月亮的顏色與氣候

陳潔 鄭永春

2015年7月有兩次月圓之夜，一次發(fā)生在7月1日，另一次發(fā)生在7月31日。在天文術(shù)語中，同一個月份如果能看到兩次滿月，第二次月亮稱作藍月亮。民間也有藍月亮預(yù)示著災(zāi)難的說法。7月31日人們看到的滿月是藍月亮嗎？它真的是不祥的征兆嗎？

月色朦朧，樹影婆娑

其實，天文術(shù)語中的藍月亮并不指藍色的月亮。藍月亮這個詞主要起源于西方國家。大約400年前，當(dāng)人們提起藍月亮?xí)r， 就好像“把白色說成黑色” 一樣荒謬。藍月亮后來引申為“從來不會發(fā)生”的事。英語中說，當(dāng)月亮變成藍色時，這件事才會發(fā)生，就好比我們經(jīng)常說，當(dāng)太陽從西邊升起時一樣。英語中的諺語Once in a blue moon，就意味著幾乎不會發(fā)生的事情。

那么天文中的藍月亮究竟是什么意思呢？根據(jù)歷法計算，兩次滿月之間大約相隔29.5天左右，而我們采用的公歷中有的月份為31天，有的月份為30天，這就出現(xiàn)了一個時間差。這個時間差會導(dǎo)致一個月內(nèi)可能出現(xiàn)兩次滿月，也會導(dǎo)致一年中有可能出現(xiàn)13次滿月。這多出來的月亮就是藍月亮，是意料之外的月亮的意思，它在天文術(shù)語里有兩種解釋。

第一種：19世紀(jì)和20世紀(jì)早期，美國緬因州的農(nóng)歷中給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民列出了藍月亮的日期。指出在通常情況下，一個季度有3個滿月。如果在一個季度中發(fā)生了4次滿月，第三次滿月被稱作藍月亮。

第二種：1946年，美國人在《天空和望遠鏡》雜志中的一篇文章“Once in a Blue Moon”中誤解了緬因州農(nóng)歷中的解釋，將19年中存在7次藍月亮誤解為在這19年中，有7年時間每年會有13次滿月，也就是，其中11個月中每月有1次滿月，另外一個月有兩次滿月，將同一個月中的第二次滿月稱為藍月亮。后來，這種解釋的藍月亮被使用。1980年美國電臺廣播節(jié)目“Star Date”使用這種定義的藍月亮。藍月亮作為同一個月中的第二次滿月被廣泛傳播并接受。

天空會出現(xiàn)藍色的月亮嗎？

通常情況下，月亮是紅黃色的，人們很少能夠看到藍色的月亮。只有當(dāng)火山爆發(fā)或森林著火時，它們產(chǎn)生的火山灰、煙霧或塵埃粒子拋到大氣中，這些粒子散射藍光，這時的月亮看起來才是藍色的。

藍月亮預(yù)示著災(zāi)難并沒有科學(xué)的根據(jù)。但是，人們看到藍月亮與地球上有火山爆發(fā)或森林發(fā)生大火有關(guān)。

1883年，印尼的喀拉喀托火山爆發(fā)，像一個威力龐大的原子彈爆炸，火山灰飄到地球大氣層的高處，使月亮出現(xiàn)藍色近兩年。1951年發(fā)生在加拿大的森林火災(zāi)使煙霧或塵埃粒子漂浮在大氣中，人們看到了藍色的月亮。1980年美國圣海倫火山、1983年墨西哥的艾爾奇沖火山以及1991年菲律賓皮納圖博的火山爆發(fā)后，人們也都看到了藍色的月亮。

能夠看到藍色月亮最關(guān)鍵的因素是空氣中存在許多直徑略大于0.7微米且小于1微米的粒子。通常情況下，這種狀況在大氣中是罕見的，只有當(dāng)火山爆發(fā)或森林發(fā)生火災(zāi)時，才會產(chǎn)生很多這種尺度的粒子，它們傾向于散射藍光，這時人們才會看到藍色的月亮。

所以，2015年7月31日人們看到的月亮是“藍月亮”，但不是藍色的月亮。

紅月亮？藍月亮？灰月亮？

通常人們仰望星空，看到的月亮是紅黃色的，那么在什么情況下，會出現(xiàn)不同顏色的月亮？

空間衛(wèi)星上拍攝的月球照片是灰色的。因為月亮的表面主要由氧、硅、鐵、鈣、鋁等組成。其中顏色較深的部分是月亮上的黑斑，形貌很像地球上的海洋，叫月海、雨海、靜海、云海等。組成月海的主要是玄武巖，顏色比較黑，對太陽的反光比較弱，所以看上去比周圍月陸區(qū)暗一些。除了這些黑色斑塊以外，顏色較淺的部分是月亮上的陸地，也稱為月陸，平均高出月海2000～3000米，也稱為月球高地。組成月陸的巖石主要是斜長巖，它們的顏色比較淺，看上去比月海明亮。

人們從地球上看月亮是穿過地球的大氣層看到的月亮，它并不是真實的月亮的顏色，而是經(jīng)過大氣散射后的月亮顏色。太陽光經(jīng)過大氣后，一部分波長的光被散射掉，而另一部分波長的光可以直接穿過。

當(dāng)月亮出現(xiàn)在地平線附近時，光幾乎通過所有的大氣，大部分藍光被散射掉，紅光并沒有被散射，這時的月亮看起來是紅色的。當(dāng)月亮出現(xiàn)的高度增高時，它穿過的大氣層很薄，這時月亮看起來是黃白色的。

當(dāng)發(fā)生月全食時，月亮并不會完全消失。因為地球有大氣層，太陽光穿過大氣層時，波長較短的藍光被大氣散射掉了，剩下波長較長的紅光，所以，我們會看到紅月亮。

當(dāng)?shù)厍蛏匣鹕奖l(fā)或者森林起火時，會釋放大量的灰塵和粒子。這些粒子將波長較長的紅光散射掉，而波長較短的藍光得以保留，這時我們會看到藍色的月亮。

月上一日，地上一月

月球到地球的距離約40萬千米，月球的直徑約為地球直徑的1/4。月球的表面積有3800萬平方千米，中華人民共和國陸地版圖的面積是960萬平方千米，也就是說月球的表面積大約相當(dāng)于4個中國陸地的版圖總和。

月球自轉(zhuǎn)一周的時間大約是一個月，月球繞著地球運行一圈的時間也是一個月。這兩個運行周期相等，所以不論在地球的何時何地，永遠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，這是因為月球的自轉(zhuǎn)周期和它繞地球公轉(zhuǎn)的周期相等。正因為月球自轉(zhuǎn)一周的時間接近于一個月，所以月球的一天接近于我們地球的一個月，也就是說，月球的白天接近地球的半個月，月球的黑夜也接近地球的半個月。

月球上有風(fēng)霜雨雪嗎？

月球上的大氣濃度大約是地球上的一萬億分之一，相當(dāng)于沒有大氣，是一個超高真空的世界。除了月球南北極太陽永遠照不到的深坑中可能有水冰之外，月球上也沒有水。沒有了空氣和水，月球上也就沒有地球上的風(fēng)、霜、雨、雪和氧化等的風(fēng)化作用，也沒有河流、冰川、湖泊和海洋的侵蝕和搬運作用。

由于月球上沒有大氣來傳遞熱量，所以白天和夜晚的溫度變化很大。白天太陽光直射的地方，最高溫度可以達到130℃;到了晚上沒有太陽的時候，溫度會下降到-180℃左右。而且，不管是白天還是黑夜，只要是太陽沒有照射到的地方，就和晚上一樣冷。

所以，月球上山峰的向陽面比火焰山還要熱，而翻過山的背陽面卻比冰窖還要冷。地球上最冷的地方也就-89℃，那還是在毫無人煙的南極洲最冷的“冰點”上測量到的，實際上，南極洲其他地方的溫度要高得多，比如，中國南極中山站的冬天最冷的時候也就是-30℃左右。

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