科普教育

当前位置: 首页 -> 科普宣教 -> 科普教育 -> 正文

明月映林海|从阴晴圆缺,读懂月球的运行规律

信息来源: 发布日期:2026-10-29

分享到:

编者按

为进一步拓展凉水实验林场自然教育和科普宣传内容,充分发挥林场生态环境优势和自然教育功能,引导公众从白昼森林观察延伸到夜间星空认知,东北林业大学凉水实验林场推出月度星空科普专题栏目《凉水观星记》。栏目以凉水实拍星空为基础,围绕当月重要天象、典型天体和基础观测知识,记录凉水四季夜空,普及天文知识,分享观星方法,展现森林之上的另一片自然世界。

本期《凉水观星记》从凉水林梢上空的蛾眉月与清晰的月面影像出发,带大家认识朔望月、恒星月、近点月和交点月四种不同的月球运行周期,了解月相变化、潮汐锁定和月球天平动的形成原理,并进一步探寻日食、月食与月球运动之间的联系。让我们从凉水出发,一起认识这轮明月背后的天文规律。

01 月有圆缺|朔望月与月相变化

在凉水的夜空中,月亮时而化作一弯蛾眉月,轻悬于林梢之上;时而渐渐盈满,成为一轮皎洁的明月,又随着时光流转,缓缓由圆转缺。月光映照着林海,月亮也在盈亏交替中呈现出不同的模样。这种周而复始的变化,在天文学中被称为月相变化。

月球本身并不发光,我们看到的月光来自月面反射的太阳光。太阳始终照亮月球大约一半的表面,但随着月球绕地球运行,我们能够看到的明亮部分不断变化,于是形成不同的月相。

当月球运行到太阳与地球之间附近时,我们几乎看不到明亮的月面,这就是“朔”。随后月亮依次经历蛾眉月、上弦月、盈凸月,直到受光面几乎完整地朝向地球,形成“望”,也就是满月。此后又逐渐变为亏凸月、下弦月和残月,最终回到朔。从一次朔到下一次朔,平均需要约29.53天,这便是朔望月。

不同阶段的月相(图片由OpenAI生成)

月亮出现的时间也与月相有关。新月与太阳大致同升同落,因此很难被观测到;上弦月通常在中午前后升起,傍晚高悬于天空,午夜前后落下;满月大致在日落时升起、日出时落下,几乎整夜可见;下弦月则主要出现在后半夜和清晨。在凉水观月时,可以在日落后留意西方低空的上半月蛾眉月,也可以在望日前后的傍晚,等待满月从东方林线附近升起。

凉水林梢上空的蛾眉月(吴雪娇 摄)

02 月行星间|恒星月与潮汐锁定

如果以遥远的恒星为参照,月球绕地球运行一周,重新回到原来的恒星方向,只需约27.32天,这个周期称为恒星月。它比朔望月短,是因为月球绕地球运行的同时,地球也在绕太阳公转。当月球相对恒星完成一周时,太阳在天空中的方向已经改变,月球还需要继续向东运行一段,才能再次形成相同的月相。

恒星月还与一个有趣的现象密切相关:为什么无论在凉水的哪个季节观察,我们看到的总是月球近似相同的一面?这是因为月球的自转周期与恒星月基本相同。月球绕地球公转一周的同时,也恰好绕自身自转一周,因此始终以大致相同的一面朝向地球,这种状态称为潮汐锁定。

03 时近时远|近点月与天平

动月球绕地球运行的轨道并不是正圆,而是椭圆,因此月地距离不断变化。月球从一次近地点再次回到近地点,平均需要约27.55天,称为近点月。它比恒星月稍长,是因为近地点方向本身也在缓慢向前移动,月球要多运行一小段才能再次回到近地点。当满月与近地点的时间比较接近时,就可能出现通常所说的“超级月亮(视觉上月亮会比平时更大一些)”。根据预报,2026年11月24日和12月24日将先后迎来近地点附近的满月。届时,在凉水也可以欣赏到比一般满月稍大、稍亮的月亮。

椭圆轨道还会带来天平动。虽然月球自转速度相对均匀,但沿椭圆轨道运行时却时快时慢,因此我们有时能多看到月球东侧的一部分,有时又能多看到西侧的一部分,称为经度天平动。由于月球自转轴存在倾斜,我们还会交替多看到月球北部或南部的一小部分,称为纬度天平动。在凉水长期观察并对比月面上的同一处地貌,可以发现它相对于月面边缘的位置会发生轻微变化。加上观察位置变化带来的较小影响,我们累计能看到约59%的月球表面,而不是严格的一半。

月面特写(吴雪娇 摄)

04 月影之谜|交点月与月食

月亮平常的阴晴圆缺来自我们看到的受光面比例变化,但月食也会让圆满的月亮逐渐出现缺口。两者虽然看起来相似,成因却完全不同:普通月相中暗下去的是没有受到太阳直接照射的月面,而月食是月球真正进入地球投向太空的影子。

为什么每个月都有满月,却不是每个月都会发生月食?这是因为月球轨道平面与黄道面之间存在约5.1°的夹角,月球轨道与黄道相交于升交点和降交点。月球从同一个交点出发,再次回到它附近,平均需要约27.21天,这就是交点月。由于交点本身缓慢向西退行,交点月比恒星月略短。大多数满月时,月球会从地球影子的上方或下方经过,只有满月发生在交点附近,才可能出现月食。

当地球本影遮住部分月面时,形成月偏食;当整个月球进入本影时,便发生月全食。全食期间,经过地球大气层折射的部分红橙色阳光仍能照亮月面,因此月球往往呈现暗红色。

凉水接下来也有机会看到月食。参照天象预报,2027年2月21日清晨有一次半影月食,但月亮已接近落下,亮度变化并不明显;2028年7月7日凌晨可见月偏食。更值得期待的是2028年12月31日深夜至2029年1月1日凌晨的月全食,预计北京时间1月1日0时52分左右达到食甚。能否顺利观测,还要看当晚的云量及林木对低空视野的遮挡。

月食的不同阶段(东北林业大学2019级本科生刘枳麟 摄)

此外,日食和月食也存在着密切的联系。日食发生在新月附近,月食则发生在满月附近,两者都需要月球运行到轨道交点附近。由于新月与满月平均相隔约14.77天,因此在同一个食季内,日食和月食往往会相继出现,时间间隔约为半个月。值得期待的是,2030年6月1日,日环食带将覆盖我国东北部分地区。凉水地处环食带南缘附近,届时有望观测到太阳被月球大面积遮挡的壮观景象。

结语

从月相的圆缺,到月球轻微的天平动,再到日食、月食的发生,这些看似不同的天文现象,都源于太阳、地球与月球之间持续不断的运动。朔望月、恒星月、近点月和交点月,以不同的参照记录着月球运行的规律,也让我们得以从不同角度认识这颗熟悉的天体。

月亮依旧在凉水的林海之上盈亏往复。在不同的夜晚,我们既能在傍晚看到林梢上的弯月,也能等待满月从东方升起。了解了这些变化背后的规律,再次抬头望月时,看到的便不只是一轮明月,还有它在宇宙中周而复始的旅程。

盈凸月从林海上方升起(吴雪娇 摄)


来凉水,一起看星星。

《凉水观星记》· 十月



作者:吴雪娇  审稿:顾   伟

编辑:王  蔚   校对:吕来新   审核:李晶才