臺灣地區可見月出帶食,全食歷時12.2分,在本影區內共歷時3時29.6分,包含在半影區內則共歷時約4時57.0分,食分約1.006。月球通過地球本影區的北邊。當天月球在室女座,角宿一在其鄰近。

 

2

壹‧特點:

  1. 月全食是所有壯觀天象中最容易觀察的,憑藉雙眼即可觀察,或以一般攝影器材就可拍攝。本次月全食發生時間又恰逢傍晚時分,適合闔家觀賞。
  2. 因月球幾乎從地球本影北邊擦邊而過,使得本次月全食是本世紀全食時間最短者,地心所見全食長度僅有4.7分,在地表的臺灣地區可見的全食長度為12.2分。(地心與地表所見的全食時間差異,乃受月球距離、經度與緯度等因素影響所致。)
  3. 本次月全食是2014年至2015年連續4次月全食(四連月全食)中的第3次。
  4. 臺灣地區可見月出帶食,月亮於18:04升起時,已過了半影食始,正處在地球半影中,而後18:15初虧,至21:45復圓,全程3小時30分;如計入至半影食終(23:01)階段,則全長達近4小時57分。
  5. 地心所見食分1.0008,在19:54食既至20:06生光共約12分鐘的全食階段,可見全部進入地球本影的月亮呈現鮮亮的橘紅色外觀。
  6. 本次月球移動軌道由地影北邊通過,月球南端比北端還接近地影中心,所以月球南端會比北端暗。
  7. 本次月全食發生時,恰好清明連假中的的兒童節當天的傍晚,適合全家扶老攜幼一同觀賞。
  8. 本次月全食發生時,在月球通過遠日點後3日,月球視直徑比今年第2次恰好逢今年最大滿月的月全食(9/28)還小了約13%。但臺灣地區無法看到9/28的月全食。
  9. 上一次月食:2014年10月8日,月全食,臺灣地區可見月出帶食
    下一次月食:2015年9月28日,月全食,臺灣地區不可見
    上一次臺灣地區可全程見月全食:2011年12月10日
    下一次臺灣地區可全程見月全食:2018年1月31日

貳‧本次月食發生過程與時間:

本次月全食的本影最大食分為1.0008。全球全食歷時4分43秒,本影食共歷時3時29分00秒,包含半影食共歷時5時57分32秒,月球在全食間快速通過地球本影最北方邊緣。此次僅太平洋海上,澳洲東部、日本東部、阿拉斯加西部全程可見;北美洲、南美洲西部可見月沒帶食;中國大陸沿海、東北亞、臺灣、菲律賓、印尼西部島嶼以及澳洲西部可見月出帶食;其餘地區不可見。臺灣地區可見月出帶食。

臺灣地區可見月出帶食,全食歷時12.2分,在本影區內共歷時3時29.6分,包含在半影區內則共歷時約4時57.0分,食分約1.006。月球通過地球本影區的北邊。當天月球在室女座,角宿一在其鄰近。

以下為月全食發生的詳細過程與時間位置: 

過程

時間

臺北(天文館)

說    明

方位角(度)

仰角(度)

半影食始

17:00

----

----

臺灣地區不可見

月出

18:04

 95.6

----

 

初虧

18:15.5

 96.8

 1.7

月球邊緣與地球本影接觸,偏食開始。

食既

19:54.2

108.4

22.8

月球恰好完全進入地球本影,全食開始。

食甚

20:00.3

109.2

24.1

月球最接近地影中心的時刻。

生光

20:06.4

110.1

25.4

月球恰好開始離開地球本影,全食結束。

復圓

21:45.1

128.3

44.4

月球邊緣完全離開地球本影,偏食結束。

半影食終

23:00.8

151.9

55.2

月球邊緣完全離開地球半影,不易察覺。

備註:
◆日沒時間   18:11
◆民用暮光終18:34 — 太陽在地平面下6度,開始感覺天色暗下。
◆航海暮光終19:01 — 太陽在地平面下12度,天空明顯昏暗,但尚有殘餘暮光。
◆天文暮光終19:29 — 太陽在地平面下18度,暮光完全消逝,天色全暗。

▲2015/4/4月全食,月球移動軌跡與全球可見概況。

參‧如何觀測月食:

◎肉眼觀看

月全食是所有壯觀天象中最容易觀察的,因為它發生時間預報誤差小,不若太陽般刺眼而對眼睛有危險性,比彗星或行星等大許多而無需動用望遠鏡才能觀察,變化緩慢而不需神經緊繃地深怕錯過任何景象,所以觀賞月全食很簡單,僅需憑藉雙眼,以最舒服的姿勢、輕鬆觀看月亮即可。

由於本次月全食發生時,月球是從地影的北側邊緣通過,故以肉眼觀看時,月球南方邊緣的明暗與顏色變化會比北方邊緣大;對於面朝東方站立的觀測者而言,則是在月亮的右半邊的變化會比左半邊大。

面朝東方觀看時,月亮升起時,右下角逐漸變暗,地影逐漸向上方遮蔽月亮,之後從月面上方偏右離開。在食既至生光共約12.2分鐘的全食階段,可見全部進入地球本影的月亮呈現鮮亮的橘紅色外觀。但因時值傍晚,天空要到19:01才明顯有暗意,至19:29才會完全暗下,因此從18:04月球東昇後到19:29月亮尚未完全進入地球本影的中途,天空背景光變化快速,月球被地球本影遮蔽的部份剛開始會受暮光影響而不明顯,到19:01以後才會變得明顯易見。不過幸好全食階段時,天空已完全暗下,月球仰角也高達22-25度左右,因此只要在東方視野沒有遮蔽的地方,都可以見到紅色月亮喔!

此外,本次月全食發生時,月亮位在室女座中,鄰近除了室女座主星角宿一之外,還有與角宿一同為春季大三角之一的牧夫座大角這兩顆1等星。此外,亮達-2.3等的木星位在巨蟹座,全食過程中全程可見木星;0.3等的土星位在天蝎座,在復圓至半影食終的階段時間內東昇。而在西半邊天空中則是非常熱鬧的冬季星座。這些皆可在月食發生時一併欣賞。

◎攝錄影

月全食攝影基本配備是相機、三腳架與快門線,挑選視野遼闊、沒有路燈等光害干擾的區域,攝影效果會比較好。由於月全食過程中,月亮明暗變化劇烈,攝影參數需隨時視情況調整。無快門線者,可利用腳架或其他物品固定相機後,開啟自拍功能來拍攝,以免因手按壓快門,讓影像晃動而顯得模糊不清。所有攝影項目均請關閉閃光燈功能。

  • 全食星野攝影:

將相機固定在三腳架上,相機鏡頭挑選稍廣者較佳,於全食階段將月亮調整於視野中,焦距調好,開大光圈,快門打開曝光10~20秒即可;由於本次全食時間長達50幾分鐘,使用數位相機者不妨多試幾種曝光參數(光圈、快門、感光度等),一定可以拍到不錯的照片。若想拍出更多的星星,可調高感光度,或以赤道儀追蹤後加長曝光時間;若無赤道儀追蹤者,曝光時間過長容易使星點和月亮拖成橢圓形而不夠美觀。

  • 月流跡攝影:

從月食初虧前至復圓後約3.5小時,將快門一直打開曝光,可以記錄月全食的光度連續變化。拍攝月流跡須用廣角鏡頭,且需先事前估算月亮從開始到結束的位置,將鏡頭位置調整好,才能在同一影像內容下整個月食過程。

月全食流跡攝影。2007/8/28。臺北天文館/吳昆臻攝於臺北天文館第二觀測室。版權為臺北天文館所有。

  • 間歇攝影:

類似月流跡攝影,相機與腳架位置固定不動,但快門每隔10~15分鐘固定開啟一次,所以相機必須具有重複曝光的功能或事後以電腦美工軟體予以合成;此外,還必須隨月亮的亮暗調整光圈大小與曝光時間,詳細資料可參考下表。

月全食間歇攝影,2007/8/28,臺北天文館/洪景川、趙瑞青攝於臺北天文館頂樓。版權為臺北天文館所有。

  • 擴大攝影:

利用長鏡頭或天文望遠鏡,或是攝錄相機本身具有縮放功能(zoom)、可將月亮盡可能放大者來拍攝。調整好焦距,按下表曝光值進行攝影即可。

▲月全食擴大攝影。2007/8/28。臺北天文館/林琦峰、李瑾攝於臺北天文館頂樓。版權為臺北天文館所有。

  • 地球影攝影:

使用長鏡頭(約200mm~500mm)的相機,將其裝設在赤道儀或攝星儀上,利用儀器追蹤抵銷地球自轉所造成的星月移動,並利用重複曝光方式將每隔20-30分鐘曝光一次,將月亮拍攝在同一張底片上。這種方式可以拍到月亮進出地球因影的景象,並藉以顯示地影的大小與位置。拍攝前需先估算好食甚時刻月球位置,以此位置為底片中心。

  • 月食攝影參考表(以感光度100為主),百分比表示進入地影的多寡。  
月相 間  歇  攝  影 放  大  攝  影
光圈 快門 f/10- f/15 f/22 f/32 f/45
滿月 f/8 1/250秒 1/125秒 1/30秒 1/15秒 1/8秒
初虧 f/8 1/250秒 1/125秒 1/30秒 1/15秒 1/8秒
20% f/8 1/125秒 1/60秒      
40% f/8 1/60秒 1/30秒 1/15秒 1/8秒 1/4秒
60% f/8 1/30秒 1/15秒      
80% f/8 1/8秒 1/2秒 1/2秒 1秒 2秒
生光 f/4 2秒 15秒      
全食 f/2.8 30秒以上 60秒以上      

肆‧月食的成因:

月球繞地球公轉的軌道稱為「白道」;跟著地球一起繞太陽公轉的軌道稱為「黃道」。月亮公轉過程中,和地球、太陽的相對位置一直改變,地球上的人們會見到不同形狀的月亮,稱為「月相」或「月亮的相位」。月相變化週期即為農曆(陰曆)的一個月,約29.53天,亦稱為一「朔望月」。

月相變化示意圖。

太陽光照射物體時,會在物體背面形成陰影。由於地球是球形,且太陽體積比地球大許多,故地球陰影是圓錐形的,其中深灰色小圓錐稱為「本影」,陽光完全無法抵達;淺灰色大圓錐稱為「半影」,仍有一部份的太陽可以照射到此處。

本影與半影示意圖

日月食成因示意圖

我們所見的月光其實是月亮表面反射的太陽光,因此當月亮恰好處在地球的本影中,無法再反射太陽光時,古時人們覺得是因為「月亮被天狗吃掉了」,便將這種現象稱為「月食」。若與月相變化圖比對,可知月亮進入地球本影時,相當於「望(滿月)」的位置,地球會介在月亮和太陽之間,因此只有在滿月時,才可能發生月食。每年可能發生的月全食最多只會有3次,最少則連1次都沒有;但如果連月偏食也計入的話,則一年的月食發生次數可多達5次。

然而,白道面和黃道面兩者並不重合,而是有個約5°9'的夾角。當月亮在望的位置時,不一定會恰好落在地球陰影中;唯有位在白道面和黃道面的交點(節點)附近時,才有機會形成月食。故月全食發生有2個必要條件:(1為月亮必須在望的位置,(2)月亮必須在白道面與黃道面的交點上,簡而言之,就是月─地─日必須幾乎成一直線。

因月球位置並不見得會恰好全部落在地球本影中,若月球全部進入地球本影中,則為月全食;若僅從地球本影邊緣通過,只有一部份月面被遮,則形成月偏食;若月球全部位在地球半影中,則為半影月食。半影月食的光度變化非常小,除非用比較靈敏的攝影器材或光度觀測儀器,否則不太容易用肉眼看出變化,所以一般都不做預報。

月食種類、成因與各階段名稱示意圖。

伍‧為何月全食的月亮是紅色的?

當月全食發生時,月亮進入地球本影,陽光本會完全被地球遮蔽而使得地球上的人們看不見月亮,然而因地球具有大氣層,陽光經地球大氣層的散射與折射後,短波長的藍光被散射掉,長波長的紅光則被大氣層折射至月球表面,因而使月亮呈現紅色。

陸‧為什麼本次月全食的時間這麼短?

月全食由食既至生光的全食階段時間長短每次都不相同,主要是受到幾個因素的影響:

  1. 地球繞太陽公轉的軌道是橢圓形的,因此有時比較靠近太陽,有時離太陽比較遠,地球陰影圓錐的大小會隨之改變,反之地球上所見的太陽大小也會隨之不同。
  2. 月球繞地球公轉的軌道也是橢圓形的,所以地球上所見的月亮大小也會不同。
  3. 月全食發生時,如果非常接近地影中心的位置,則月全食的長度也會比一般的長。

上圖中灰色部分表示地球本影,暗紅色部分表示月球,十字線表地影中心。(a、b)假設地影大小、月亮大小均相同,則月亮經過地影的路徑不同,全食總長度便不同。(c、d)假設地影大小相同,所走路徑亦相同,則月球大小不一樣,全食總長度亦不同。(e、f)假設月球大小相同、所走路徑相同,則地影大小不同,全食總長度亦不同。

本次月全食主要是因為月亮路徑幾乎是從地影邊緣經過,使得地心所見的全食階段長度僅有4分43秒,即使在地表所見的全食長度也僅有10來分鐘而已,。在本世紀85次月全食中為最短的一次。下表為本世紀全食階段長度前10名者,日期以臺北時間為主。 

排名

日期

全食長度(分鐘)

排名

日期

全食長度(分鐘)

1

2015/04/04

12

6

2061/04/05

32

2

2021/05/26

18

7

2090/09/09

34

3

2097/10/21

20

8

2044/09/07

36

4

2068/11/09

22

9

2050/10/30

36

5

2003/11/09

24

10

2050/05/07

44


柒‧20世紀至22世紀的月食統計與比較

每年可能發生的月全食最多只會有3次,最少則連1次都沒有;但若將月偏食與半影月食也計入,則一年的月食發生次數可多達5次,最少2次。而每一次月食的狀況也都不相同。下表為20世紀至22世紀的月食統計與比較,日期均以國際標準時UT為主: 

 

20世紀(1901-2000)

21世紀(2001-2100)

22世紀(2101-2200)

一年有2次月食的年數

78

78

72

一年有3次月食的年數

15

16

19

一年有4次月食的年數

7

6

8

一年有5次月食的年數

0

0

1(2132年)

月食總次數

229

228

238

全食總次數

81(35.4%)

85(37.3%)

69(29.0%)

偏食總次數

65(28.4%)

57(25.0%)

88(37.0%)

半影食總次數

83(36.2%)

86(37.7%)

81(34.0%)

時間最長的月全食

2000.07.16(1h46m24s)

2018.07.27(1h42m57s)

2123.06.09(1h46m06s)

時間最短的月全食

1917.12.28(0h11m58s)

2015.04.04(0h4m43s)

2155.09.11(0h02m36s)

食分最大的月全食

1953.07.26(1.8628)

2029.06.26(1.8436)

2170.05.30(1.8330)

食分最小的月全食

1917.12.28(1.0056)

2015.04.04(1.0008)

2155.09.11(1.0003)

 

2015年4月4日月食背景資料下載(PDF, 1.6Mb)

2015年4月4日月食背景資料下載(Flash, 4.4Mb)

以上內容由「臺北市立天文科學教育館」授權提供

原文出處連結

延伸閱讀

月全食再現台灣夜空!兒童節一起拍紅色月亮囉!


你可能也喜歡這些文章