儿子喜欢月亮,每到晴朗傍晚,总会趴在朝南的窗台前,看着天空,唤着“亮亮”,但并不是每晚都能如愿看到那一轮明月。为了能准确找到月亮,给孩子解释它的阴晴变化,我仔细研究了月相的盈亏以及它的位置变化,并记录如下。
儿子口中的“亮亮”
月有阴晴圆缺,此事古难全根据近现代天文观测的结果,月球不是亚里士多德认为的半透明光滑球体,也不是中国神话中的桂树蟾宫。根据被广泛认为的碰撞假说,月球起源于35亿年,巨行星忒伊亚和地球的惊天碰撞。它本身并不发光,其光亮,都来自对太阳光线的发射。
由于月亮绕地球公转,自西向东运行一周需要27.3217天。在这样的运动中,月亮、地球、太阳相对位置的变化,造成了月相的变化,最主要的有新月、上弦月、满月、下弦月。
月相变化图
除此以外,月亮还有很多中间状态,譬如“今夜有新月如钩”,“今宵酒醒何处?杨柳岸,晓风残月”。千百年来,月亮就这样循环反复,俯瞰人世间万事万物。
青天有月来几时?我今停杯一问之。在没有掌握月亮运行规律之前,总觉得月亮的行踪神出鬼没。只要仔细分析了地球的自转和月球绕行地球的规律,那么就能很轻易知道,某时某刻月亮在天空中的具体位置。
由于地球对月亮的潮汐锁定,使得月亮总是只有一面朝着地球。换句话说,月亮的自转速度等于它的公转速度,上文提过,自西向东公转一周,为一恒星月。
而站在地球上的我们,随着地球的自转,自西向东运动一周的时间也一恒星日,即23小时56分4秒。
地月系
这样来看,月亮绕地球的角速度要远小于我们自转的角速度,换句话说,月亮每天从地平线上升起的时间会越来越晚,这就造成了在一个恒星月内,月亮的位置,在每天的同一个时刻都是不同的。
有一个大致的计算方法,每个月的农历十五,傍晚18点,满月从东方升起。往后每一天,会比前一天晚升起50分钟左右,依次类推,我们就能计算出一个月中每天月亮的具体位置。
纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行下面使用软件,来看看从2020年正月(2020.1.24)开始,上海上空,月相及月亮位置的变化。
此刻,月亮为新月,与太阳一起,从东南方向升起,肉眼是无法看到的。在下图中,只能隐隐看到一个黑影。
初升的新月
正午,上弦月,刚从东方升起。
初升的上弦月
月亮升到正南星空
正南星空的上弦月
正月十五,一轮满月在晚上18点 从东方升起。
初升的满月
下弦月,月亮在子夜时分从东方升起。
初升的下弦月
此时,月亮虽然位于东方地平线,但由于阳光无法照射到月亮正对地球的一面,所以我们是看不到月亮的。
月相开始新一轮的循环
自此,孩子每次问我月亮的位置,我总能信心满满地回答,宝贝,你看东方,“亮亮”很快就升起来。
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