月食形成的原因(月食是如何发生的？)

亿万年来，月球一直与地球紧密相连。当它不停地围绕地球旋转时，这颗活泼的卫星偶尔会准确地移动到地球的阴影中，并发出奇怪的红光。这就是我们常说的月食。

图示:这种合成图现在已经成为拍摄月食等天文现象的常用手段。欣赏更多月球照片。

人类对天文学的兴趣可以追溯到石器时代。古希腊、古代中国和古巴比伦的人们都深深着迷于他们头顶的天空空。我们有机会通过记录月食的古代文献，一窥古代文明对各种天文现象的描述和理解。比如《元史》(元朝史书)中详细记载了1277年5月19日发生了一次月食，持续了两个多小时【来源:大英百科全书】。中国天文学家利用他们的知识极其准确地预测了月食的发生。此外，这些月食记录还可以帮助我们准确地确定一些重大历史事件的时间、地点和经过。

早在公元前500年，古人就已经正确掌握了各种月相和月蚀的原理。他们留下了许多关于日食和月食的记录，尤其是当它们与重大历史事件相对应时。在古人眼中，日食、月食都是不祥之兆，任何一种出现都会被视为可怕的现象。

有时候，日食的出现甚至会影响历史进程。比如伯罗奔尼撒战争期间，一次月蚀让叙拉古军队成功击败雅典人。这次日食让雅典的士兵和水手陷入了巨大的恐惧和焦虑，最终导致他们推迟了从锡拉丘兹撤退的计划。

人类观测和研究日食距今已有3000多年。今天，我们应该继续这个传统，继续研究日食。

什么是日食？

那么什么是日蚀呢？其实月食很简单也很有趣。简单来说，当月球移动到地球的阴影处时，地球刚好挡住了一部分或全部照射到月球表面的太阳光，月食就发生了。

地球背向太阳的方向会出现两个圆锥形的影子。其中一个叫做本影。这部分没有阳光直射，相当暗。外面的部分叫做半影，这里部分暴露在阳光直射下。本影被半影包围。这两个圆锥形阴影是从地球向阳面的后方投射出来的。因此，月食只发生在满月期间。当月亮和太阳在地球的两边。同样，日食也只会发生在新月期间(此时月亮位于地球和太阳之间)。

值得注意的是，不是每个满月都会有月食，原因有二。第一个原因与地球、月球和太阳的轨道平面平均差有关。太阳和地球之间的运行状态在它们之间形成了一个黄道平面。但月球绕地球运行的轨道平面与这个黄道平面并不重合，两者之间存在5度左右的倾角。月亮恰好与黄道平面相交的那些点叫做“交点”，只有月亮在交点附近，月食才有可能发生。

月食发生与否也取决于月亮在交点时是否满月。所以，第二个原因:月球绕地球运行时，两个新月之间完成一个完整周期所需的时间，没有回到黄道面所需的时间长。有三个“月亮”会影响月相和月食的形成。第一个月称为“交点月”，持续27.2天，是指月球绕地球一周，连续两次通过黄道与黄道的同一交点所需的时间。

第二个月称为“新月”，持续29.5天。它是月亮相对太阳绕地球一周的平均时间，也是连续两次新月的平均时间。因为地球公转，月球追上太阳回到原来位置需要更长的时间。第三个叫“近地点月球”，是指月球连续绕地球运行两圈，经过近地点(远地点)的时间间隔。近月将对日食的出现和持续时间产生影响。

这三个“月”一起构成了所谓的“沙罗循环”。古人很久以前就发现了“沙罗周期”，并用它来预测日食的时间、地点和状态。每个“萨罗周期”持续6585天。

日食也分为三种。“半影月食”不容易观察到，只有当月球移动到地球的“半影”时才会出现。当月球部分进入地球的本影时，就会出现“月偏食”。当月亮进入本影时，就形成了“月全食”。

月亮被本影完全遮住的时间称为月全食。当你听到人们提到日全食时，他们指的是整个过程的中间部分。月全食不包括月亮穿过半影的时间，也不包括月偏食时月亮在本影两端的时间。日全食通常持续20到100分钟。

月食的分类

当地球的阴影覆盖它的卫星时，会有许多相互作用。月食发生时，月亮的颜色和亮度会随着地球大气条件的不同而变化。

阳光无法通过地球到达地球的本影。但地球大气中的成分(如火山灰、尘埃和水蒸气)会折射太阳光，从而照亮月球。折射光在光谱中通常处于红光位置，所以月食时月亮往往是深棕色到橙色。要了解更多光学原理，请参考《光的原理》。

法国天文学家安德烈·丹戎(Andr Danjon)开发了“单荣标度”(也叫邓香月日食亮度表)来评估月亮的亮度。

L=0:(这种亮度的日食通常很暗，在空中几乎无法辨认。此时，厚厚的地球大气层中充满了各种各样的粒子。)

L=1:(这次月食也是暗的，但是月亮容易呈现深棕色或者深灰色。识别月亮并不容易。)

L=2:(此时，月亮会呈现出暗红色或铁锈色的阴影。这个本影的中心很暗，但是边缘会比较亮。)

L=3:(这个亮度级别的日食通常被描述为砖红色，在本影边缘有一些淡黄色。)

L=4:(这个级别的月食是明亮的铜红色或橙色。这个阴影的边缘非常明亮和蓝色。这次月食需要一个非常清晰的氛围。)

日食很少发生。平均下来，一年最多只有三次月食(然而，一年三次月食是极其罕见的)。大约有三分之一的时间，会有一次微弱的半影月食。还有三分之一的时间，会出现月偏食，相对值得观察。剩下的就是让无数天文爱好者和摄影师为之疯狂的月全食。

图示:(2004年10月27日发生月食，由于地球大气透明度极好，所以特别明亮。)

插图:罗杰·RESS·迈耶/科学事实/盖蒂图片社

你可以在任何地方(包括整个晚上的不同时间)观看晚上的月食。在一些特殊的区域，日食看起来几乎是一样的。日食的持续时间与日食的类型和月球在地球阴影中的位置有关。最长的一次月食可以从头到尾持续几个小时。)

你准备好拿出一把躺椅，找一个完美的夜晚来感受下一次月食的壮观了吗？令人难忘的日食不会每天都发生，但通过下面的链接，你可以很容易地找到下一次日食将在你所在的地区出现的时间。)