日食和月食是如何形成的( 二 )


因为日食和月食是一个大概念,它们下面还包括日全食、日偏食、日环食、月全食、月偏食、半影月食(没有月环食,太阳、地球、月球,三者的大小、距离决定了月环食是不存在的) 。
既然日食月食的出现前提条件是:三者的位置关系只要在月球处于朔和望时期时,大致排成一条线 。那么反观我们实际观测,日食月食的出现频率非常低,并不是每个朔望期间都会发生,由此可见问题的关键就出现在三者排成一线这个环节上 。
食季
我们现在知道了日食月食的出现,并不是每个朔和望都会有,还需要符合三者成一线这个要求 。
而需要同时满足朔望、三者一线这个条件是非常严格,主要是因为月球绕地球的公转面并不贴合黄道面(黄道面,就是地球绕太阳的公转面),而是与黄道面存在一个5度左右的夹角 。
因此想要日食月食的条件符合,关键点就是看月球轨道面与黄道的交线是否能和日地连线大致重合,而大致重合的这段时期就被称为食季,可见日食月食还真不是你想要有就能有的 。
既然如此,我们可以考虑这样一幅场景,月球以一个与黄道存在夹角的轨道平面绕地球公转,同时地球又在绕太阳公转,这样一圈下来,理论上应该有两次交线与日地连线重合的机会,因此那两段时期内,如果正好能碰上月球处于朔和望期(新月、满月期),那么就会有日食和月食的出现 。
可能一些朋友在这时候会有一种错觉:就像一年四季一样,春分、夏至、秋分、冬至对应的月份永远是三、六、九、十二(不考虑地球进动),那食季的出现是否也是每年的固定两个时候呢?
还真不是这样,由于月球除了受地球引力影响之外,也受到太阳引力的影响,虽然没有地球引力那么有控制力,但就是在这微弱的影响下,月球轨道的方向也在时刻改变,因此月球轨道与黄道的交线,和日地连线的重合,并不会定时出现在某个时间段内 。
【日食和月食是如何形成的】每两次重合的时间间隔约为346.6天,称为一个食年,相比于一整年365天要少个十来天,因此食季的出现时间一直都在变动 。
并且值得注意的一点,食年与朔望月的存在会导致日食月食有一个循环周期,这个周期长度大约为19个食年,每次这个时间点,太阳、地球、月球都会位于一个相同的位置,日食月食就这样循环下去 。
各种类型的日食月食
到目前为止,相信大家已经明白了日食月食能够出现的大条件,然而还剩下一个小问题,分属在日食月食下面的日全食、日偏食、日环食、月全食、月偏食、半影月食又是怎么回事呢?
实际上这个问题相比于之前讲解的内容就容易许多,我们首先来看月食类型
月食指的是太阳光将地球的影子照射到月球表面,之后月表反射光进入人类眼中,出现一个在短期内面积变化的月球相,有两种类型的月食,一个叫月全食,一个叫月偏食 。
所谓月全食,就是指月球整体进入了地球影子内部,显而易见,月球由于失去了阳光照射,其自身的面目自然不会被人类看到,不过由于地球大气的存在,部分太阳光会被折射到月球表面,而光线在大气传播过程中,会产生瑞利散射(夕阳晚霞就是这个原因)
波长较短的光波会被改变传播方向,只留下长波光照射到月球表面,而我们知道长波主要意味着红光,因此在月全食期间,月球表面会被”染“红 。
至于月偏食,则更加容易理解,就是月球整体没有完全进入地球影子,从而月球表面只有部分区域出现了阴影,这种状况也可以理解为月球没有和太阳、地球完全排成一线,这也就是之前为什么说排成一线是个定性讲法,应该叫大致成一线 。


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