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7月31日,一起来看“蓝月亮”
出品:科普中国
科普中国是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌
创作:中国科学院国家天文台陈洁、郑永春、孔啸、张硕
监制:中国科学院计算机网络信息中心
2015年7月会有两次月圆之夜,一次已经发生在7月1日,另一次将要发生在7月31日。天文术语中:在同一个月份,如果能看到两次满月,第二次月亮称作“蓝月亮”。民间也有:“蓝月亮”预示着灾难的说法。7月31日我们将要看到的满月,是“蓝月亮”吗?它真的是不祥的征兆吗?
月色朦胧,树影婆娑
其实,天文术语中的“蓝月亮”并不指蓝色的月亮。“蓝月亮”这个词主要起源于西方国家。在大约400年前,当人们提起“蓝月亮”时, 就好像“把白色说成黑色” 一样荒谬。“蓝月亮”后来就引申为“从来不会发生”。英语中说:当月亮变成蓝色时,这件事才会发生,就好比我们经常说:当太阳从西边升起时一样。英语中的谚语“Once in a blue moon”,就意味着几乎不会发生的事情。
那么天文中的“蓝月亮”究竟是什么意思呢?根据历法计算,两次满月之间大约相隔29.5天左右,而我们采用的公历中有的月份为31天,有的月份为30天,这就出现了一个时间差。这个时间差会导致一个月内可能出现两次满月,也会导致一年中有可能出现13次满月。这多出来的月亮就是“蓝月亮”,是意料之外的月亮的意思,它在天文术语里有两种解释:
第一种:19世纪和20世纪早期,美国缅因州的农民历中给当地农民列出了“蓝月亮”的日期。指出在通常情况下,一个季度有三个满月。如果在一个季度中,发生了四次满月,第三次满月被称做“蓝月亮”。
第二种:1946年,美国人在《天空和望远镜》杂志中的一篇文章“Once in a Blue Moon”中误解了缅因州农民历中的解释,将19年中存在7次“蓝月亮”误解为在这19年中,有7年时间每年会有13次月亮,也就是,其中11个月中每月有1次圆月亮,另外一个月有两次圆月亮。将同一个月中的第二次满月称为“蓝月亮”。后来,这种解释的“蓝月亮”被应用。1980年美国电台广播节“StarDate”,应用这种定义的“蓝月亮”。 “蓝月亮”作为同一个月中的第二次满月被广泛传播并接受。
2015年7月份月相图
天空中会出现蓝色的月亮吗?
通常情况下,月亮是红黄色的,人们很少能够看到蓝色的月亮。只有当火山爆发或森林着火时,它们产生的火山灰、烟雾或尘埃粒子抛到大气中,这些粒子散射蓝光,这时的月亮看起来是蓝色的。
“蓝月亮”预示着灾难,并没有科学的根据。但是,当地球上有火山爆发或森林发生大火时,有可能会看到蓝色的月亮。
1883年,印尼的喀拉喀托火山爆发,像一个威力庞大的原子弹爆炸,火山灰飘到地球大气层的高处,使月亮出现蓝色近两年。1950年发生在瑞典,1951年发生在加拿大的森林火灾,使烟雾或尘埃粒子漂浮在大气中,人们看到了蓝色的月亮。
森林大火导致天空中烟雾弥漫
1980年美国Mount St. Helens火山,1983年墨西哥的El Chichón火山以及1991年菲律宾Mount Pinatubo的火山爆发后,人们也都看到了蓝色的月亮。
火山爆发释放的火山灰进入大气层
能够看到蓝色月亮最关键的因素是空气中存在许多直径略大于0.7微米(红波) 且小于1微米的粒子。通常情况下,这种状况在大气中是罕见的,只有当火山爆发或森林发生火灾时,才会产生很多这种尺度的粒子,它们倾向于散射蓝光,这时才会看到蓝色的月亮。
7月31日将要看到的月亮是“蓝月亮”,但不是蓝色的月亮。
月亮的颜色:红月亮?蓝月亮?灰月亮?
通常我们仰望星空,看到的月亮是红黄色的,那么在什么情况下,会出现不同颜色的月亮?
空间卫星上拍摄的月球照片是灰色的。因为月亮的表面主要有氧、硅、铁、钙、铝等组成。其中颜色较深的部分,是月亮上的黑斑,形貌很像地球上的海洋,叫雨海、静海、云海等。组成月海的主要是玄武岩,颜色比较黑,对太阳的反光比较弱,所以看上去比周围月陆区暗一些。除了这些黑色斑块以外,颜色较浅的部分是月亮上的“陆地”,也称为月陆,平均高出月海2~3千米,也称为月球高地。组成月陆的岩石主要是斜长岩,它们的颜色比较浅,看上去比月海明亮。
真实的月球颜色
我们从地球上看月亮是穿过地球的大气层看到的月亮,它并不是真实的月亮的颜色,而是经过大气散射后看到的月亮颜色。太阳光经过大气后,一部分波长的光被散射掉,而另一部分波长的光可以直接穿过。
当月亮出现在地平线附近时,光几乎通过所有的大气,大部分蓝光被散射掉,红光并没有被散射,这时的月亮看起来是红色的。当月亮出现的高度增高时,它穿过的大气层很薄,这时月亮看起来是黄白色的。
月上中天时,月亮呈黄色
当发生月全食时,月亮并不会完全消失。因为地球有大气层,太阳光穿过大气层时,波长较短的蓝光被大气散射掉了,剩下波长较长的红光,所以,我们会看到“红月亮”。
月全食时,红月亮
当地球上,火山爆发或者森林起火时,会释放大量的灰尘和粒子。这些粒子将波长较长的红光散射掉,而波长较短的蓝光得以保留,这时我们会看到蓝色的月亮。
蓝色的月亮
延伸阅读
月上一日,地上一月
月球到地球的距离约40万千米,月球的直径约为地球直径的1/4。月球的表面积有3800万平方千米,中华人民共和国陆地版图的面积是960万平方千米,也就是说月球的表面积大约相当于四个中国陆地的版图总和。由于月球自转一周的时间大约是一个月,月球绕着地球运行一圈的时间也是一个月。这两个运行周期相等,所以不论在地球的何时何地,永远只能看到月球的正面,而月球的背面是不可能在地球上看到的,这就是因为月球的自转周期和它的绕地球公转的周期相等所造成的。正因为是这样,月球自转一周的时间接近于一个月,所以月球的一天接近于我们地球的一个月,也就是说,月球的白天接近地球的半个月,月球的黑夜也接近地球的半个月。所以我们过去常说,“天上一日,地上一年”,在月球上的一日相当于地球的一个月。
地球人永远只能看到月球的正面。
月球上有风霜雨雪吗?
地球上的气候
月球上的大气浓度大约是地球上的一万亿分之一,相当于没有大气,是一个超高真空的世界。除了月球南北极太阳永远照不到的深坑中可能有水冰之外,月球上也没有水。没有了空气和水,月球上也就没有地球上的风、霜、雨、雪和氧化等的风化作用,也没有河流、冰川、湖泊、和海洋的侵蚀和搬运作用。
极冷极热的月球生活
由于月球上没有大气来传递热量,所以白天和夜晚的温度变化很大。白天太阳光直射的地方,最高温度可以达到130摄氏度;到了晚上没有太阳的时候,温度就会下降到零下180摄氏度左右。而且,不管是白天还是黑夜,只要是太阳没有照射到的地方,就和晚上一样冷。所以,月球上山峰的向阳面比火焰山还要热,而翻过山的背阳面却比冰窖还要冷。而地球上最冷的地方也就零下89摄氏度,那还是在毫无人烟的南极洲最冷的“冰点”上测量到的,实际上,南极洲其它地方的温度要高得多,比如,中国南极中山站的冬天最冷的时候也就是零下30多摄氏度。
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