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(xiàn)象。一般來說，月亮在任何月相時都可能經(jīng)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(guān)系。

天文學家把地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道稱為黃道，把月球圍繞地球公轉(zhuǎn)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(zhuǎn)時，每轉(zhuǎn)一周都要經(jīng)過一次近地點和一次遠地點。天文學上把月球繞地球公轉(zhuǎn)連續(xù)兩次經(jīng)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(guī)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(zhuǎn)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(zhuǎn)的過程中，恒星的方向不變。假設(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)周期與其圍繞地球的公轉(zhuǎn)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(xiàn)在。

由于月球跟隨地球一起圍繞著太陽旋轉(zhuǎn)，所以白道在空間上不是固定不變的，而是沿黃道螺旋轉(zhuǎn)動前進（稱為進動），導致月球在每一次經(jīng)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(jù)太陽、月亮、地球的運行規(guī)律，超級月亮（滿月）大約經(jīng)歷14個朔望月和15個近點月（約413.4天）出現(xiàn)一次。圖4給出1990年至2036年超級月亮（滿月）出現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(qū)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(xù)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(chǎn)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(jié)。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?。?。

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(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù)可以在網(wǎng)上查到，或者在當年的天文年歷上查到），你就會發(fā)現(xiàn)它們之間有趣的聯(lián)系。如果你能從這一次的超級月亮，連續(xù)拍攝到下一次的超級月亮，這樣的照片和數(shù)據(jù)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(jié)果（包括數(shù)據(jù)、照片等），請打包用附件形式發(fā)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(fā)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！