探索月球运动及其相位-太阴月和天象

月球围绕地球的公转周期亦称为恒星月，为27天7小时43分钟11秒(1)。正是由于这一运动，月球被照亮的一面以不同的方向出现在我们眼前，我们由此欣赏到了不同月相的交替。然而，同一月相的回归需要比公转周期更长的时间，因为在月球围绕地球运动的同时，地球也在围绕太阳进行公转。例如，满月时月球恰好与太阳隔地球相对，如果此时将月轨上月球的位置有形化，月球将在27天7小时内重新回到这一点；但这时这一点将不再像以前一样与太阳相对，与初始照明方向相比，地月系统已经转了一定的角度，因此月球将不得不在其轨道上再前进一点，才会再次处于我们要求的相对位置上。正是因为月球的额外前进，同一月相的回归即会合周的平均周期为29天42小时44分钟(2)；这一周期的持续时间会随着不均匀的月球运动而有所变化，而月球运动之所以不均匀，主要是由于月球轨道的偏心率及其主轴方向的移动，月球轨道主轴完整环绕一圈的时间为18年又11天(3)。会合周又被称作朔望月或太阴月，它决定了月球上每一点的日夜交替的持续时间。事实上，尽管月球的照明条件具有明显的规律性，但要想将其讲解清楚还是相当困难的。我们刚刚提到了月球轨道主轴方向的变化，月球轨道面与地球轨道面的平均倾角为5度18角分(4)，因此我们可以想象运动中的月球轨道就像一个正在自转的陀螺的赤道，与此同时，其自转轴形成了一个垂直的圆锥。为了全面分析月球轨道的运动机制，我们需要开展丰富的研究；但在此处我们只需考虑月球运动所造成的后果，这后果影响到了月球之于太阳、地球的位置。在日地月相对位置所形成的天象中，对我们而言最为明显的便是日食或月食。

Rayons du Soleil：太阳光；N.L：新月；P.L：满月；P.Q：上弦月；D.Q：下弦月 月球相位的笼统解释 这些表象是我们在地球上的可变角度下所观察到的被太阳照亮的部分月球球体（这部分球体呈现出的度数越来越大）。外围的图形对应的月球的主要位置使之呈现出了不同的月貌，也就是我们所看到的月相。

Orbite de la Terre：地球轨道；Orbite de la Lune：月球轨道 相对于地球轨道平面，月球轨道的倾角方向可变。当两个平面的交点对应于日地连线时，经过A点的月球将遮住太阳，发生日食，而经过A’点的月球则会被地球阴影遮住，发生月食。当交点不再与日地连线相对应时，B点的新月不会遮住太阳，而B’点的满月也不会被遮住。

本书中的一幅插图已经简要解释了食的发生原理——要么是月亮横在日地之间，遮住了我们视野中的太阳圆面，要么是月亮藏进了地球球体投下并延伸的阴影里，接收不到太阳的照明，所涉及的这三个天体必然处在一条直线上。这种情况只有在月球通过其倾斜轨道平面与日地连线之间的交点时才会出现。换作其他任何朝向的月球轨道平面，当月球穿过两个交叉平面的交点时，不再正对着太阳，抑或与之相反躲进地球的阴影里；当行经地球与太阳之间时，经过升交点或降交点区域的月球在透视图上要么在太阳的上方或下方，要么在地球影锥的上方或下方。

月球被照亮的半球经过轨道不同位置，形成了变化的月相。鉴于以上照明条件的复杂性，我们对月相的解释只能是泛泛而谈。从示意图中可以看出，新月出现时，月球行至地球与太阳之间，并以未被照亮的一面朝向地球；此时，如果月球恰好处在理想的位置上，就会发生日食。这些周期性的必要条件很少会被满足，每个月的新月之时都是太阳与月球相合的时刻，也就是说月球位于天球的一个大圆上，且与黄道平面垂直。满月时恰恰相反，月球并不是正对着太阳（因为这样的话，月球就会被地球的阴影遮住，发生月食），而是位于一个从太阳对面经过的大圆上。

如果我们想要明确指出月球不同地点照明情况所造成的后果，就得面对大量需要长期研究宇宙志来看的示意图，因此我们从简解释月球的相位（此处附有这一经典解释的图示）。就仅仅记住原理吧，这一原理会让我们更好更深入地理解月球表面的景观、现象、物理环境以及各种可见的月貌。在下面的篇章中，我们会逐一介绍以上提到的各项事实。(www.xing528.com)

不同视角下呈现出的在天平动作用下的月球球体细节

(1) 根据2009年由科学出版社出版的《天文学新概论（第4版）》，一个恒星月为27.32天，即27天7小时40分钟48秒。

(2) 根据2009年由科学出版社出版的《天文学新概论（第4版）》，会合周的平均周期为29.53天，即29天12小时44分钟38.4秒。

(3) 根据2009年由科学出版社出版的《天文学新概论（第4版）》，这一时间现精确为18.6年。

(4) 现月球轨道面与地球轨道面平均倾角精确为5度9角分。