7.17
月食
- Lunar eclipse -
在剛剛過去的7月3日，一場日全食讓南美洲的天文愛好者們大飽眼福，我國也有許多愛好者花費重金，千裡迢迢飛往智利，和當地人一起欣賞這場難得的天文盛宴。
我國天文愛好者劉君達拍攝的智利日全食照片與太陽閃光光譜照片（圖片來源：劉君達）
很可惜，我們大多數人都沒有能力前往上萬公裡之外一飽眼福，只能在照片和視頻裡感受日全食的壯麗。不過，我們不必過於惋惜，因為——日食之後，月食又要來啦！
7月17日，今年第二次，也是最後一次月食將發生在北京時間凌晨2時44分至清晨8時18分，我國大部分地區都可以觀賞到帶食月落，但無法觀測到月食全程。不過對於天文愛好者來說，這已經足夠他們興致勃勃地去觀賞和拍攝了。接下來，讓我們看看月食到底是怎麼一回事。
月全食食甚時刻的月亮，整體呈現暗紅色，由於相機的長時間曝光顯得明亮了一些。實際上肉眼看上去，此時的月亮是相當暗弱的。
01
2019年7月17日凌晨月偏食的完整模擬圖，我們實際上只能看到前半段過程。
我們之前介紹過，日食是月亮遮擋住太陽形成的，只會發生在農曆初一（朔）這天。日食發生時，月亮的影子投射到地球上，形成一塊陰影區，其中的人們便可以觀賞到日全食。
還記得這張圖嗎？圖中的陰影是日全食時月亮投射到地球上的影子，現在我們可以發現，陰影的邊緣有一大塊比較淺是區域，這其實是月球的「半影」。在半影區，月球只是部分遮擋住了太陽，人們可以看到日偏食卻無法看到全食。
而在滿月（望）這一天，地球也可能遮擋住太陽，導致月球上發生「日食」。只不過，地球比月球大得多，所以地球投向月球的影子很大，遠遠大於月球在日食時投向地球的影子，以至於可以覆蓋半個月球！於是，在地球上的我們會看到，地球的影子慢慢蠶食掉了明亮的月面，月面亮度逐漸降低，最終完全陷入地球的陰影之中，這就是「月全食」。而假使月球並沒有完全進入地球的影子，月球表面就仍然會有一些區域被陽光籠罩，這就成了「月偏食」。17日凌晨的這次月食現象，就是一次月偏食。
02
月食發生的具體過程有點類似日食，但卻更加複雜，主要是它多出了「半影月食」這個階段。地球的影子分為兩部分：本影和半影。本影區內，地球會完全遮擋住太陽；在半影區，地球沒有完全遮住太陽，而是只遮住了一部分，太陽光照降低了一些，但並未完全消失。下圖中，月球的本影就是顏色最深的圓形區域，而半影區則是它附近的淺黑色區域，在半影區，地球上的人們觀賞到的是日偏食而不是日全食。
月食的形成原理。月亮進入圖中最深色區域（本影）時，便會發生我們平常所說的「月食」，而如果只進入了較淺色的陰影區，則會發生「半影月食」
月食發生的具體過程有點類似日食，但卻更加複雜，主要是它多出了「半影月食」這個階段。地球的影子分為兩部分：本影和半影。本影區內，地球會完全遮擋住太陽；在半影區，地球沒有完全遮住太陽，而是只遮住了一部分，太陽光照降低了一些，但並未完全消失。如果用地球上的日全食作類比則更好理解：月球的本影就是下圖中顏色最深的圓形區域，而半影區則是它附近的淺黑色區域，在半影區，地球上的人們觀賞到的是日偏食而不是日全食。
由於半影區的存在，月食的種類多出了「半影月食」這一種，有時候月亮會只經過半影區而不經過本影區，這種月食也可以在地球上觀測，但憑藉肉眼很難分辨出來。
月偏食或者月全食發生時，月亮會先進入半影區，再進入本影區，食甚之後逐漸退出本影區並再次進入半影區，最後退出半影區。
03
月全食過程
此圖為2011年12月10日，月全食的全程模擬動畫，我們可以看到月球進入地球本影之前先進入了半影，亮度稍稍降低了一些。
1、半影食始：月球開始進入地球半影，亮度稍稍減弱，比較難以用肉眼觀察。
2.、初虧：月球圓面邊緣剛好接觸地球本影，本影月食開始。接下來月球從東向西繼續進入地球本影。
3、食既：月球恰好完全進入地球本影的時刻。月偏食不存在這一過程。
4、食甚：月面圓心與地球本影的圓心最為接近。對於月偏食來說，這一刻是月球被本影覆蓋面積最大的時刻。
5、生光：月球開始移出本影區域，邊緣恰好接觸本影外側。月偏食不存在這一過程。
6、復圓：月球剛好完全離開地球本影的時刻，本影月食結束
7、半影食終：月球離開半影，月食結束。
04
月食其實是比較罕見的天象，和很多人印象中的相反，如果光看發生的頻率，月食是不如日食頻繁的——每年至少會發生2次日食，而月食卻可以一次都不發生。我們之所以覺得日食更罕見，是因為日食只有少數地方可以觀測，不像月食這樣半個地球可見。
月食
時間
現象
2015年4月4日 12:00
月全食
2015年9月28日 2:47
月全食
2017年8月7日 18:20
月偏食
2018年1月31日 13:30
月全食
2018年7月27日 20:22
月全食
2019年1月21日 5:12
月全食
2019年7月16日 21:31
月偏食
日食
時間
現象
2015年3月20日 09:46
日全食
2015年9月13日 06:55
日偏食
2016年3月9日 01:58
日全食
2016年9月1日 09:08
日環食
2017年2月26日 14:54
日環食
2017年8月21日 18:26
日全食
2018年2月15日 20:52
日偏食
2018年7月13日 03:02
日偏食
2018年8月11日 09:47
日偏食
2019年1月6日 01:42
日偏食
2019年7月2日 19:24
日全食
2019年12月26日 05:18
日環食
2020年6月21日 06:41
日環食
2020年12月14日 16:14
日全食
2015年至2020年全球發生的日食與月食次數對比。可見日食次數遠多於月食
月食的確沒有日食（尤其是日全食）震撼，但它也有自己的魅力，那就是「紅月亮」現象。與月球不同，地球擁有比較濃密的大氣，這層大氣在平時很不顯眼，卻會在月食發生時大出風頭。從月球上看，地球的確遮住了太陽，但一部分太陽光被地球大氣折射，繞過了地球，並得以傳播到地球背面。由於陽光中的紅光成分更容易躲過大氣的散射——就像日落時候的太陽那樣，所以這部分陽光最終變成了紅光，投射到了月球表面，照亮了地球的陰影。這就導致月食時地球的影子並沒有那麼「黑」，而是呈現出一種暗紅色，看上去神秘而又令人感到一絲恐懼，大家津津樂道的「紅月亮」便誕生了。
上圖為月全食從初虧到食甚的過程拼接圖，展示了月亮是如何一步步成為「紅月亮」的
比較可惜的是，17日的月食是月偏食，而「紅月亮」現象只發生在月全食中。不過我們仍然可以看到月面的陰影呈現暗紅色而不是純黑色，只不過沒那麼明顯而已。
觀測指南
誠然，這次的月食觀測條件不是很理想，不僅是偏食，而且還發生在凌晨，還無法欣賞到全程，但相比3日我國完全不可見的日全食，這次的月偏食還是相當令人振奮的。大家如果有興趣的話，屆時不妨嘗試一下觀測，說不定能獲得些意外的收穫。
7月17日凌晨4時初虧時，月球所在的位置。
本次月食食甚最大食分約為0.65，即月面的百分之六十五以上將被本影遮蓋，比較容易觀測。
本次月偏食全程可見地區為中東、非洲（除西非和北非部分地區）、印度西部、巴爾幹半島、東歐和中亞部分地區。我國大部分地區可以觀測到帶食月落，無法觀測到全程，越靠近西部可觀測時間越長。
月食時間表（以北京時間為準）：
2時44分：半影月食開始
4時02分：初虧
5時31分：食甚
7時：復圓
8時18分：半影月食結束
觀測方法：可直接目視觀測，也可以使用雙筒望遠鏡或小型天文望遠鏡觀測。月球在月食開始時位於西南方低空，應選擇無遮擋的地點觀看。
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