「火星大衝」與地球運動

7月27日晚，2018年度的重磅天象——「火星衝日」完美上演，這是15年一遇的「大衝」。

 「火星衝日」是什麼意思呢？「火星大衝」又是什麼意思呢？這些天文現象是怎樣產生的呢？ 

回答這些問題之前，我們先來介紹一下太陽系八大行星繞日公轉運動。 

八大行星繞日公轉具有「同向性」，「共面性」和「近圓性」（如下圖，圖中箭頭表示公轉方向）。 

八大行星公轉示意圖

太陽和行星都以各自的特定周期在一定的軌道上運行著。同時，由於它們的周期和角速度各不相同，在太陽和每個行星之間，都存在著相對運動。這樣的相對運動，叫做各行星相對於太陽的會合運動。這種運動以地球繞日公轉周期為條件，所以，行星的會合運動是地球公轉的後果之一。 

行星會合運動示意圖

 當地內（地球軌道內側）行星，即水星（或金星）與地球、太陽成一直線（或接近一直線），且水星（或金星）位於中間位置時（圖①），稱為「下合」。

當地內行星，即水星（或金星）與地球、太陽成一直線（或接近一直線），但太陽位於中間位置時（圖②），稱為「上合」。

當地外（地球軌道外側）行星，即火星（或木星、或土星、或天王星、或海王星）與地球太陽成一直線（或接近一直線），且太陽位於中間位置時（圖③），稱為「合」。

當地外（地球軌道外側）行星，即火星（或木星、或土星、或天王星、或海王星）與地球太陽成一直線（或接近一直線），但地球位於中間位置時（圖④），稱為「衝」。 

所謂的「火星衝日」，即太陽、地球、火星成一直線（或接近一直線），地球處於中間位置，太陽和火星分別位於地球兩側（如下圖）。所謂「火星大衝」，即火星離地球最近的時候出現「火星衝日」。這些都是地球、火星繞日公轉運動的結果。

火星衝日示意圖 

當出現「火星衝日」，特別是「火星大衝」的時候，火星就顯得又大又亮。

另外，與其他行星反射「白光」不同，火星表面因覆蓋大量氧化鐵而呈現紅色。這顆紅色行星平時「難得一見」，在「衝日」前後，特別是「大衝」前後，才會迎來絕佳觀賞時機。