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2018/01/30
是誰吃了月亮一口—月食是怎樣發生的?

月食可算是比較常見的天象之一。月食發生時,在地球上身處夜半球的人們,都可以看見月亮缺角。在中國古代的傳說中,孝子目連的母親變成了惡狗吃掉了月亮和太陽,人們就會敲擊鍋碗瓢盆、燃放鞭炮以驅逐;而在西方16世紀初,哥倫布航行至南美洲的牙買加,他也曾利用月食解決與當地原住民的糾紛。而往往在發生日食前後半個月內,就可能發生一次月食,有時候月食看起來會像是被吃掉一口、有時看起來像是加了果醬的紅銅色滿月。

月食是怎樣發生的?

月食發生在地球的陰影落在月面上的時候,此時太陽、地球和月球在空間中幾乎排列成一直線,因此在月球進入地球陰影前的月相是滿月,然而並不是每個月的滿月都會發生月食。

月食有哪幾種?

月食的類型和持續時間取決於月球在公轉軌道上與地球陰影的相對位置。月球在太空中的運行軌跡稱為白道,因地球公轉而使吾人所看到太陽在太空中的視行軌跡稱為黃道,黃道面與白道面交角約5°,所以白道和黃道面會有兩個交點,當月球運行到交點,如果此交點與地球和太陽可在立體空間幾乎連成一線,且地球位置在中間,這時月球就會被地球的陰影遮蔽,而出現月食現象。

白道面和黃道面會有降交點和升交點,當月球運行到交點附近,且與地球和太陽在立體空間可幾乎連成一線,即有機會形成月食

白道面與黃道面的交點示意圖

當月球進入地球半影區,就稱為「半影月食」,如果進入本影區,就是「本影月食」。若是整個月面沒入地球的本影區,就是「月全食」,只有部分月面沒入則稱為「月偏食」。

月球運行的路徑為白道,而吾人看太陽在天空中的軌跡為黃道,地球的陰影落在黃道面上。月食發生的種類端看月球運行到與黃道面的交點附近時,與地影的相對的位置去而定

月食現象之太陽、地球與月球的相對位置關係

由於月影盤面約為地影盤面的13分之1弱,所以月球陰影比地球陰影小很多,因此相較於日食發生的時間,月食的持續時間通常長很多,日全食只能持續數分鐘,而月全食多可持續數十分鐘之久。月食發生時,由於月球是由西向東進入地球的陰影中,使得月球的東側會先進入地球的陰影區而開始變暗,因此月食的過程是由東向西發生,「月全食」的過程可依序分為7個不同的階段:

  1. 半影食始:月面與地球的半影區第一次外切,半影食開始,月面稍微變暗。
  2. 初虧:月面與地球本影第一次外切,偏食開始,月面開始出現缺角。
  3. 食既:月面與地球本影第一次內切,全食開始,月面呈現暗紅色。
  4. 食甚:月面中心與地球本影中心最靠近的時候,也就是掩食程度最大的時刻。
  5. 生光:月面與地球本影第二次內切,全食結束,月面缺角逐漸縮小。
  6. 復圓:月面與地球本影第二次外切,偏食結束,月面不再缺角。
  7. 半影食終:月面與地球半影第二次外切,半影食結束。

月全食的過程由東向西,依序分為7個不同的階段

月食現象的階段

為什麼月全食是暗紅色的?

月全食是月球完全進入到地球的本影區,此時月面看起來偏暗紅色。當陽光照射大氣層中的懸浮微粒時,會產生散射現象,波長較短的藍色光會散射,僅僅剩下波長較長的部分紅光通過折射效應,照耀在地球陰影裡的月面上。所以,進入全食階段的月亮又被暱稱為「血月」(blood moon)。不同於日全食的現象僅能在地球上特定地區觀察到,只要天空能見度沒有障礙,月食現象發生時位在地球夜半面的人們是都可以看得見的。

當整個月面沒入地球的本影區,太陽光通過地球大氣層時,藍光被散射後,剩下的紅色光因折射到月球表面,使得月亮看起來是暗紅色的

血月原理圖

隨著科技的進步,現在預測日月食現象已經很準確。可以參閱中央氣象局發行的【天文日曆】或上中央氣象局網站取得相關資訊。

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