問:在今年我去了奧斯陸。據我了解,在北半球的一些高緯度地區,太陽會一個晚上甚至幾個晚上都不落下。那麼在這期間,太陽會沿著什麼樣的軌跡運行呢?我曾聽說是沿著天空最北邊以某個點為圓心的一圈小光暈運動,且在太陽沿著光暈退回到起點的過程中不會降到地平線以下。但這種說法符合事實嗎?
答:這個問題的關鍵緯度是66.5度。但是奧斯陸的緯度只有60度,所以你在那裡應該看不到「午夜的太陽」。
太陽的運行軌跡由觀測點的緯度決定。在北緯66.5度,太陽在6月21日那天將不會落山。這一天,太陽會在北邊升起,然後向東邊移動,之後升高。當仰角達到在南邊地平線以上大約47度時,太陽會向西移動並掠過北邊的地平線(但依舊在地平線上方)。因此,太陽只是在天上轉了一個圈,並沒有落下。現在來想一下在北極的極端情況。在那裡,太陽會在一個幾乎不變的高度上做好幾個月的圓周運動!
問:在2019年2月9日這一天出現了滿月。而且那天可以看到太陽和滿月同時出現,那時我對此非常感興趣。我當時希望可以拍下照片,因為我可能不會再看到同樣的場景了。但我有一個疑問:我設想當月亮在東邊升起的時候,太陽將會處在天空最西邊的某個點上。然後它們將會朝著相反的方向運行,直到月亮在西邊落下而太陽到達了東邊。當他們靠得最近的時候是多少度?是當太陽在北邊掠過地平線後,如果此時月亮懸掛在頭頂,那麼他們就相距90度。這樣的話我就需要一個廣角鏡頭。是這樣子的嗎?
答:你基本上不可能同時看到滿月和太陽。因為太陽、月亮和太陽系各行星的運行軌道基本上和黃道相差不大,而黃道面與地球赤道的夾角大約為23.5度。在滿月那天,月亮和太陽處於地球相反的兩面(並不完全)。因此,如果太陽處於赤緯23.5度(當臨近夏天的時候)的雙子座方向,月亮將會在反向23.5度的人馬座方向。
在地球北緯66.5度的地方將看不到黃道面在人馬座的那部分 (即使人馬座有一部分在赤緯-23.5度以上,可以根據所在位置的緯度被觀測到)。因此,若你在緯度80度的地方,夏天時,太陽將會一整天都高掛在空中,而滿月那天月亮卻不會升起。
然而,月亮的軌道向黃道傾斜5度左右,這就是為什麼每次新月的時候我們都看不到日食。因此,在靠近緯度66.5度的地方,若月亮剛好處在恰當的位置,人們就有可能在很短的時間內同時看到太陽和滿月。但是,太陽和滿月會分別位於天空中相反的兩邊,因此沒有人可以同時拍下它們,除非有一個特別的相機可以拍下整個天空。
在奧斯陸,滿月的時候你會看到一個很平常的月出。太陽會高掛在天空很長一段時間,而滿月會在日落後不久升起。但在月出後不久,月亮又會重新落下而太陽則再次升起。正因如此,太陽幾乎24小時都在天上,而滿月只存在非常短的一段時間。
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