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月球的相位如何形成以及為什麼它驅動海洋潮汐
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重點
月球的相位變化是因為當月球在地球周圍運行時，陽光照射到其表面的不同部分，而不是因為地球的影子；一個完整的相位週期，稱為一個朔望月，平均為29.5天。同一個月球也以不均勻的重力拉動地球的海洋，大約每24小時50分鐘產生兩次高潮和兩次低潮，太陽在一個月內兩次增強或減弱這種拉力。
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是什麼使月球看起來改變形狀
月球不產生自己的光。它反射陽光，當月球繞地球運行時，太陽、月球和地球之間的角度不斷變化。根據美國航空航天局噴氣推進實驗室的說法，這種不斷變化的幾何形狀意味著月球受照的一半的不同部分每晚都面向地球。這種可見的變化不是由地球的影子引起的；這只在月食期間發生。
一個完整的相位週期，從新月回到新月，稱為朔望月。美國海軍天文台天文應用部根據月球和太陽沿黃道的角距離精確定義了該月：新月在0度，上弦月在90度，滿月在180度，下弦月在270度。這個週期的平均長度是29.5天。
按順序排列的八個相位
- 新月——月球位於地球和太陽之間；面向地球的一側未被照亮
- 盈凸月——在右邊緣上增加了一道細光芒（對於北半球觀察者而言）
- 上弦月——月球圓盤的右半部分被照亮
- 盈凸月——超過一半被照亮，但還沒有滿月
- 滿月——地球大致位於太陽和月球之間，所以整個可見的表面都被照亮
- 虧凸月——被照亮的部分開始縮小
- 下弦月（第三季度）——左半部分被照亮
- 虧凸月——在週期回到新月之前，一道細彎月仍然存在
月球如何拉動地球的海洋
潮汐不是由月球以簡單的方式將水向上提起引起的。美國航空航天局科學部解釋說，月球的重力在地球最近的一側稍強，在遠側較弱。這種拉力的差異——稱為潮汐力——將地球的水（以及在極小的程度上，其固體體）拉伸成拉長的形狀，在面向月球的一側產生一個水凸起，在相反的一側產生第二個凸起。
當地球在這兩個凸起下方旋轉時，大多數海岸線在大約一天內經過高潮和低潮各兩次。美國國家海洋和大氣管理局國家環境衛星、數據和信息服務（NESDIS）指出，這大約每24小時50分鐘產生兩次高潮和兩次低潮——比24小時的一天稍長，因為月球本身也在其軌道上移動。
為什麼潮汐有時更大：春潮和小潮
太陽也拉動地球的海洋，但由於它比月球遠約390倍，美國航空航天局指出其潮汐生成力略少於月球的一半。太陽的拉力是否增加或減少月球的拉力取決於三個天體的對齊，這以與月球相位相關的大約兩週的節奏重複。
春潮與小潮的比較| 特徵 | 春潮 | 小潮 |
|---|
| 何時發生 | 滿月或新月 | 上弦月或下弦月 |
|---|
| 太陽-月球-地球的對齊 | 排成一線（會合） | 大約成直角 |
|---|
| 對重力拉力的影響 | 太陽和月球的拉力結合 | 太陽的拉力部分抵消月球的拉力 |
|---|
| 導致的潮汐範圍 | 更高的高潮，更低的低潮 | 高潮和低潮之間的差異較小 |
|---|
| 頻率 | 大約每兩週一次 | 大約每兩週一次，與春潮錯開 |
|---|
美國國家海洋和大氣管理局和美國航空航天局都將春潮描述為在滿月或新月相期間發生，當地球、太陽和月球排成一線時，兩個天體的重力效應結合。小潮大約在一周後跟隨，在上弦月或下弦月相附近，當太陽從地球上看相對於月球大約成直角時，並部分抵消月球的拉力，在高水和低水之間產生一個較小的間隙。
月球的重力拉動地球，它移動地球的質量，將其形狀輕微扭曲成足球的形狀——在赤道處伸長，在兩極處縮短。
— 美國航空航天局科學部（science.nasa.gov）常見問題
- 月球相位的完整週期需要多長時間？
- 根據美國海軍天文台的說法，從新月到新月的完整週期，稱為朔望月，平均為29.5天。
- 為什麼一天有兩次高潮而不是一次？
- 月球的不均勻重力拉力在面向月球的地球一側產生一個水凸起，在相反的一側產生第二個凸起；當地球通過兩個凸起旋轉時，根據美國國家海洋和大氣管理局國家環保衛星、數據和信息服務，大多數海岸大約每24小時50分鐘經歷兩次高潮和兩次低潮。
- 太陽影響潮汐，還是只有月球？
- 兩者都影響潮汐。美國航空航天局指出，由於太陽的距離遠得多，太陽的潮汐生成力略少於月球的一半，但它仍然在滿月和新月期間增強潮汐（春潮），並在弦月期間削弱潮汐（小潮）。
- 春潮和小潮有什麼區別？
- 春潮帶來最高的高潮和最低的低潮，發生在滿月或新月，當太陽、地球和月球對齊時。小潮更溫和，大約一周後發生，在上弦月或下弦月附近，當太陽的拉力部分抵消月球的拉力時。
- 地球上月球的影子會導致其相位變化嗎？
- 不。月球相位是由於當月球繞地球運行時，陽光在月球表面的角度變化引起的，而不是由地球的影子引起的；地球的影子只在月食期間影響月球，這是一個獨立的、罕見得多的事件。
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