月相如何运作：月球周期背后的科学

月球不产生自己的光。地球上人们所说的月光是太阳光在月球表面的反射，根据美国国家航空航天局科学任务部的说法。在任何给定的时刻，太阳恰好照亮月球的一半，就如同它照亮地球的一半一样。当月球沿着其轨道运行时，从地球看到的那个被照亮的一半的部分不断变化，而这种不断变化的视角就创造了被称为月相的序列。

月球为什么看起来改变形状

根据美国国家航空航天局，月相的原因是简单的几何学：当月球绕地球运行时，太阳、地球和月球的相对位置每天都在变化。当月球位于地球和太阳之间时，其被照亮的一侧面向我们的反方向，产生新月。大约两周后，当地球位于太阳和月球之间时，整个被照亮的一侧面向地球，产生满月。之间的每个月相都反映了对同一个半被照亮的球体的不同观看角度。

美国国家航空航天局还指出，月球潮汐锁定于地球：它在其自身轴线上自转所花费的时间几乎正好与它绕地球运行所需的时间相同，因此同一个月球半球始终面向我们的星球。潮汐锁定解释了为什么地球上的人永远看不到月球的远端，但这是一个与产生月相的太阳-地球-月球几何现象不同的独立现象。

八个公认的月相

美国国家航空航天局将农历月份描述为包含八个命名月相，分为四个主要月相和四个中间月相。主要月相——新月、上弦月、满月和下弦月（或最后一个季度）——发生在特定的、可计算的时刻。中间月相描述了它们之间的逐渐过渡。

• 新月——月球位于地球和太阳之间；近端未被照亮。
• 蛾眉月——一道细细的光线在右侧增长（北半球视角）。
• 上弦月——可见圆盘的一半被照亮；月球在天空中距离太阳90°。
• 盈凸月——超过一半被照亮，被照亮的区域仍在增长。
• 满月——地球大约位于太阳和月球之间；整个近端被照亮。
• 残凸月——超过一半被照亮，被照亮的区域在缩小。
• 下弦月——圆盘的另一半被照亮。
• 残月——在下一个新月之前仍有一道细细的光线。

术语'盈'和'亏'简单地描述了方向：盈表示被照亮的部分在增长，从新月向满月，而亏表示它在缩小，从满月回到新月，根据美国国家航空航天局的描述。

为什么周期是29.5天，而不是27.3天

两个不同的数字描述了月球的运动，混淆它们是常见的困惑来源。恒星月——27.32166天，或27天7小时43分12秒——是月球相对于固定恒星完成一个轨道所需的时间，根据美国国家航空航天局在戈达德太空飞行中心的日食网站。朔望月——29.53059天，或29天12小时44分3秒——是同一月相（例如新月到新月）重复所需的时间。

朔望月更长，因为地球本身在绕太阳运行，而月球绕地球运行。在完成相对于恒星的一个完整360°轨道后，月球必须额外旅行——大约2.2天的额外距离——以追上它开始时的相同的太阳-地球-月球对齐，美国国家航空航天局的日食网站解释说。这个29.5天的朔望月是许多文化中日历'月份'的基础，也是月球周期持续大约29.5天的常见简写。

月球的轨道不是完美的圆

月球围绕地球的轨道是一个平均离心率为0.0549的椭圆，美国国家航空航天局的日食网站指出，这意味着地月距离在整个轨道中变化。近地点是最近的点，在过去五千年里范围在大约356,355到370,399公里之间，而远地点是最远的点，在同一时期范围在大约404,042到406,725公里之间。一个独立的轨道周期——异常月，平均27.55455天——测量从一个近地点到下一个的时间。

月球的轨道平面相对于地球围绕太阳的轨道平面（黄道）也倾斜了大约5.145°，根据同样的美国国家航空航天局来源。这个倾斜是为什么日食和月食不是每个月都发生的原因，尽管新月和满月确实会发生：月球通常在太阳-地球线的稍微上方或下方经过。日食只能在一年中的两个'日食季节'期间发生，当新月或满月与月球穿过黄道平面相重合时，美国国家航空航天局的日食几何页面解释说。

月相和海洋潮汐

月相也对应于可预测的潮汐模式。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）解释说，在新月和满月期间——当太阳、地球和月球几乎对齐时——太阳和月球的引力相互强化，产生'大潮'，具有更高的高潮和更低的低潮。在上弦月和下弦月阶段，当太阳对海洋的拉力部分地抵消月球的拉力时，结果是一个较小范围的'小潮'。美国国家海洋和大气管理局指出，在每个农历月份中，大潮和小潮都发生两次。

什么被认为是'蓝月'

因为朔望月（大约29.5天）比大多数日历月份更短，两个满月偶尔会在同一个日历月份内发生。由天文学家黛博拉·伯德运营的科学推广网站EarthSky将其描述为现代、流行的'蓝月'定义。第二个、更老的定义——一个季节中的第三个满月，该季节包含四个满月而不是通常的三个——来自1937年的缅因州农民年鉴。EarthSky将现在常见的'一个月内的第二个满月'版本追溯到1946年《天空与望远镜》杂志上业余天文学家詹姆士·休·普鲁特的一篇文章，他误读了年鉴的季节规则。根据EarthSky，月度蓝月大约每19年重复七次，或大约每两到三年一次。