月全食
月全食 （天文學術語）
月全食（total lunar eclipse），天文學術語，是月食的一種，當月亮、地球、太陽完全在一條直線上的時候，地球在中間，整個月亮全部走進地球的影子裡，月亮表面變成暗紅色，形成月全食。
例如，2014年10月8日，天空上演「月全食」，月亮並沒有消失，而是變成神秘漂亮的「紅月亮」。月全食在8日晚17點14分開始，從初虧到復圓歷時約3小時20分鐘。 2015年4月4日晚天空呈現月全食。初虧時刻為4日18時15分；食既時刻為19時54分；食甚時刻為20時0分；生光時刻為20時6分；復圓時刻為21時45分。其中，最精彩的全食階段持續了12分鐘，這也是134年來，持續時間最短的一次月全食。[1] 月全食將發生於北京時間2018年7月28日凌晨3點30分到5點14分。 [2]
- 中文名 :月全食
- 外文名 :total lunar eclipse
- 種 類 :月食的一種形成原因月亮、地球、太陽在一條直線上
- 現 象 :月亮表面變成暗紅色
- 發生時間 :農曆十五左右
- 過 程 :初虧、食既、食甚、生光、復圓
- 觀測方法 :肉眼或者天文望遠鏡
目錄
成因
在農曆十五、十六，月亮運行到和太陽相對的方向。這時如果地球和月亮的中心大致在同一條直線上，月亮就會進入地球的本影，而產生月全食。月食時，對地球來說，太陽和月球的方向相差180°，由於太陽和月球在天空的軌道，分別稱為黃道和白道，並不在同一個平面上，而是約有5°的交角，因此只有太陽和月球分別位於黃道和白道的兩個交點附近，有機會形成一條直線，產生月全食。 [3]
歷史傳說
哥倫布與月食
傳說，16世紀初，哥倫布航海到了南美洲的牙買加，與當地的土著人發生了衝突。哥倫布和他的水手被困在一個牆角，斷糧斷水，情況十分危急。懂點天文知識的哥倫布知道這天晚上要發生月全食，就向土著人大喊，「再不拿食物來，就不給你們月光！」到了晚上，哥倫布的話應驗了，果然沒有了月光。土著人見狀誠惶誠恐，趕快和哥倫布化干戈為玉帛。公元前2283年美索不達米亞的月食記錄是世界最早的月食記錄，其次是中國公元前1136年的月食記錄。月食現象一直推動着人類認識的發展。早在1881年前，中國漢代天文學家張衡就弄清了月食原理。 [4]
亞里士多德與月食
公元前4世紀，亞里土多德從月食時看到的地球影子是圓的，而推斷地球是球形的。公元前3世紀的古希臘天文學家阿利斯塔克(Aristarchus)和公元前2世紀的伊巴谷(Hipparchus)都提出通過月食測定太陽一地球一月球系統的相對大小。伊巴谷還提出在相距遙遠的兩個地方同時觀測月食，來測量地理經度。2世紀，托勒密利用古代月食記錄來研究月球運動，這種方法一直延用到今天。在火箭和人造地球衛星出現之前，科學家一直通過觀測月食來探索地球的大氣結構。最早的月食記錄是前2283年美索不達米亞的記錄。
天狗食月
古代中國與非洲民間認為月食是「天狗吞月」，必須敲鑼打鼓才能趕走天狗。在漢朝時，張衡就已經發現了月食的部分原理，他認為是地球走到月亮的前面把太陽的光擋住了，「當日之沖，光常不合者，蔽於地也，是謂暗虛，在星則星微，遇月則月食。」前4世紀的亞里士多德根據月食看到地球影子的圓形而推斷出地球是圓的。前3世紀古希臘的天文學家阿里斯塔克（Aristarchus）、前2世紀的喜帕恰斯（Hipparchus）都提出過通過月食來測定太陽、地球、月亮的大小。傳說有一位名叫「目連」的公子。生性好佛，為人善良。十分孝順母親，但是，目連之母，身為娘娘，生性暴戾，為人好惡。有一次，目連之母突然心血來潮，想出了一個惡主意：和尚念佛吃素。要作弄他們一下，開葷吃狗肉。她吩咐做了三百六十隻狗肉饅頭，說是素饅頭，要到寺院去施齋。目連知道了這事，勸說母親不聽，忙叫人去通知了寺院方丈。方丈就準備了三百六十隻素饅頭。藏在每個和尚的袈裟袖子裡。目連之母來施齋，發給每個和尚一個狗肉饅頭。和尚在飯前念佛時，用袖子裡的素饅頭將狗肉饅頭調換了一下，然後吃了下去。目連之母見和尚們個個吃了她的饅頭，「嘿嘿」拍手大笑說：「今日和尚開葷啦！和尚吃狗肉饅頭啦！」方丈雙手合十，連聲念道：「阿彌陀佛，罪過，罪過！」事後，將三百六十隻狗肉饅頭，在寺院後面用土埋了。這事被天上玉帝知道後，十分震怒。將目連之母打下十八層地獄，變成一隻惡狗，永世不得超生。目連是個孝子，得知母親打入地獄。他日夜修煉，終於成了地藏菩薩。為救母親，他用錫杖打開地獄門。目連之母和全部惡鬼都逃出地獄，投生凡間作亂。玉帝大怒，令目連下凡投身為黃巢。後來「黃巢殺人八百萬」，傳說就是來收這批從地獄逃出來的惡鬼。目連之母變成的惡狗，逃出地獄後，因十分痛恨玉帝，就竄到天庭去找玉帝算帳。她在天上找不到玉帝，就去追趕太陽和月亮，想將它們吞吃了，讓天上人間變成一片黑暗世界。這隻惡狗沒日沒夜地追呀追！她追到月亮，就將月亮一口吞下去；追到太陽，也將太陽一口吞下去。不過目連之母變成的惡狗，最怕鑼鼓、燃放爆竹，嚇得惡狗吞下的太陽、月亮，又只好吐了出來。太陽、月亮獲救後，又日月齊輝，重新運行。惡狗不甘心又追趕上去，這樣一次又一次就形成了天上的日蝕和月蝕。民間就叫「天狗吃太陽」，「天狗吃月亮」。每逢日蝕、月蝕時，不少城鄉百姓還流傳着敲鑼擊鼓、燃放爆竹來趕跑天狗的習俗。
拍攝葫蘆串
觀看月全食，最好能使用小型天文望遠鏡。愛好天文攝影的公眾，提前準備好相機迎接月全食。拍攝時最好使用焦距長一點的鏡頭，用三腳架固定相機，通過快門線，適當加大曝光時間。如能選取一些有特色的背景物，比如高塔、古建築等，將更有觀賞價值。拍攝「月食葫蘆串」，需選用能連續在同一幅畫面中多次曝光的相機和廣角鏡頭，並準備好三腳架來固定相機，事先計算好多長時間（通常15分鐘—20分鐘）拍一次，就可以拍到了。
月食記錄
2010年
12月21日，精彩絕倫的月全食現身冬日天宇，很多人都想目睹此次「天狗吞月」的盛況。天文專家表示，遺憾的是，中國公眾很難拍到記錄月食完整發生過程的「糖葫蘆串」像。
21日發生的這次月全食，北京時間12月21日13時28分，月球就將進入半影；14時32分初虧，月食正式開始，但此時對於中國全境來說月球還在地平線以下，無法觀測。16時17分食甚，即月球進入地球本影最深處時，中國有少數部分地區可以觀測。部分地區可以看到一輪暗紅色的月亮從東方升起。到16時54分生光，即月球開始離開地球本影，此時東北、華北北部和山東半島月亮已經升起，以上地區的公眾可以找個東北方向無遮擋的地方欣賞月偏食。此時可以連續拍攝到月亮逐漸從地球的本影當中掙脫出來的照片。18時02分復圓，月亮完全離開地球本影，全食宣告結束。本次全食最大食分1.261。本次月全食，對於中國的觀測者來說很難觀測到整個過程，月食發生時正值中國白天，公眾只能等到日落之後欣賞月偏食了。
2011年
中國可見的月全食發生，分別在6月16日和12月10日，其中12月10日那次中國可以看到全食的全過程。 [5]
6月16日，對於全球來說，亞洲、大洋洲、歐洲、非洲的大部分地區以及南極洲都能觀測到6月16日的這次月全食。其中能全程可見的區域主要集中在亞洲西部和非洲東部，中國東部廣大地區可以觀測到帶食月落。通常，公眾用食分來表示月食發生過程中，月球進入地球本影的深度。準確地說，就是地球本影角半徑Re與月面角半徑Rm之和減去地影和月面中心的角距離l, 再與月面角直徑2Rm之比。一次月食過程中，食分最大的時刻就是食甚。首先，月全食發生時，食分一定會大於等於1。而且根據日、地、月三者的大小和彼此間距離，公眾可以計算出月全食理論上的最大食分在1.85左右。本次月全食最大食分為1.705，比較接近理論的極值，是近幾年食分最大的一次月全食。食分較大，全食持續的時間也會比較長。6月16日的這次月全食，食既為3時22分，生光為5時03分，全食將持續1小時41分。雖然時間充足，但實際的觀測還將是非常緊張的。以北京地區為例，當天日出大約在4時50分，因此不到生光月球就會落下。況且在日出前的一個多小時內，大氣散射的日光就會增亮背景天光。而食甚時（北京時間4時13分）月球的地平高度只有5°多了，因此原本就很暗弱的紅月亮將會更加不明顯。在北京，食既時刻的月球地平高度還有將近13°，雖然已過天文晨光始半個小時，但天還不會太亮。因此，對於想拍攝月全食的朋友來說，大家還是要做好充分準備，爭分奪秒進行觀測。
良好的天氣情況是成功觀測月全食的前提條件，當然除了關注天氣預報以外，我們還要選擇合適的觀測地點。對於中國東部地區來說，本次帶食月落的觀測最好在一個西南方向儘量少遮擋的地點進行。雖然月球地平高度較低對觀測有不利的影響，但同時也為大家拍攝帶地景的月全食照片提供了寶貴機會。因此選擇合適的地點進行觀測就顯得尤為重要了，名勝古蹟，標誌性建築物，都是很好的素材。如果你想拍攝近處人物與月全食的合影的話，可以適當使用閃光燈補光。6月16日凌晨2時23分，4點前後，天氣晴朗，中國西部、西南部分地區可見全過程。
英國夏令時6月15日下午6時24分左右(北京時間16日凌晨2時24分)，自2000年以來歷時最長的月全食將發生，全球多個地區如半個非洲、中東地區、包括中國在內的亞洲中部等地區以及澳大利亞西部的人們均可以觀察到這次月全食。月球進入地球本影全食開始，直至月球落入地平線以下全食仍未結束，將出現帶食而落的景象。中國可觀賞這次月全食的時間是：初虧凌晨2時23分；食既3時22分；食甚4時13分，最大食分1.705；生光5時03分；復圓6時03分。6月16日的月食是2000年以來時間最長的月全食。月球反射的太陽光線通過地球大氣層的折射，可能使地球上的人觀察月亮時，能看見紅色、棕色和「黑色」的月球。月球反射的太陽光線進入地球大氣層時反向散射藍光，能使其在地球上觀測時呈現紅色。紅月持續100分鐘左右。由於英國當天的日落要到晚9時19分左右才結束，英國天文愛好者也看不見月食的初期階段。2011年6月16日在伊斯蘭堡拍攝到的月食景象。歐洲局部地區、非洲、亞洲中部和澳洲的天文愛好者能觀看到這次月全食。
12月10日從食既到生光，全食時間有51分鐘這次月全食是繼2001年1月10日後，中國觀測條件最好的一次月全食。主要基於兩個方面：一是中國幾乎全境可以觀測到此次月全食，這也是本次月全食最大的特點；二是月全食發生時間適合中國公眾觀測，可以欣賞到整個月全食發生的過程。一次月全食有初虧、食既、生光、復圓等幾個重要時間點。本次月全食的初虧為北京時間12月10日20時45分，食既為10日22時06分，生光時刻為10日22時57分，復圓則發生在11日0時17分。其中，食既到生光為全食階段，這意味着，對於觀測者而言最精彩的全食時間有51分鐘。 中國天文學會理事、南開大學教授蘇宜介紹說，本次月食發生的時間，對中國大部分地區來說都非常利於觀測，不僅持續時間較長，而且當天恰逢周六，又是發生在上半夜，再加上冬季晴天率高、大氣透明度好。如果當地天氣好，可以清晰地看到月食的全過程 [6] 。
2014年
中科院紫金山天文台預測，北京時間2014年10月8日下午5時14.4分將上演月全食，全食過程持續1個小時。
預測北京時間10月8日下午5時14.4分，月亮將進入初虧(月球剛進地球影子)；晚上6時24.6分為食既(月球剛剛全部進影子)；晚上6時54.6分為食甚(月球進影子深處)；晚上7時24.5分是生光(月球剛出地球影子)；晚上8時34.7分是復原(月球剛剛全部出地球影子)。整個全食持續時間即月球完全進入地球本影持續時間是從食既到生光總共為一個小時。[7]
2018年
2018年1月31日，今晚天空將上演月全食，如果天氣晴朗，就能領略「紅月亮」的景象。
本次月全食的半影月食階段開始於北京時間18時51分，此時月面亮度變化不大，所以公眾觀測可從19時48分初虧開始，會慢慢看到月球缺掉一角；到20時52分月球被完全「吃掉」；從20時52分至22時08分，夜空中月亮會變為古銅色，就是常說的「紅月亮」；從22時08分後，月亮慢慢復圓；23時11分左右，觀測結束。 [8]
過程
月全食的過程分為初虧、食既、食甚、生光、復圓五個階段。
初虧：月球剛接觸地球本影，標誌月食開始。
食既：月球的西邊緣與地球本影的西邊緣內切，月球剛好全部進入地球本影內。
食甚：月球的中心與地球本影的中心最近。
生光：月球東邊緣與地球本影東邊緣相內切，這時全食階段結束。
復圓：月球的西邊緣與地球本影東邊緣相外切，這時月食全過程結束。
月球被食的程度叫「食分」，它等於食甚時月輪邊緣深入地球本影最遠距離與月球視經之比。
觀測
方法
月全食的觀測方法：使用雙筒望遠鏡或者天文望遠鏡，7倍以上就可以清晰地觀看到。可以站到高處看，這樣視野會很好。也可用肉眼直接觀察，不需要什麼特別的設備，就可以作以下兩項月全食觀察
記錄
觀察前準備一些觀察用紙，紙上畫有大圓，圓上按逆時針方向標出0°至360°，0°的位置表示月面的正北點。在月全食發生的過程中，每隔4分鐘畫一幅月食素描。這樣做的結果即可得到一 套月全食全過程的食相圖。
亮度顏色
月食時月面的亮度和顏色可區分為以下5級：0級，非常暗淡，幾乎看不見；1級，稍亮，呈黑黃色，
細節難以區分；2級，微亮，呈黑紅色或棕黃色，中心有些暗斑，外側相當明亮；3級，呈磚紅色，能看見月面細節，但很模糊；4級，呈銅紅色，非常明亮，外側很亮，略有藍色，可看到大的細節。觀察月全食時，要對月面的亮度和顏色的級別作出判斷，並記錄下來。同時也要記錄當時的天氣情況。
影響
月全食對於靠太陽照射太陽能帆板供電的人造天體有一定的影響。2007年10月24日升空的中國繞月衛星「嫦娥一號」就在2008年2月底面臨首次月全食的考驗，迎接暫時的「能源」危機和 低溫考驗。當月全食發生時，整個月球以及繞月衛星都會「鑽」進地球的巨大身影中，估計有3~4個小時照不到陽光。由於「嫦娥一號」主要靠太陽照射太陽能帆板供電，儘管衛星上裝有蓄電池，但蓄電池只能保障短時間供電。在這段時間裡，衛星上的個別科學設備將暫時關機，讓身在太空的「嫦娥」儘可能「節衣縮食」，確保挺過難關。月食過後，再進行開機控制。整體而言，月食對「嫦娥一號」衛星工作沒有太大的影響。
連環四月食
「連環四月食」也就是2年內連續有4個月會出現「月全食」，而月球看起來呈現暗紅色；罕見的「連環四月食」，500年只出現過三次，第四次就在2014年的4月和10月，以及2015年4月和9月出現。 [9]
由於月球進入沒有太陽光直射的本影時，因為大氣層將紫藍綠黃色的光都吸收掉了，只剩下紅色光可以穿透，折射到月球表面，才會形成暗紅色的月亮，又稱為血月，也就是「月全食」。
根據NASA預估，第五次的連環四月食會在2032年和2033年出現。難得一見的連環四月食，引起國際熱烈討論，錯過這一次，就要再等18年。 [10]
月食分類
月食可分為月偏食、月全食及半影月食三種。當月球只有部分進入地球的本影時，就會出現月偏食；而當整個月球進入地球的本影之時，就會出現月全食。至於半影月食，是指月球只掠過地球的半影區，造成月面亮度極輕微的減弱，很難用肉眼看出差別。 [11]
沒有月環食。由於地球的本影比月球大得多，這也意味着在發生月全食時，月球會完全進入地球的本影區內，所以不會出現月環食這種現象。
月食必定發生在「望」(即農曆十五前後)。當月球進入地球的半影時，應該是半影食，但由於它的亮度減弱得很少，不易察覺，故不稱為月食，有觀點認為，月食只有月全食和月偏食兩種。
光度分級
Danjon月全食光度分級
L=0 深黑色 (食甚時，月球幾乎肉眼看不見)
L=1 黑帶有灰或者棕色 (分辨細節有困難)
L=2 深紅或銹紅色 (本影中心深黑色但外圍較光亮)
L=3 磚紅色 (本影邊緣光亮或帶黃色)
L=4 明亮橙紅色 (明亮本影，邊緣帶藍色)
Fischer月全食光度分級
2 肉眼可見月海及主要環形山，其它細節須用小形雙筒望遠鏡(口徑4 cm 以下)才可看見 。
1 須要口徑5cm 至15cm 的望遠鏡才可見細節
0 須要15cm 以上口徑望遠鏡才可見細節
這兩項數據很重要，在做月全食正式觀測時需要將這兩項參數寫到報告裡。
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