今年月全食是什么时候(中国地区观看指南)


恐惧起源于未知
在科学不发达的时代,一些奇异的天文现象常使人们惊恐万分,如日食和月食。如今,我们早已知晓这皆为正常的自然现象,但在过去,人们把它们称作“天狗食日”和“天狗食月”,甚至将其视为不吉之兆。
民间传说
相传远古时代,一位名唤“目连”的佛教弟子因其母亲性格乖戾,将其谎称素包子实为狗肉包子的包子送入寺庙,欺骗和尚食用。此事被玉帝得知,遂将其母亲打入地狱。目连为救母,修炼神通进入地狱,救出母亲后,其母变为恶狗窜上天庭,试图讨伐玉帝未果。恼羞成怒下,目连之母追赶袭击天上的日月。
日食月食的科学原理
这就是所谓“天狗食日”和“天狗食月”的由来。基于此传说,民间百姓在遇到这些天象时,常以击鼓鸣鞭来驱赶“天狗”。我们现在明白,传说终究是传说,所谓的“天狗”实际上并不存在,日食月食不过是罕见的天文学现象。
那么,日食和月食究竟是如何发生的?
简单来说,日食是由月球造成的。当月球位于地球和太阳之间,三者近乎一条直线时,月球会遮挡太阳发出的光线,地处地球的我们就会看到太阳被圆形黑影逐渐遮挡;而月食的原理与之相似,只是这时地球位于月球和太阳之间,地球会遮挡射向月球的阳光。
虽然上面这段解释可以帮助我们大概了解日食月食,但仍存在一些疑问:
为什么月球环绕地球一周一次(27天),却并非每次都发生日食?同理,为什么不是每个月都有月食?
月相与日月食
要解答这个问题,我们需要了解月相。月球环绕地球运行需要27天,在这期间,月相会经历四种基本形状:满月、半月、月牙和无(夜空中不可见)。
更准确地说,月相有八个阶段:新月(夜空中不可见)、峨眉月、上弦月、渐盈凸月、满月、渐亏凸月、下弦月、残月。
恒星月与朔望月
月球环绕地球所需的时间被称为“恒星月”(27.3天)。而月相完整变化一周所需的时间被称为“朔望月”(约29.5天)。朔望月的周期比恒星月长,这是因为地球也在绕太阳公转。
日月食条件
日食和月食仅在月球处于朔(新月)和望(满月)阶段时发生。也就是前文中提到的月球位于太阳和地球之间,或地球位于太阳和月球之间,且三者大致成一线,不过值得注意的是,三者并不需要严格的三点共线,而是在一定角度范围内即可,这是因为日食和月食包含多种类型,如日全食、日偏食、日环食、月全食、月偏食、半影月食。
出现频率低的原因
虽然日食月食的出现前提是朔望和三者排成一线,但实际观测中其出现频率很低,这显然与三者排成一线有关。
这是因为月球绕地球的公转面与地球绕太阳的公转面(黄道面)存在5度左右的夹角。

日食和月食的发生条件,取决于月球轨道面与黄道的交线是否能与日地连线大致重合。这个重合的时期称为食季,说明日食和月食并不是随时都可以发生的。

根据上述条件,我们可以想象一个场景:月球绕地球公转,其轨道面与黄道存在夹角。地球绕太阳公转。理论上,月球轨道与黄道的交线有两次与日地连线重合的机会。如果此时月球正好处于朔和望期(新月、满月期),就会发生日食和月食。

有人可能会认为,就像一年有固定的四季,食季是否也有固定的时间?

事实并非如此。由于月球除了受地球引力影响外,还受到太阳引力的影响,虽然较弱,但足以改变月球轨道的方向。月球轨道与黄道的交线和日地连线的重合并不会定时出现在某个时间段内。

两次重合的时间间隔约为346.6天,称为一个食年,比一年(365天)少十来天。食季的出现时间一直在变动。

值得注意的是,食年与朔望月的存在会导致日食和月食有一个循环周期,大约为19个食年。在这个周期内,太阳、地球、月球会重新回到一个相同的位置,日食和月食就会以同样的方式重复出现。

至此,我们已经理解了日食和月食发生的必要条件。日食和月食还分为不同的类型,如日全食、日偏食、日环食、月全食、月偏食和半影月食,它们又是如何产生的呢?

我们来看看月食。月食是指太阳光被地球影子照射到月球表面,然后月表反射光进入我们的眼中,出现一个在短期内面积变化的月球相。月食分为月全食和月偏食两种。

月全食是指月球整体进入地球影子内部。由于月球失去了阳光照射,其自身的面目不会被看到。由于地球大气的存在,部分太阳光会被折射到月球表面,而在光线在大气中传播的过程中,会产生瑞利散射(夕阳晚霞就是这个原因)。波长较短的光波会被改变传播方向,只留下长波光照射到月球表面,而长波主要意味着红光,因此在月全食期间,月球表面会被”染“红。

至于月偏食,理解起来就更容易了。月偏食是指月球整体没有完全进入地球影子,只有部分区域出现了阴影。这种情况可以理解为月球没有和太阳、地球完全排成一线,这就对应了之前所说的排成一线是一种定性讲法,应该称之为大致成一线。

半影月食是指月球没有进入本影区,而处于半影区。此时可以看到整个圆面,只是比平时暗淡一些。

与月食相比,日食稍显复杂一点。日食是月球遮盖住太阳的光芒,而月球的体型原本就比地球小,因此日食表现在地表的范围就比较小(月食是半个地球的人都可以看到)。

考虑到月底距离、日地距离、月球尺寸以及太阳尺寸,这二者在我们的视觉上所占据的面积基本是一样大小,因此当三者连成一线时,就会出现一种叫做日全食的日食现象。日全食现象最能体现日食的表现范围要明显比月食小,如下图所示:

如果日食发生时,月球离开地球的距离较远,本影区域将不会投射到地球表面,形成的是日环食。

由此可见,“天狗食日”和“天狗食月”是古代科学认识的局限性造成的,这仅仅是天体运行的自然结果。虽然它们不像日出日落那样日常可见,但仍然是美丽的自然现象。

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