今晚有超級藍色紅月亮！等等，這到底是什麼顏色？

人物 02-01

也許這幾天，在你的大腦接收的眾多信息中，1月31日的「紅月亮」、「超級月亮」和「藍月亮」閃現過幾次，到底天上有幾個月亮？

如果你的家中有一個還在上幼兒園的孩子，又要怎麼和他/她講述月食現象呢？難道要說「狼人」或「天狗吃月亮」這類傳說故事嗎？

今天，筆者就借著此文，和大家聊聊這輪超級藍色紅月亮（super blue red moon）到底是怎麼回事。

1. 月全食帶來紅月亮

1月31日晚，天空將上演月全食。屆時，只要天氣晴朗，我國幾乎所有地區都能欣賞到一輪「紅月亮」高懸夜空的迷人景象。

我們能看見一個物體，是因為我們的眼睛接收到從這個物體發出的光。月球本身不發光，是靠反射太陽照射到它表面的光而「發光」的。

當太陽、地球和月球處在一條直線上時，地球在中間，擋住了太陽直接照射到月球上的光，即整個月球落在地球的影子里，便會發生月全食。發生月全食時，月亮並沒有消失，只是亮度變暗，顏色變紅，因此那時的月亮被稱作「紅月亮」或「血月」。

月全食的原理示意圖。圖片來源：timeanddate.com

不難發現，發生月全食時，我們會看到天上的一輪滿月。滿月月月有，為什麼月全食卻不是月月有呢？這就難在，月全食的發生要求太陽、地球和月球處在一條直線上。

想像有一個以地球球心為中心、半徑無限大的球，它叫做天球，所有的天體都位於這個天球面上。地球一年圍著太陽繞轉一圈，會造成我們能看到太陽一年在天球面上轉動一圈，我們將太陽在天球上的移動路線稱作黃道。

同理，將月球在天球上的移動路線稱作白道。黃道面和白道面並不在同一個面上，而是存在一個約5度的夾角。所以如要滿足太陽、地球和月球處在同一直線上，就有一個苛刻的必要條件：月球和太陽均位於黃道和白道面的交點附近。

2. 月亮為什麼這麼紅？

要回答這個問題，要注意到兩個重要的因素：陽光中的可見光近乎白光，包含了不同波長的可見光，波長越短，顏色越藍；第二個因素是地球的大氣。

月全食時，地球擋在了太陽和月亮之間，太陽光不能直射到月亮上。只有部分太陽光經過地球大氣層折射之後照到月亮上。由於光會受到地球大氣中比波長更小的微粒（如氣體分子）的散射，顏色越藍的光被散射的程度越厲害，結果經地球大氣折射抵達月球上的光就主要以紅光為主，所以月亮看起來就是「紅月亮」。

試想，假設沒有地球大氣層，我們在月全食階段看到的就不是「紅月亮」，而是看不到月亮了（或者你可以說，看到了「黑月亮」）。

你一定要問：那為什麼平時偶爾也會看到紅月亮呢？此紅月亮非彼紅月亮。

平時出現紅月亮，具有一定的幾率。如果視線方向上月亮位置低、在地平線附近，經月亮表面反射的太陽光會穿過地球大氣層，短波長的藍紫光被散射至天空，從而進入我們眼睛的光以紅光為主，因此使得看到的月亮偏紅。但這種顏色程度的變化並沒有那麼明顯，如果未經專業人士的提前預報，很難被大眾注意到。

簡單來說，月全食的「紅月亮」，是抵達月球表面的太陽光就已經被地球大氣層散射和折射過，不論在地球的哪個位置看，都是紅月亮。而平時看到的「月亮紅」，是照到月亮的太陽光沒經過地球大氣層的影響，而是在進入我們眼睛之前，經地球大氣層散射過，僅僅在地球的某些位置看，才是「月亮紅」。

3. 「月亮紅」是哪種紅呢？

月全食時，月亮可能的顏色並不那麼單一，從淡橙色到深紅色都有可能，取決於地球大氣的質量。一般來說，月食時月面的亮度和顏色可區分為以下5級：

0級，非常暗淡，幾乎看不見；

1級，稍亮，呈灰色或褐黃色；

2級，微亮，呈鐵鏽紅色，中心有些暗斑，陰影區邊緣相當明亮；

3級，呈磚紅色，陰影區邊緣可能呈黃色；

4級，呈銅紅色或橙色，非常明亮，陰影區邊緣可能呈綠松石色或淺藍色。

月全食的亮度和顏色等級示意圖，圖片來源:timeanddate.com

4. 月全食有幾個關鍵時刻？

如果地球沒有大氣，太陽光無法照射到本影區，月球進入本影區的部分就無法被我們看見；而半影區則能收到部分太陽光，月球進入半影區的部分仍可以被我們看見，只是亮度變暗。

然而地球是有大氣的，因此本影區仍然有來自經地球大氣折射後的陽光，顏色偏紅，因此進入本影區的月球仍是可見的，且顏色偏紅，亮度更暗。月球進入半影區時，除了亮度變化，顏色也有變化，顏色偏紅，但紅色程度比本影區的表現更低。

月全食的全過程，可以用7個時刻來串聯表示。

1.月球自西向東圍繞地球轉動，當月球的邊緣剛接觸地球的半影，就是半影食始時刻；

2.月球繼續運動，當月球的邊緣剛與本影接觸時，便是初虧時刻；

3.當月球剛全部進入地球的本影時，便標誌食既了；

4.當月球中心與地球本影中心最接近時，表示此次月全食的食甚了；

5. 隨著月球位置的繼續移動，當月球剛與本影的另一端相接觸，且月球仍位於本影內時，表示月球馬上進入半影區域，就會更亮，因此用「生光」來命名該時刻；

6.隨著月球剛剛完全走出地球的本影，「復圓」時刻到了；

7.當月球剛剛完全走出地球的半影，便半影食終了。

1月31日的月全食，這7個時刻對應的時間分別是北京時間18:51:13, 19:48:27, 20:51:47, 21:29:51, 22:07:51, 23:11:11, 00:08:29。

從食既到生光，全食階段共持續1小時16分4秒。

2018年1月31日月全食的時刻圖，圖片來源：NASA

從2001年至2100年這100年間，全食階段時間最長的月全食當屬2018年7月27日晚，持續時間達1小時42分57秒，也表明當晚食甚時，月球中心和地球本影中心最接近。

5. 藍月亮其實並不藍

1月31日的月全食還伴隨著「藍月亮」的現象。

也許你會問，「藍月亮」難道是指月亮還會變成藍色嗎？不是的。

顏色不藍的藍月亮最開始只有一種定義，指如果一個天文季節中出現了四次滿月，那麼第三次滿月被稱作「藍月亮」。

至於為什麼稱作「藍月亮」，有個歷史原因。古人喜歡藉助月相的變化來追蹤季節變遷，這點不難從農曆看出。依據不同的文化背景，每個月的一次滿月都被賦予了特別的名字，例如1月的滿月被稱作狼月、老月、冰月、血月、聖誕之後的月。

一個天文季節三個月，一般情況下會出現三次滿月，假設出現了四次，那麼第一次、第二次和第四次還依據原來的三個滿月名字來稱呼，但第三次滿月就沒有名字。於是，人們就給它取了一個浪漫的名字——blue moon，藍月亮。

1946年，天文愛好者James Hugh Pruett誤解了第一種定義，在他發表於《天空和望遠鏡》的文章中，將一個月的第二個滿月稱作藍月亮。雖然他後來做了更正，但這種定義已經廣泛傳播，並得到了認可，並作為藍月亮的第二種定義流傳至今。

1月31日，大家稱當晚的月亮是藍月亮，採取的便是這第二種定義。今年1月份就出現了兩次滿月，第一次在1月2日，第二次在1月31日，故31日當晚的月亮又被稱為「藍月亮」。

多久會出現一次顏色不藍的「藍月亮」呢？以第二種定義為例，每兩次相鄰的滿月平均相隔29.5天，而目前國際上大多數國家通用的格里高利曆將每個月時間規定為30天或31天（2月除外），因此平均每32個月就會出現一次「藍月亮」。英語中「Once in a blue moon」形容事情的罕見，便是由此而來。

剛才說的都是顏色不藍的藍月亮。還有一種更罕見的藍月亮，與第幾次滿月或月相無關，此處「藍」真的指「藍」，當大氣中懸浮有大量的塵埃顆粒（尺寸大於0.7微米）時，這些顆粒對月光的散射會造成月亮看起來有點藍。

6. 超級月亮有多「超級」？

至於超級月亮，顧名思義，是指1月31日的月亮比平常看到的月亮更大。

其實，超級月亮這一名詞不是源於天文學家，而是1979年由美國占星師理查德·諾艾爾提出的，指一種新月或滿月時月亮位於近地點附近的現象，月亮位於近地點時正好出現新月，稱為超級新月；月亮位於近地點時正好滿月，稱為超級滿月。而新月無法被我們觀測到，更無從談起它的大小及亮度變化，因此如今超級月亮多指超級滿月。

由於月球繞轉地球運行的軌道並不是正圓形的，而是一個橢圓形。月球到地球的平均距離約是38萬千米，月球位於近地點時，距離地球的平均距離為36.3萬千米，而位於遠地點時，平均距離為40.6萬千米。當月亮距離我們近時，看到的月亮便大一些。

需要指出的是，究竟月球近地點到地球的距離為多少範圍以內的滿月才可以稱之為「超級月亮」，也沒有一個標準的說法。定量來看，「超級月亮"發生時，比遠地點的月亮大12%-14%，也要更亮30%左右。

「超級月亮」比遠地點處的滿月大14%，亮度更亮30%。圖片來源:timeanddate.com

超級月亮平均每14個月發生一次。2018年的超級月亮發生的時間是1月2日，上一次「超級月亮」出現在2016年11月14日，下一次「超級月亮」將在2019年2月19日（當天是元宵節）出現。所以，如果按照超級月亮出現的周期來看，1月31日的月亮並非超級月亮，但也是比較大的月亮，因此稱它「超級」可以接受。

7. 紅月亮、藍月亮和超級月亮同時出現？

雖然月全食、藍月亮和超級月亮都是比較規律的天文現象，但是同時出現，就是罕見的天文奇觀。

1月31日，既有月全食帶來的紅月亮、又是本月的第2次滿月、月亮還離地球很近，這個現象上一次出現是在1866年，也就是152年前！

不過大家不要擔心什麼超自然事件的出現，只要好好欣賞就行了。

紅月亮，是月全食時的月亮，與天狗沒關係。雖然紅月亮發生在月圓之時，但鑒於月圓之夜狼人會變身，是一種民間傳說，你也可以告訴你的孩子：紅月亮時，也不用擔心什麼狼人。