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观 察 超级 月亮 图文/郭红锋 中国科学院 国家天文台 郭红锋是中国科学院国家天文台前图书馆馆长，天文教育专家，国际天文学联合会会员，国际动手天文教学组织（Global Hands-On Universe）中国负责人，北京教委远程教育专业委员会常务副主任委员。她曾参加过多项天文研究工作，取得多项科研成果，曾获得国家科技进步二等奖，中国科学院科技进步一等奖，中国科学院院长奖学金等荣誉。 新年伊始，万象更新。2018年开门红，1月2日我们就迎来了今年第一个满月（十五），同时也是最近一次观察“超级月亮”的好时机。 “超级月亮”这个说法，是1979年由美国人提出的新名词，是一种新月或者满月时，月亮位于“近地点”附近，因为离地球近而看起来比平时更大的现象。
一般来说，月亮在任何月相时都可能经过近地点，但只有月亮正好在满月时恰临近近地点才称为“超级满月”，在新月时恰临近近地点则称为“超级新月”。但新月在农历的每月初一，此时月亮运行到太阳与地球之间，月亮以它黑暗的一面对着地球，人们无法看到它，因此很少被人提起。而在满月时月亮恰好又临近近地点的情况下，则会使月亮看起来比平时的满月更大也更亮，所以每次超级满月来临都会被人们热切关注。久而久之，人们就把“超级满月”称为“超级月亮”了。 我们用图1来解释日、地、月之间的运动关系。  图1 日、地、月运行关系示意图 天文学家把地球围绕太阳公转的轨道称为黄道，把月球围绕地球公转的轨道称为白道。白道和黄道一样都是椭圆的，因此月球在白道上围绕地球公转时，每转一周都要经过一次“近地点”和一次“远地点”。天文学上把月球绕地球公转连续两次经过近地点的时间间隔称为一个“近点月”，是月球运行的一种周期，时间为27.55天。 月球的运动还有其他周期性规律，例如 ： 01 恒星月 恒星月是指月球相对于一颗恒星的自转周期。如图 1 所示，由于恒星非常遥远，在月球跟随地球一起围绕太阳公转的过程中，恒星的方向不变。假设太阳、地球、月球从位置 1 开始运动，此时月相为朔（初一），月球的背面对着遥远的恒星；一个月后地球运行到位置 2，月球完成了对地球的公转也到达位置 2，同时月球的背面又对向着同一颗恒星，也就是月球相对遥远的恒星自转了一周，这一周期称为恒星月，时间是27.3天。所以我们说月球相对恒星的自转周期与其围绕地球的公转周期相等。 02 朔望月 朔望月又称“太阴月”（太阴就是月亮），为月相盈亏的平均周期，是从朔到下一次朔或从望到下一次望的时间间隔，平均为29.5天。我国古代就用月相的盈亏周期制定了历法（俗称阴历），把完全见不到月亮的 一天称“朔日”，定为阴历的每月初一；把月亮最圆的一天称“望日”，定为阴历的每月十五（或十六）；从朔到望，再到朔，为阴历的一个月（就是朔望月）。由于一个朔望月周期为29.5天，古人就用大月30天，小月29天，平均朔望月29.5天，来编制阴历历法，这样既满足了“过日子”的需要，又满足了月相的变化，一直沿用到现在。 由于月球还跟随地球一起围绕着太阳旋转，所以白道在空间上不是固定不变的，而是沿黄道螺旋转动前进（称为进动），所以月球在每一次经过“近地点”和“远地点”的时候，离地球的距离都有一点点变化。如（图2）  图2 日、地、月运行轨道示意图 一般来说，月球离地球最近的时候距离大约是 36.3 万千米，最远的时候距离大约是 40.6 万千米，月地平均距离约 38.4 万千米。由于月球到地球的距离最远值和最近值相差大约 4.3 万千米，大于平均距离的 10%，所以从地球上看起来，月球在“近地点”时要比她在“远地点”时大一些，也亮一些，如（图3）  图 3 从地球上看起来月球在“近地点”时看上去要比在“远地点”时大一些 根据太阳、月亮、地球的运行规律，超级月亮（满月）大约经历14个朔望月和15个近点月(约413.4天)出现一次。下表给出1990 年至2036年超级月亮（满月）出现的日期。上一次我们观察到超级月亮（满月）的日期是2015年9月28日，这一次将在2018年1月2日看到新年的超级月亮（满月）。 1990 年12 月02 日 1992 年01 月19 日 1993 年03 月08 日 2005 年01 月10 日 2008 年12 月12 日 2010 年01 月30 日 2011 年03 月19 日 2012 年05 月06 日 2013 年06 月23 日 2014 年08 月11 日 2015 年09 月28 日 2016 年11 月14 日 2018 年01 月02 日 2023 年01 月21 日 2034 年11 月25 日 2036 年01 月13 日 当超级月亮（满月）出现的时候，普通人只是用眼睛去看一下，没有什么记录和比较。如果用眼镜观察超级月亮（满月）最好的时机是月亮刚升起或快落下时。这时的月亮处于地平线之上，因为有参照物，以及视觉效应等原因，看起来会显得更大。尽管一般来说，超级满月会比最小的满月（当月亮在远地点时）又大又亮，但要与平时的满月比较起来，还是有一些困难的。因为我们的眼睛没有记忆功能，两个现象不放在一起很难比较的。特别是你若在城市附近观测，受到城市灯光的影响，或者因天气等原因，使得超级月亮（满月）与平日里的满月的差异更难分别。 为了真实记录和比较超级满月和普通满月的大小差别，最好是用单反相机记录下来。观察者可以用单反相机固定焦距，连续几个月拍摄满月的照片，然后把一系列焦距相同的满月照片合成到一起，就会比较出月亮因离地球远近的变化而产生的直径大小的差别。如果使用相机拍摄满月，最好用长焦镜头（一般要200mm以上），拍出月亮的细节。拍摄的时间也不一定在月亮刚升起或快落下的时侯，可以在月亮有一定高度的时候或者月亮上中天附近（此时大气对月亮的影响最小）。 观察者可以从2018年 1月2日的那个满月开始，以后每个满月都用单反相机，固定焦距，在月亮高度角基本相同的情况下拍摄满月照片，然后合成到一起，再测量一下照片上（不放大也不缩小）每个满月的直径，你就会发现她们会有少许变化。你测量的每个满月的直径，还可以对照一下当时月亮与地球的距离（这个数据可以在网上查到，或者在当年的天文年历上查到），你就会发现他们之间有趣的联系。如果你能从这一次的超级月亮，连续拍摄到下一次的超级月亮，这样的照片和数据记录是非常珍贵的。 请观察者观察和拍照满月，查找当时的月地距离，并填写下表： No. 公历日期 农历日期 满月照片 照片满月直径 月地实际距离 1 2 3 比利时在2016年10月24日发行的《超级月亮》邮票小版张（图片来源：集邮之家：邮票上的超级月亮） |
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