什么是月球公转和月相？

什么是月球公转和月相？

月亮是个颇有趣味的天体。这不仅在于它有美妙的神话传说，还在于它能在长空漫步和就地转圈子。用天文学上的话来说，就是月亮的运动。

月亮有2种运动：围绕地球的公转和绕轴自转。此外，在地球上看来，还有像其他星星一样的东升西落运动。不过，那不是月亮本身的运动，而是地球自转的反映。

行啊，行啊，走不完的路，转不完的圈子。月亮在自己的轨道上，围绕地球转了40多亿年了，还没停歇过。

月亮绕地球运行的轨道叫白道。白道是一个椭圆，扁扁的，地球位于椭圆的一个焦点上。白道上距离地球中心最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。近地点到地球中心的距离是356400千米，远地点到地球中心的距离是406700千米。

天体运行轨道的形状由它的偏心率决定。偏心率大，表示椭圆较扁；偏心率小，椭圆较圆。白道的偏心率是0.0549，比黄道略扁一些。

白道和黄道相交于2点，一是升交点，一是降交点。这两点的位置不是固定不变的，而是不断地西移，每隔18年7个月，沿黄道移动一圈。由于交点西移，月亮东移，所以月亮连续2次经过某一交点的时间间隔，比它连续2次经过某一恒星的时间间隔要短。

前者叫交点月，后者叫恒星月。交点月等于27.21天，恒星月等于27.32天。因为只有当月亮位于交点附近时，才有可能发生日食和月食，所以月亮经过交点的时间，同日、月食有很大关系。

白道不仅同黄道有一定的夹角，同它的赤道面也有6°41′的夹角。因为这一倾斜的存在和月亮运行速度的不均匀性，在月球运动过程中，地面上某一固定地点的观测者，才能看到一半以上的月亮表面。

月亮的自转和公转最直接的反映就是月相的变化。“人有悲欢离合，月有阴晴圆缺，此事古难全。”这是苏东坡的著名词句。

十五的月亮，圆圆的，明亮的，像一面明镜，洁白，美好。“花好月圆”更是一种诗情画意的境界。然而被人称作“天灯”的明月，并不是夜夜照耀在天空的。

在农历初八、九和廿二、廿三，天边的明月变成了阴阳脸，半边明亮，半边黑暗。在农历初三四和廿五六，月面明亮的部分更少，只有镰刀似的弯弯一钩月牙。而农历月初和月底，连月牙也不复存在了。

这是怎么回事呢?很多人不知道。于是出现了种种猜想。有的人认为，有东西挡住了月亮;全部挡住，看不见月亮;挡住一部分，看见部分月亮；一点不挡，看见一轮明月。

也有人认为，月亮半边发光，半边不发光。不发光的半边朝我们的时候，我们看不见月亮。发光的半边朝我们的时候，我们看见圆圆的月亮。在这两种情况中间，我们看见部分月亮。

这些说法貌似有理，其实都是错误的。早在我国东汉时期，著名天文学家张衡就认识到，月亮本身不发光，它是被太阳照亮的。朝向太阳的一面就亮，背着太阳的一面就暗。他在《灵宪》中写道：“月光生于日之所照，魄生于日之所蔽；当日则光盈，就日则光尽。”这些认识是正确的。

月亮本身的确不会发光，是靠反射太阳光而发亮的。没有太阳的照耀，我们便看不到月亮。太阳只能照亮半边月亮，另外半边照不到。只有向太阳的一面才明亮，背太阳的一面是黑暗的。

月亮在绕地球公转的过程中，太阳、地球和月亮的相对位置是经常改变的，地面观测者所看到的月面明暗部分，也将随着这三者相对位置的变化而变化。月亮盈亏圆缺的各种形状叫做月亮的位相，简称月相。月相的变化就是日、月、地三者相对位置变化造成的。

月相变化图是月亮、太阳和地球三者相对位置的示意图。当月亮转到太阳和地球之间时，月亮朝地球的一面背着阳光，因此我们看不见月光，这是朔日。朔日在农历初一。

朔日后的第一天，太阳刚落山，月亮就在西方地平线上了。往后，每隔一天，月亮就东移一点，向地球的一面被太阳照亮的部分也增加一点。

朔后两三天，天空就出现一钩弯弯的娥眉月，习惯上叫做新月。在娥眉月的时候，往往能在月牙外面看到稍暗的一圈光辉，这叫灰光，或称新月抱旧月。这个所抱的旧月不是别的，正是我们地球反射的太阳光照到月亮上的结果。

新月以后，月亮继续东移。我们见到的月面部分也继续增大。到朔日后七八天，即农历初七八时，朝地球的月亮，半边黑暗，半边明亮，因此我们能看到半边月亮，这叫“上弦”。

“上弦”以后，月亮渐渐转到和太阳相对的一边，朝地球的一面照到太阳光的部分越来越多。当太阳、月亮和地球三者成一直线，地球位于太阳和月亮中间时，朝地球的一面月亮全部被太阳照亮，我们能看到整个圆面，这叫满月，或者叫“望日”。“望日”一般在农历十五或十六。

“望日”以后，月亮继续绕地球运行。但日、月、地的相对位置发生了变化，因此朝地球的一面被太阳照亮的部分在逐渐减少。“望日”后七八天，即农历廿二三的时候，朝地球的一面月亮又是一半明亮，一半黑暗，我们又只能看到半个月亮。这叫“下弦”。

下弦以后，月亮继续绕地球运行。朝地球一面的月亮被照亮的部分越来越少，最后只剩弯弯一钩月牙，这叫“残月”。

在农历月底的时候，连一丝残月也见不到，最后又回到朔日。

月相这样周而复始地变化着。月相变化的周期叫做朔望月，一个朔望月等于29.53天。为了计算方便，一个月平均为29.5天。月大30天，月小29天。

在编制农历的时候，“朔”日规定在每月初一。由于月相变化的真正周期(29.53天)比一个朔望月(29.5天)长，所以“望日”不一定在农历十五，可能在十六或者十七。

仔细观察月夜星空，不难发现月亮的运动和其他星星不同。月亮升起的时间，同前一天与它同时升起的星星相比，比任何星都迟，好像它在向东方后退似的。这个现象还可由日落时月亮在天空的位置看出来。

在朔日，夕阳傍山时月亮位于西方地平线上。在娥眉月时，它位于西南方天空。上弦时，它升到了正南方向。

“满月”时，“日落西山，月升东海”。下弦时，月亮姗姗来迟，半夜才从东方地平线上爬起来。残月出现，天已黎明了。

这种现象是月亮公转造成的。根据计算，月亮每天相对于恒星东移13.2度，每小时大约移半度，月亮的圆面也大约只有半度，所以，月亮每小时在恒星之间约移动一个月面的距离，27天多就可以移动360度，也就是一圈。

就是说，假如月亮起初位于一颗亮星附近，第二天它就到了该星东面13.2度，第三天在该星东面26.4度，以此类推。27.32天以后，它们又走到一起来了。月亮这种从某恒星出发，在天空周游一圈，又回到该星附近同一位置的时间间隔叫做恒星月。前面说过，一个恒星月等于27.32天。

综上所述，恒星月、朔望月和交点月的长度是不相同的。为便于记忆，将它们列在下面。

朔望月：29.53天，恒星月：27.32天，交点月：27.21天。

知识点

黄道

黄道是地球绕太阳公转的轨道平面与天球相交的大圆。由于地球的公转运动受到其他行星和月球等天体的引力作用，黄道面在空间的位置产生不规则的连续变化。但在变化过程中，瞬时轨道平面总是通过太阳中心。这种变化可以用一种很缓慢的长期运动再叠加一些短周期变化来表示。