7月28日,如果您所在地区在凌晨2点到6点之间能够看见月亮,那么便可以观赏到月全食天文奇观,神奇的月亮会在较短时间内发生颜色变化(由亮白变为暗红色再变回亮白),中国古代称为“蟾蜍食月”或“天狗食月”!观赏时,一定要注意保暖以及安全(人多看起来会更热闹)。同时还可以在最小满月附近看见明亮发红的行星火星。
一切观赏以安全第一以及防寒保暖为重!
观测天象的方式:以肉眼直接观赏即可、可双筒望远镜辅助观赏、可口径10公分(4吋)以上的天文望远镜辅助观赏、可拍照;
观测的天时条件:在城市灯光下,也可以看见,无需跑到很远,当然能够看见月亮就行。
观测时间及位置:7月28日凌晨的2点到6点西南夜空可观(2点半开始,可定好闹钟提前到2点起床观赏月亮,做好准备工作,6点结束);同时也可以看看最小满月附近的火星;
可见的地理位置:我国西南以及西部地区可观赏全程,其余大部分地区可观赏前半段,以月亮升起地平线可见而定;
天象的观赏价值:★★★★★;
月光的影响程度:由于地球本影,月光将从亮变暗(对观赏本身无影响);
阳光的影响程度:太阳光(红)经过地球大气层折射到月面上(地平高度决定影响)。
下一次的月全食:年05月26日
本文将详细解释以下九个问题:
1.什么是月全食?
2.月全食的成因?
3.月全食的发生过程?
4.月全食时月亮为何是红的?
5.我国近年的月全食有哪些?
6.什么地方什么时间观赏月全食?
7.月全食的八个特点。
8.如何观赏月全食?
9.关于月全食的神话。
年10月8日拍摄的月全食照片,图片作者AlfredoGarcia,Jr
月全食概括
年7月28日将发生月全食,沙罗周期第67号①②,这次月食在南美洲、大西洋、欧洲、非洲、亚洲(除极东北部)、印度洋、大洋洲、太平洋西部和东南部、南极洲均可以看到。我国的西部和西南部可见月食全过程,东部可见月亮带食而落。本次月食自北京时间年7月28日01时13分「半影食始」,此时月球移入地球的半影区,月面自东侧开始逐渐变得稍微阴暗;02时18分「半影食既亅,月轮与地球半影内切,此时月亮全部进入地球的半影区;02时24分「初亏」,月面开始进入地球本影区,东侧开始有缺角;03时30分「食既」,此时月面全部进入地球的本影区,经04时22分「食甚」最深入地影,到05时14分「生光」开始渐离地球的本影,03时30分至05时14分是本次月食最精彩的全食阶段,总计1小时43.6分钟。
在全食的阶段中,因被地影遮掩的月面尚被地球大气折射的部分红色阳光所照射,因此全食的月面是呈现暗红色;「生光」之后月面的白色亮缘缺角开始在月面的东南侧出现,至06时19分「复圆」,月面缺角消失,恢复成圆明月状,但因月面尚在半影区内,月面的西稍偏北侧稍成阴暗;06时25分「半影生光亅,月轮再次与地球半影内切,开始逐渐退出地球半影区;07时30分「半影食终」,月球完全脱离地球半影区,月食现象结束。全部过程历时6个小时又17分钟,主要的过程时间如下表。
月食根数
月亮和太阳赤经相冲时候的力学时7月27日20时24分51.9秒
太阳月亮
赤经8h28m22.s20h28m22.s
每时变量+9.s+.s
赤纬+19°0424.11-18°5802.09
每时变量-34.38+.35
赤道地平视差8.59.71
视半径1545.42.81
月食概况月亮在天顶的地点
食象北京时间现象简述切点方位角纬度地理经度
半影食始01:13:06月球开始稍为阴暗86°-19°12+°51
半影食既02:18:09月球与地球半影内切
初亏02:24:09月面开始有缺角89°-19°07+84°39
食既03:29:57月面全食(暗红月面)°-19°02+68°43
食甚04:21:44月球最深入地影之时
生光05:13:32月球开始离开地影67°-18°54+43°39
复圆06:19:20月球全部离开本影,月面恢复°-18°49+27°43
半影生光06:25:19月球与地球半影内切
半影食终07:30:23月食现象结束°-18°44+10°31
本影最大食分=1.
半影最大食分=2.
图片模拟来自紫金山天文台历算组
图片为年7月27日月全食整个过程中月亮进入地球影子的模拟,图片来自occult软件(力学时)
图片为年7月27日月全食整个过程中月亮看到地球位置状况,图片来自occult软件(力学时)
火星伴月
/7/28凌晨发生月全食,也恰逢冲日后的火星与带食的月亮会合,红色的火星与带食的红月将在西南方天空上演火星合(相伴)月天象,火星在月亮以南6.5度,视亮度-2.8等。由于周围没有其他明亮的天体,这幕“红月+火星”清晰度极高,观赏效果非常好,可以将它们一起拍摄下来。
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;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。
年07月28日4时20分也是今年的最小满月,视直径仅28.97角分。今年的最大满月在年1月2日10:24,地心视直径约为33.56角分。
年最大满月和最小满月的比较
什么是月全食?
我们知道地球一年绕太阳一周,而月亮则一个月绕地球一周,所以太阳、月亮、地球三者在天空的位置也就时时刻刻在变化着。当我们看到月亮和太阳在相反的方向的时候,也就是太阳和月亮黄经相差度时,这种相对位置一般称为冲或望。
凡是发亮的物体照着不发亮的黑暗物体,一定在黑暗物体的后面发生影子。我们走到灯光下面,一定有影子,且人越近灯光下面,影子越短。月亮和地球都是不发光的球体,所以太阳光照射时,只能照亮它们的半个球面,背着阳光的半个球面就拖着一个很长的影子。俗语说“形影不离”,月亮的影子每时每刻跟着月亮,地球的影子每时每刻跟着地球。望的时候,地球走到太阳和月亮之间,如果这时太阳、地球、月亮三者恰好或几乎成一直线,这时射向月面上的太阳光被地球挡住,也就是月亮走进地影里,这样就发生了月食。如果月亮进入了地球本影中,那么月全食就发生了。一般月食发生在满月时期,也就是农历十五前后。中国古代称为“蟾蜍食月”或“天狗食月”!有关详情可看后文的相关介绍。
月全食(月亮全部掩食),从字面的意思我们可以以一种方式这样理解,在地球上的观赏者看来夜空中明亮的月亮(表面)完全位于地球本影的影子中。食也为掩星,当一个视觉上较大的天体遮挡住背后一个较小的天体时便会发生掩星事件,如月亮遮掩夜空中的星星(月掩星)。我们可以以一种另类的方式来分析,把地球庞大无比的本影(主要影子)比作为一个大的天体(如比作为月亮),因为天体都是运动的,地球的本影也会随地球太阳等运动扫过月亮,并将月亮完全包含其中。就人类史的时间来说,月亮是不可能不完全包含其中的(随时间推移,月亮可能与地球之间的距离拉远,这不可考虑,因为时间太过遥远)。因为地球的本影锥形非常宽广,又很长,完全可以把全部的月亮包含在本影中。所以,这就是月全食中的食,地球本影掩食月亮。也可以说为月亮全部被地球的本影给“吞食”了。
这里需要注意,月亮在地平线时的表面颜色和月全食发生时表面颜色很接近,几乎看起来都是近红色,但要区分开来,后文我将详细介绍。
这是月亮从地平线升起的颜色变化图,图片作者DanMarker-Moore
这是月全食发生时的颜色变化图,图片来自网络
关于月全食的成因
(需要注意:地球的影子我们是看不见的,因为它的影子在太空)
大多数人都会知道月亮如同太阳一般有着东升西落的习惯,那是因为地球的自转造成的。大家也许都会好奇,经常看见的月亮,隔些时日形状会不一样,那是因为月亮表面的照明变化(月相:如有月牙,满月,表面亮区都是受到太阳光的照射造成的)是由于月亮绕地球公转(月亮围绕地球做椭圆形〈近圆形那种〉运转)造成的(月相变化)。因此,你今天看到的形状(如被太阳光照亮一点的月牙状),然后隔段时间看到的形状又会不一样,会被太阳光照亮多些或少些。都是太阳光以及月亮围绕地球运转造成的。
大家都知道太阳光照射下的不透明物体,都会有各自的黑影子存在。顺着这个思路走,较大的天体也是一样的会有影子存在,地球也不例外。太阳光的照射下,地球也有影子存在,由于地球庞大且近乎圆形,所以我们的地球有个庞大无比的锥形影子(上面尖锐,下面圆粗的形体)!由于地球与太阳都是圆体(太阳非点光源),所以地球的影子有两种,一种为本影(主要的黑暗区域),另一种为半影(不是很明显)。
月亮一直围绕地球做椭圆(近圆)运动,那么,难免有机会(一般时间在农历15满月左右)月亮会进入地球影子(本影加半影)中去。但这个机会不是经常有的,因为太阳光线直射到地球延伸的影子这一平面(也可以说是地球绕太阳公转的平面)与月亮绕地球公转(地月连线)的平面不在同一平面内,它们不平行,两个面之间有夹角。这两个面在天文学中分别是黄道面(日地)和白道面(月地)。地球阴影位于地球公转(围绕太阳)轨道面(黄道面)的延伸平面区域,此延伸平面区域与月球(围绕地球)轨道面(白道面)并不重合,黄白道面交角约5度左右;大多数满月时,月球不在黄道面内,而是或偏北或偏南,不在地球阴影内,因此并不是每个满月时,都发生月食。每年全球至少发生两次月食而已。
在生活中你可以形象的把地球比作一个篮球(或简单的拳头),月亮比作一个乒乓球(或大拇指),地球和月亮在太空中都是运动的。将篮球放在太阳光(或人造灯)下,会出现篮球的影子,这个篮球的影子就可以粗略的比作为地球的本影区,慢慢转动乒乓球,模拟月亮运行的轨道,绕篮球(地球)运动。当乒乓球(月亮)进入篮球(地球)影子中时,这个时候就是我们所说的月全食了。如果,乒乓球(月亮)表面只有部分篮球(地球)的影子(本影),那么,这个就是月偏食阶段。那么,问题来了,为什么乒乓球模拟的月全食,乒乓球表面颜色和月全食时月亮颜色不同啦?乒乓球之所以表面很黑,是因为篮球没有大气层。地球具有大气层,太阳光经过折射后会照到月亮表面。由于波长长的红光几乎会直接穿过地球大气层到达月亮表面,所以月全食发生时月亮表面看起来是暗红色的,这方面具体的成因,可以看后面我写的相关“月全食时月亮的颜色”。
注意:上述比例是不按正确比例缩小的。月亮比地球小,直径约为公里,大约等于地球直径的3/11。月亮的表面面积大约是地球表面积的1/14,比亚洲的面积还稍小一些;它的体积是地球的1/49,换句话说,地球里面可装下49个月亮(按质量来算是81个)。
月全食形成示意动画图,图片来自网络
月全食的发生过程
每一个天象事件都有一个过程,月全食也不例外。
半影食始初亏食既食甚生光复圆半影食终
1.半影食始(地球半影接触月亮瞬间):月全食最开始阶段(本次事件时间为01点13分),是月亮首先进入地球的半影区域内(半影月食开始阶段)。地球半影内的月亮,在地球夜晚一面上的观测者看来月亮表面不是那么的明显,颜色由亮稍微变暗点(在月亮边缘)。所以,这需要的当地天气条件很苛刻,比如能见度很高的那种,当然无雾霾云这些。不过,有望远镜条件的天文爱好者可以借助望远镜以及软件模拟(看看地球的半影照射在了月亮边缘表面的什么位置上)看看这个半影月食,看看月亮是否有颜色的变化。可利用月亮滤镜去除部分月亮的强光观测最佳,比较容易区分颜色或暗亮变化。总之,半影月食有点难观测,主要靠眼力,有兴趣的朋友不防尝试观测。想随意地吊儿郎当地就看见月亮颜色变化(月偏食,暗红色)的同好,就得耐心等到月偏食发生了,也就是月亮进入地球本影区域。
2.初亏(地球本影初次接触月亮瞬间):随时间的推移,月亮慢慢运动,深入地球的半影区域,来到了地球半影与本影的交界处,月亮开始进入地球的本影,月偏食开始(本次事件时间为02点24分左右)。这里,就需要仔细观测月亮边缘了(本次事件根据软件模拟是月亮的左方开始进入地球本影),会看见月亮表面的颜色逐渐开始变暗,暗面积会随时间推移越来越广,这是月亮深入地球本影越来越深的缘故。
3.食既(地球本影完全包含月亮瞬间):月亮继续运动,当月亮运行到完全被地球本影“照射”到时,月全食开始了(本次事件时间为03点29分),精彩部分上演,“血月”来临,此时会看见月亮呈现暗红色或古铜色等(根据大气等条件决定颜色,见后文详述)。
4.食甚(月亮位于地球本影深处):当月亮运行到地球本影最深处时(月亮中心与本影最深中心最近时刻),整个月全食的精彩核心上演了(本次事件时间为04点21分)。受到地球本影最暗处的影响,此刻月亮表面也最为暗淡(深深的暗红色)。
5.生光:和前面类同,只是事件相反。月亮开始“走出”地球的本影(瞬间,事件时间为05点13分),“重见光日”。生光后,又是可以看见月偏食的时候,还有半影偏食。标志着月全食最为精彩部分的结束。
6.复圆:月亮完全“走出”地球的本影,进入半影区域,标志着月全食中偏食的结束,也可以说月全食结束,只是后续还有不易肉眼可见的半影食。本次事件时间为06点19分,进深夜,可观测,也可不观测了。
7.半影食终:月亮完全离开地球的影子中,月全食全程结束。半影食终前,可以挑战观测半影对月亮表面的颜色变化,与前面的食始类同,可作为对比照片拍摄。本次事件时间为07点30分。
为什么月全食时月亮的颜色是红色的?
月全食发生时,月亮表面的颜色看起来是近乎暗红色的。我们前面提到过,乒乓球比作月亮,模拟出其表面却是近乎纯黑色的。那么,为什么啦?因为篮球没有大气层,在月全食发生时,地球有大气层。太阳光传过大气层折射后到达了月亮表面,从而形成暗红色月面。
在生活中,相信大家经常会发现,一根筷子插入水中,筷子在水中看起来(和空气中不一样)是偏折的。这是因为,光线进入不同介质(水)造成的。光线在同一介质中(如空气,太空)是直线传播的(这里不考虑引力影响),但是从一种介质到另一种介质时,就会发生折射现象。
在月全食时,太阳光线首先会从太空中进入地球大气层中,发生一次向内折射,折射后的光线又从大气层中传播到太空中去,又会向内折射,有点像凸透镜那种原理。两次折射的光线向内(向地球本影内)很多,所以基本上一些光线会照到月亮表面上,这和在地平线时看见的“假”太阳位置类似。因为太阳光中红色的光线波长比较长,“穿透力”强,基本不受大气层中(颗粒分子等)散射影响而直接穿过地球大气层照射到月面上,其它波长颜色基本散射了,无法到达月面。我们熟知的蓝天就是容易受分子颗粒散射的短波长蓝色光线造成的。因此,太阳的红色光线就照到了月面上,使得月面呈现暗红色。不过,有时候由于地球大气层影响的复杂条件而使得照射到月面上的颜色有所不同,如深红色、橙色等不同颜色。这个复杂条件,有当时大气层的天气空气条件等,如阴天,雾霾等等,都会影响月全食时月亮表面的颜色。
类似的模拟,动画图片来自网络
什么地方什么时间观赏月全食?
(只要在28日凌晨到早上能看见月亮就行)
只要在28日当天凌晨2点到6点之间的这个时间段内能够看见月亮,就可以看见月全食。月全食精彩部分从2点24分开始(也就是月面全为近乎暗红色),不想等待想直接看精彩部分的从这个时间开始观赏也是可以的。
月全食不同于流星雨彗星等天象具有苛刻的条件,月全食在城市中也是可以看见滴,无需远离城市灯光跑到山区或很远地区观赏,当然条件也不能太恶劣,城市灯光太严重或雾霾严重都会影响月全食精彩部分的观看效果。因为,月全食时月亮表面的亮度会受到这些恶劣条件的影响随之变暗,甚至看不见月全食。当然,一些地区月全食发生时,月亮高度在东方夜空也不算太高。所以,要看到月亮,也得西南方没有遮挡物才行,这一点,大家都毋庸置疑。
无需担心地区不同月全食发生的时间也不同,月全食发生时间不同于日全食要分地区,日全食是地区不同而发生的时间也就不同,月全食就不是了,月全食是统一的时间。所以,在统一的时间内只要您所在地区能够看见月亮就可以看见月全食。这就是我开头说的,在2点到6点之间能够看见月亮就可以看见月全食了。
由于我国地区宽广,所以一些地区在月全食发生的部分过程中,月亮在地平线以下,而看不见月亮,从而也就看不见月全食部分过程了。也可以从另外一个角度来理解,因为月全食发生在农历15满月左右,所以当地太阳在西方落下,同时月亮便会从东边升起,如果升起的时间恰好月食开始,那么便可以观赏了。
本次事件的情况是我国的东部以及东北部可见月食的前半段,这些地区的后半段月亮基本以及落山不可见了。西南以及西部大部分地区可以看见月全食的全程,具体在预测的时间范围内能够看见月亮就行。
(需要注意,月全食包括了月偏食和半影月食以及月全食精彩部分)
月全食可见区域示意图,图片来自见水印
图片为年7月27日月全食整个过程中月亮看到地球位置状况,图片来自occult软件)(力学时)
本次月全食有几个特点
第一,本次月全食的全食(全“红月”)阶段持续时间长,长达近2个小时(3点到5点),让一些没有太多时间的忙碌族有机会可以观赏到(可以坐下来慢慢和家里人欣赏“红月”),可以定好在精彩时段的闹钟,起来看一会,拍拍照,然后选择继续睡觉。
第二,本次月全食发生在夏季,所以我国夜晚很多地方都不算太冷,尤其是南方地区,但还是要注意防寒保暖以及安全第一。
第三,本次月全食发生在全年“最小满月”时期,而且当日又有火星伴月景观可见。不仅如此,火星冲日现象的日期也在此番事件附近,因此可以在月全食月亮附近看见明亮的红色行星火星。
第四,本次月全食我国西南大部分地区都可以看见全过程,只是东部地区不能看见后半段过程而已。(只要月全食发生时能看见月亮就可以看见月全食)
第五,本次月全食发生的日子应该恰好很多高校放暑假了,所以大家可以利用暑假在家陪同家里人一起欣赏月全食,也可以顺便科普下,唯一不好的就是发生在深夜,可自行着量。
第六,本次月全食发生时,也恰好在月亮过远地点时刻附近(27日过远地点)。所以,月亮比平时看起来要稍微小点,可能肉眼是看不出来的,只有照相对比以往拍摄的月亮了。
第七,本次月全食的全食持续时间长达约1小时43分钟(为21世纪持续时间最长的月全食),只是该次事件我国仅仅西南地区可观全程,且发生在下半夜(凌晨)。
第八,月全食这一天象,可以很轻松的直接以肉眼观赏即可。无需借助其它望远镜等设备,当然,使用望远镜也可以观赏,只是效果不一样而已。
如何观赏月全食?
什么是月全食?在前面已经为大家讲解过了。我们知道,平时看见的满月都是近乎白色的(月球升起到一定高度的时候)。在月全食发生时就不一样了,月球表面的颜色会由近白色变为暗红色(俗称“红月”),然后又变回了白色。这是因为地球本影和太阳光经地球大气层折射到月球的缘故,详细的可以参见本文相关内容。那么我们该如何观赏月全食呢?需要望远镜么?
在发生月全食时,月球表面亮度和颜色的变化,仅凭肉眼就可以轻松自然地观赏到(也可以说月全食在几乎所以天文奇观中最容易看见的),因此无需借助望远镜。当然,若能借助望远镜进行观赏,效果肯定大不相同。如果您是住在城市中,也没必要跑到很远的地区观赏,只要选择一处西南面无高大遮挡物,能够看见月球的空地就行,当然灯光不能太过于强烈。
因为本次月全食精彩部分(也就是全是“红月”部分)长达近2个小时,所以从3点29分(“红月”开启)观赏的朋友,可以选择一把座椅坐下慢慢观赏,期间的大把时间,也可以上网查查月全食的成因这些科普内容知识。当然,也可以根据自己的情况而定来打发时间。除看月全食外,还要看月偏食始终的朋友,那么你的打发时间就更长了。我觉得对于普通大众来说,顺其自然的看一下夜空中的“红月”几分钟就可以了。当晚月全食发生时,没有很多时间看的朋友,就可以抽取几分钟的时间在3点29分到5点13分之间看下夜空中的“红月”(当然,要能看见月亮才行)。
最后,选择观赏的地点一定要确保人身安全,也务必做好保暖防寒的工作。
如何“打发”月全食的时间
我们知道月全食的持续时间很长,全食(全红)阶段持续近2个小时左右(3点-5点),如果加上偏食阶段就更加长久了(2点-6点)。那么,如此长时间的月全食天文奇观,我们该如何观测如何才能“打发”这些时间啦?
第一,我们可以选择聊聊科普,查询下关于月全食的知识也是很有必要的。
第二,摄影拍照,这是一个技术,对于新手,可以慢慢的摸索怎么样才能拍摄好月全食。可另参见《怎样拍摄月全食?》: