梁麗賢 范舟
月球是個不會發(fā)光的球體,但總有一面(即半個球體)被太陽照亮。我們所看到的月球的光,就主要來自它對太陽光的反射。月球剛升起或落下時,在地球表面所示的顏色,大多為黃色。
這是因為,此時的月光是斜著進入大氣層的。與它位于高處時相比,光穿過的地球大氣要厚上幾倍。因此,波長較短的藍紫色光子會被大氣中的分子以及塵埃顆粒散射出去,波長越短、散射就越厲害。于是,波長較短的藍光幾乎被散射殆盡,波長較長的紅黃光部分雖然也因散射而強度大減,但仍足夠抵達人眼,所以看起來月亮像咸蛋黃一樣,呈黃色。
在日、地、月三者的位置關系中,有兩個很特別的位置——月球處在這兩個位置時,會分別出現(xiàn)黑月亮和紅月亮。
農歷每月初一的月亮,我們叫“新月”或“朔”。這時候,如果月球正好運行到太陽和地球中間,被太陽照亮的那一面背對著地球,所以我們不但看不到月球的向陽面,而且月球與太陽同升同落。這時候發(fā)生日食,大家將看到黑月亮。
日食發(fā)生時,出現(xiàn)黑月亮。圖中亮的部分是太陽,遮擋住太陽的黑色圓球是月球(供圖/ 梁麗賢 范舟)
紅月亮的成因示意圖
月全食食甚階段的紅月亮(供圖/ 梁麗賢 范舟)
當月球接著繞地球公轉,相對地球而言月球處于太陽對側的位置關系時,它反射陽光的這面便一覽無遺地暴露在地球人面前,我們稱其為“望”,也就是“滿月”。
如果這時候地球正好在太陽與月球之間的一條直線上,就會出現(xiàn)月食的現(xiàn)象。月全食食甚階段(即月球完全進入地球本影的時候),月球不再直接反射太陽光,而是反射陽光經過地球大氣折射后到達月面的紅光,所以我們看到的是紅月亮。
月球公轉每個月都會在“朔”和“望”兩個位置出現(xiàn),但為什么不是每個月都會出現(xiàn)日月食呢?
圖1 可以看到月球公轉的軌道平面與地球公轉的軌道平面有一個夾角,大約5 度,所以并不是每次在“朔”“望”的位置上都會發(fā)生日月食。
用望遠鏡觀測過月食過程的同學,可能會發(fā)現(xiàn)三色月亮:月面被一條“藍絲帶”劃分成一部分白色和一部分紅色。
為什么會有“藍絲帶”?
圖1:不是每次“朔望月”都會發(fā)生日月食(供圖/梁麗賢 范舟)
這是因為照亮它的是穿過地球高層大氣的藍化陽光,那里的臭氧層對紅光的吸收高于藍光,所以給我們保留下了藍色,從而在月面上形成美麗的藍色條帶。
此外,白光部分,是月面直接反射太陽光;紅色部分,是反射經過地球大氣散射和折射作用后到達月面的紅光。
當然,三色月亮只有在特定時刻才能觀賞到。
三色月亮,攝于廣西省橫州市(攝影/ 羅弘揚)
藍月亮并不是真正意義上的藍色,而是一種十分罕見的現(xiàn)象——公歷1 個月中第二次出現(xiàn)的滿月。
一般來說,兩次滿月之間相隔的天數是29.5天左右,與公歷1個自然月30~31天有一個時間差。所以,當滿月出現(xiàn)在公歷月份1日的時候,月末就可能出現(xiàn)第二次滿月,這個時候就被稱為藍月亮。
不過,這種情況比較少見,平均32 個月才會出現(xiàn)一次。
其實,除了本文所述原因,地球環(huán)境、月球本身地質構成等因素也對我們看到的月亮顏色有影響作用。你還知道哪些影響月亮顏色的因素?掃描二維碼,告訴知力,就有機會領取精美禮品!
(責任編輯 / 陳琛 美術編輯 / 韋英章)