距」,可见于日出前的东方低空。

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2018年日出时所见水星方位仰角图。取自2018天文年鉴

  水星在2018年1月2日的3:58达西大距位置,水星在太阳以西约22.7度,这是今年度内,水星4次西大距中的第1次,但却是4次中日出前仰角最低的1次,日出前可见的仰角高度约10-15度,视亮度约-0.4等。 但因仰角不高,易受晨曦和地平附近大气影响而显得没那么亮,建议利用双筒望远镜协助观赏。

  由于水星绕太阳公转的轨道比较椭圆,因此即使到本次西大距的位置时,望远镜下所见的水星是呈现比半圆形再稍微凸一些的形状(相位0.64,即亮面比例为64% ),而非半圆形;视直径约仅7角秒,望远镜中已可分辨出不是星点状,而是有面积的盘状,只不是圆形盘面罢了。

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2018/1/2凌晨5:50,水星所在位置及望远镜下所见的水星外貌示意图。
   以上示意图由Stellarium软体产生。

今年最大满月

  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12-13次满月,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,约每13-14个满月,其位置恰好在公转轨道的近地点附近,将使得此时地球上所见的满月视直径最大。

  2018年1月2日上午5:49月球过近地点,随后于10:24满月时刻,月心至地心距离356677.754公里,使满月视直径达33.56',不仅是2018年1月间的第1次满月,也是2018年度的最大满月,同时是这每13-14个朔望月周期中最接近月球轨道近地点的满月。但这仅是从地心观点来看;对地表的中国而言,因满月时刻在白天而不可见,到晚上可见月亮时,月球距离已经拉远,使我国所见的月亮与2017/12/3满月相比之下,反而小了一些呢!

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2018年最大满月和最小满月的比较

  可在1/2凌晨6:25月没之前朝西方低空观看月亮,或是在1/2傍晚17:37月升之后朝东边天空观看;其中1/2凌晨天亮前所见的月亮会比傍晚所见的大一点。

  欣赏最大满月无须任何工具,只需找个看得到月亮的地方,以肉眼欣赏月亮就好。拍摄月亮也很简单,将相机以三脚架固定后,建议开启「自拍」功能,按下拍摄钮即可。拥有望远镜设备者,可透过望远镜放大拍摄,效果更赞。

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。前三项基本上是真实的影响,最后一项则非。对中国而言,今年的最大满月的主要原因是第一项:

1.月球远近

1478698886741553.jpg  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,这个距离每次并不相同,或多或少,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,所以每年的最大满月其实也不一样大。

  2018年最大满月发生在1/2,是这次14个月周期的最大满月,2017/12/03地心所见的月球视直径为33.38',2018/1/2地心所见的月球视直径为33.51 ',可明显看到比2017/12/3的最大满月还要大一点点呢!

2.满月时刻相对于观测地的时间

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  「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的,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,半径约6400公里,如上图,在地球上不同地点与月球的距离其实不尽相同,A点与C的差异就达地球直径(约12800公里),相当于平均地月距离384,400公里的3.3%之多呢!

  因此,如果满月时刻发生时,观测地点恰在背对太阳、面对月亮的「夜晚侧」,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。

  2018/1/2的满月时刻发生在北京时间的上午10:24,相当于左上图的D到C点之间的位置,背对着月球,也比地心到月心的距离远一些,因此本次最大满月的时刻,中国根本看不见,等到中国地区随地球自转到夜晚可以看到月亮的一侧时,不仅已经过了满月时刻,而且地月距离已经稍微拉远。也正是因为这项因素的影响,使得我国所见的2017/12/3的23:47满月时刻视直径达33'58",比2018/1/2的10:25满月时刻地表所见的视直径33'07"还大呢!

3.大气效应

  地球大气层并不是均匀分布,总体来说,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」,密度差异愈大者,被偏折的角度愈大。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。因此在某些大气状况下,大气会类似放大镜一样,使所见的月球盘面会比真正的还大一些;尤其是愈接近地平面的时候,这种效应会愈大。

4.月亮错觉

  月亮错觉是个「虚假」的效应,纯粹是心理作用问题,会觉得靠近地平面附近的月亮,看起来比天顶附近的月亮还大。这种错觉,其实对于太阳也适用。

  目前较为人接受的一种解释,认为是因为靠近地平面附近时,因有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产生的影响,反倒修正错了,成为一种错觉。其实不妨拿一个1元硬币,在月亮刚升起不久,以及月亮比较接近天顶时来比较,将会发现其实月亮几乎是一样大的,不若眼睛所见似有差异。

十五月亮十六圆

  今年的最大满月发生在农历十六。理论上,满月可能发生在农历四十、十五、十六与十七日。统计后发现以农历十六日所占比例最高,达50%;十五日的40%次之,十七日则约10%,十四日者很罕见。所以古人说的「十五月亮十六圆」并非空话,可是有科学数据支持的呢!

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 ★★★

  月球在2017/12/3的23:47达满月位置,而后在12/4的16:46通过轨道近地点,使得地表的台湾地区所见之12/3满月成为2017年12次满月中的最大满月,比2017/6/9的最小满月大了14.5%左右,同时也是台湾地区所在的地表区域,于1970-2050年间,视直径排名第8的最大满月。 满月当晚,橙红色的金牛座主星毕宿五从月球旁边擦身而过,是不错的天文摄影目标。

  12/3当天,月亮于16:58从东偏北方升起,23:46过中天(到最高位置),约12/4凌晨5:31从西偏北方落下。 欣赏最大满月无须任何工具,只需找个看得到月亮的地方,以肉眼欣赏月亮就好。 拍摄月亮也很简单,将相机以三脚架固定后,建议开启「自拍」功能,按下拍摄钮即可。 拥有望远镜设备者,可透过望远镜放大拍摄,效果更赞。

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  上方是台北市天文协会刘志安先生用相同器材拍摄到的前一次最大满月(2016/11/14)和今年2017/6/9最小满月的影像,放在一起做比较,很明显的就可以看出差别了吧!

  台北天文馆在12/03晚上19-21时办理的「天文市集趴趴GO」活动,特别将大型天文望远镜搬到天母棒球场前的水景广场 (近忠诚路和士东路交叉口),让大家在市区就能透过望远镜来仔细观察今年最大、最美的超级满月。

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2017/12/03天文市集拍拍GO海报

2017/12/3最大满月

  月球是离我们最近也是最容易观察的天体。 它在12/3的23:47通过满月位置,随后在12/4的16:46通过近地点,使台湾地区所见之12/3满月成为2017年中最大的一次满月,视直径达33'58" ,比6/9的最小满月的29'38"大了14.5%左右,大约是新台币10元与50元硬币间的差别。 以下为2017年最大满月和最小满月的模拟示意图。

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2017年最大满月和最小满月的比较

  12/3当晚,橙红色的金牛座主星毕宿五将从月球旁边擦身而过,纵然整晚可见毕宿五都在月球邻近处,不过在19:50前后最接近,离月球边缘仅8~9角分,就像是圆圆的大饼旁掉了一粒芝麻一样,是不错的天文摄影目标。

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2017/12/03傍晚19:50,最大满月与毕宿五合月示意图。

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。 前三项基本上是真实的影响,最后一项则非。 对台湾地区而言,今年的最大满月的主要原因是第一项和第二项:

1.月球远近

1478698886741553.jpg  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,这个距离每次并不相同,或多或少,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,所以每年的最大满月其实也不一样大。

  事实上,2018年最大满月发生在1/2,才是这次14个月周期的最大满月,不过这是以地心到月心的距离来论,2017/12/03地心所见的月球视直径为33.38',2018/1/2地心所见的月球视直径为33.51',可明显看到比2017/12/3的最大满月还要大一点点呢!

2.满月时刻相对于观测地的时间

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  「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的,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,半径约6400公里,如右图,在地球上不同地点与月球的距离其实不尽相同,A点与C的差异就达地球直径(约12800公里),相当于平均地月距离384,400公里的3.3%之多呢!

  因此,如果满月时刻发生时,观测地点恰在背对太阳、面对月亮的「夜晚侧」,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。

  2017/12/03的满月时刻发生在台湾地区的晚上23:47,相当于左上图的A点位置,几乎就在月球正下方,因此本次台湾地区所见的最大满月也有这项因素的贡献。 也正是因为这项因素的影响,使得台湾地区所见的2017/12/3的23:47满月时刻视直径达33'58",比2018/1/2的10:25满月时刻(上图中几乎背对着月球的C位置)地表所见的视直径33'07"还大呢!

3.大气效应

  地球大气层并不是均匀分布,总体来说,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」,密度差异愈大者,被偏折的角度愈大。 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。 因此在某些大气状况下,大气会类似放大镜一样,使所见的月球盘面会比真正的还大一些;尤其是愈接近地平面的时候,这种效应会愈大。

  8/11凌晨最大满月发生时,月亮位于方位角约226.4度、仰角仅约40.2度的位置,仰角高度算中等,大气折射效应的影响不大;但真实情况,必须视当天大气环境而定,无法提前预测结果。

4.月亮错觉

  月亮错觉是个「虚假」的效应,纯粹是心理作用问题,会觉得靠近地平面附近的月亮,看起来比天顶附近的月亮还大。 这种错觉,其实对于太阳也适用。

  目前较为人接受的一种解释,认为是因为靠近地平面附近时,因有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产生的影响,反倒修正错了,成为一种错觉。 其实不妨拿一个10元硬币,在月亮刚升起不久,以及月亮比较接近天顶时来比较,将会发现其实月亮几乎是一样大的,不若眼睛所见似有差异。

十五月亮十六圆

  今年的最大满月发生在农历十六。 理论上,满月可能发生在农历14、15、16与17日。 统计后发现以农历16日所占比例最高,达50%;15日的40%次之,17日则约10%,14日者很罕见。 所以古人说的「十五月亮十六圆」并非空话,可是有科学数据支持的呢!


2017年12月03日,月掩毕宿五:http://interesting-sky.china-vo.org/20171203-moon_aldebaran-2/