觀察超級月亮

郭紅鋒

新年伊始，萬象更新。2018年開門紅，1月2日我們就迎來了今年第一個滿月（十五），同時也是最近一次觀察“超級月亮”的好時機。

“超級月亮”這個說法，是1979年由美國人提出的新名詞，是指新月或者滿月時，月亮位于近地點附近，離地球近而看起來比平時更大的現象。一般來說，月亮在任何月相時都可能經過近地點，但只有月亮正好在滿月時臨近近地點才稱為“超級滿月”，在新月時臨近近地點則稱為“超級新月”。我們用圖l來解釋日、地、月之間的運動關系。

天文學家把地球圍繞太陽公轉的軌道稱為黃道，把月球圍繞地球公轉的軌道稱為白道。白道和黃道都是橢圓的，因此月球在白道上圍繞地球公轉時，每轉一周都要經過一次近地點和一次遠地點。天文學上把月球繞地球公轉連續兩次經過近地點的時間間隔稱為一個“近點月”，是月球運行的一種周期，時間為27.55日。

月球的運動還有其他周期性規律，例如恒星月和朔望月。

恒星月是指月球相對于一顆恒星的自轉周期。如圖1所示，由于恒星非常遙遠，在月球跟隨地球一起圍繞太陽公轉的過程中，恒星的方向不變。假設太陽、地球、月球從位置1開始運動，此時月相為朔（初一），月球的背面對著遙遠的恒星；一個月后地球運行到位置2，月球完成了對地球的公轉到達位置2。此時月球的背面對著同一顆恒星，也就是月球相對遙遠的恒星自轉了一周，這一周期稱為恒星月，時間是27.3天。所以，我們說月球相對恒星的自轉周期與其圍繞地球的公轉周期相等。

朔望月又稱“太陰月”（太陰就是月亮），為月相盈虧的平均周期，是從朔到下一次朔或從望到下一次望的時間間隔，平均為29.5天。我國古代就用月相的盈虧周期制定了歷法（俗稱陰歷），把完全見不到月亮的一天稱“朔日”，定為陰歷的每月初一；把月亮最圓的一天稱“望日”，定為陰歷的每月十五（或十六）；從朔到望，再到朔，為陰歷的一個月（就是朔望月）。由于一個朔望月周期為29.5天，古人就用大月30天，小月29天，平均朔望月29.5天，來編制陰歷歷法，這樣既滿足了生活的需要，又滿足了月相的變化，一直沿用到現在。

由于月球跟隨地球一起圍繞著太陽旋轉，所以白道在空間上不是固定不變的，而是沿黃道螺旋轉動前進（稱為進動），導致月球在每一次經過近地點和遠地點的時候，離地球的距離都有一點點變化，見圖2。

一般來說，月球離地球最近的時候大約是36.3萬千米，最遠的時候大約是40.6萬千米，月地平均距離約38.4萬千米。由于月球到地球的距離最遠值和最近值相差大約4.3萬千米，大于平均距離的10%，所以從地球上看，月球在近地點時要比它在遠地點時大一些，也亮一些，見圖3。

根據太陽、月亮、地球的運行規律，超級月亮（滿月）大約經歷14個朔望月和15個近點月（約413.4天）出現一次。圖4給出1990年至2036年超級月亮（滿月）出現的日期。上一次我們觀察到超級月亮（滿月）的日期是2015年9月28日，這一次將在2018年1月2日看到新年的超級月亮（滿月）。

當超級月亮（滿月）出現的時候，普通人只是用眼睛去看一下，沒有什么記錄和比較。用眼睛觀察超級月亮（滿月）最好的時機是月亮剛升起或快落下時，這時的月亮處于地平線上，由于有參照物以及視覺效應等原因，看起來會顯得更大。

盡管一般來說，超級滿月會比最小的滿月（當月亮在遠地點時）又大又亮，但與平時的滿月比較起來，還是有一些辨別困難的。因為我們的眼睛沒有記憶功能，兩個現象不放在一起是很難比較的。特別是你若在城市附近觀測，受到城市燈光的影響，或者受天氣影響，超級月亮（滿月）與平日里的滿月差異就更難區別。

為了真實記錄、比較超級滿月和普通滿月的大小差別，最好是用單反相機記錄下來。同學們可以用單反相機固定焦距，連續幾個月拍攝滿月的照片，然后把一系列焦距相同的滿月照片合成到一起，就會比較出月亮因離地球遠近的變化而產生的直徑大小的差別。如果使用相機拍攝滿月，最好用長焦鏡頭（一般要200毫米以上），拍出月亮的細節。拍攝的時間也不一定在月亮剛升起或快落下的時侯，可以在月亮有一定高度的時候或者月亮在上中天附近時（此時大氣對月亮的影響最小）。

同學們可以從2018年1月2日的那個滿月開始，以后每個滿月都用單反相機固定焦距，在月亮高度角基本相同的情況下拍攝滿月照片，然后合成到一起，再測量一下照片上（不放大也不縮小）每個滿月的直徑，你就會發現它們會有少許變化。你測量的每個滿月的直徑，還可以對照一下當時月亮與地球的距離（這個數據可以在網上查到，或者在當年的天文年歷上查到），你就會發現它們之間有趣的聯系。如果你能從這一次的超級月亮，連續拍攝到下一次的超級月亮，這樣的照片和數據記錄是非常珍貴的。

請同學們觀察和拍照滿月，查找當時的月地距離，并填寫下表：

最終的結果（包括數據、照片等），請打包用附件形式發送到郵箱：chinahou@bao.ac.cn或iswzkxsn2011@126.com

知識鏈接

2018年，在我國各地可以看到兩次月全食。分別發生在2018年1月31日

（初虧19：4了，食甚21：30，復圓23：10）和2018年了月28日（初虧2：25，食甚4：22，復圓6：20）。其中，1月31日這次月全食，整個過程都在前半夜，很適合小朋友們外出觀察哦！