梁麗賢 范舟
月球是個(gè)不會(huì)發(fā)光的球體,但總有一面(即半個(gè)球體)被太陽(yáng)照亮。我們所看到的月球的光,就主要來(lái)自它對(duì)太陽(yáng)光的反射。月球剛升起或落下時(shí),在地球表面所示的顏色,大多為黃色。
這是因?yàn)?,此時(shí)的月光是斜著進(jìn)入大氣層的。與它位于高處時(shí)相比,光穿過(guò)的地球大氣要厚上幾倍。因此,波長(zhǎng)較短的藍(lán)紫色光子會(huì)被大氣中的分子以及塵埃顆粒散射出去,波長(zhǎng)越短、散射就越厲害。于是,波長(zhǎng)較短的藍(lán)光幾乎被散射殆盡,波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅黃光部分雖然也因散射而強(qiáng)度大減,但仍足夠抵達(dá)人眼,所以看起來(lái)月亮像咸蛋黃一樣,呈黃色。
在日、地、月三者的位置關(guān)系中,有兩個(gè)很特別的位置——月球處在這兩個(gè)位置時(shí),會(huì)分別出現(xiàn)黑月亮和紅月亮。
農(nóng)歷每月初一的月亮,我們叫“新月”或“朔”。這時(shí)候,如果月球正好運(yùn)行到太陽(yáng)和地球中間,被太陽(yáng)照亮的那一面背對(duì)著地球,所以我們不但看不到月球的向陽(yáng)面,而且月球與太陽(yáng)同升同落。這時(shí)候發(fā)生日食,大家將看到黑月亮。
日食發(fā)生時(shí),出現(xiàn)黑月亮。圖中亮的部分是太陽(yáng),遮擋住太陽(yáng)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(dāng)月球接著繞地球公轉(zhuǎn),相對(duì)地球而言月球處于太陽(yáng)對(duì)側(cè)的位置關(guān)系時(shí),它反射陽(yáng)光的這面便一覽無(wú)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(shí)候地球正好在太陽(yáng)與月球之間的一條直線上,就會(huì)出現(xiàn)月食的現(xiàn)象。月全食食甚階段(即月球完全進(jìn)入地球本影的時(shí)候),月球不再直接反射太陽(yáng)光,而是反射陽(yáng)光經(jīng)過(guò)地球大氣折射后到達(dá)月面的紅光,所以我們看到的是紅月亮。
月球公轉(zhuǎn)每個(gè)月都會(huì)在“朔”和“望”兩個(gè)位置出現(xiàn),但為什么不是每個(gè)月都會(huì)出現(xiàn)日月食呢?
圖1 可以看到月球公轉(zhuǎn)的軌道平面與地球公轉(zhuǎn)的軌道平面有一個(gè)夾角,大約5 度,所以并不是每次在“朔”“望”的位置上都會(huì)發(fā)生日月食。
用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)過(guò)月食過(guò)程的同學(xué),可能會(huì)發(fā)現(xiàn)三色月亮:月面被一條“藍(lán)絲帶”劃分成一部分白色和一部分紅色。
為什么會(huì)有“藍(lán)絲帶”?
圖1:不是每次“朔望月”都會(huì)發(fā)生日月食(供圖/梁麗賢 范舟)
這是因?yàn)檎樟了氖谴┻^(guò)地球高層大氣的藍(lán)化陽(yáng)光,那里的臭氧層對(duì)紅光的吸收高于藍(lán)光,所以給我們保留下了藍(lán)色,從而在月面上形成美麗的藍(lán)色條帶。
此外,白光部分,是月面直接反射太陽(yáng)光;紅色部分,是反射經(jīng)過(guò)地球大氣散射和折射作用后到達(dá)月面的紅光。
當(dāng)然,三色月亮只有在特定時(shí)刻才能觀賞到。
三色月亮,攝于廣西省橫州市(攝影/ 羅弘揚(yáng))
藍(lán)月亮并不是真正意義上的藍(lán)色,而是一種十分罕見的現(xiàn)象——公歷1 個(gè)月中第二次出現(xiàn)的滿月。
一般來(lái)說(shuō),兩次滿月之間相隔的天數(shù)是29.5天左右,與公歷1個(gè)自然月30~31天有一個(gè)時(shí)間差。所以,當(dāng)滿月出現(xiàn)在公歷月份1日的時(shí)候,月末就可能出現(xiàn)第二次滿月,這個(gè)時(shí)候就被稱為藍(lán)月亮。
不過(guò),這種情況比較少見,平均32 個(gè)月才會(huì)出現(xiàn)一次。
其實(shí),除了本文所述原因,地球環(huán)境、月球本身地質(zhì)構(gòu)成等因素也對(duì)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(jī)會(huì)領(lǐng)取精美禮品!
(責(zé)任編輯 / 陳琛 美術(shù)編輯 / 韋英章)