天文学
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最后更新:2014年8月11日

当月亮变得巨大:超级月亮现象

超级月亮
“超级月亮”一词由占星家理查德·诺尔于1979年创造。当月球运行至距离地球最近的位置时,便会出现超级月亮现象,使其看起来比任何时候都更大更明亮。若超级月亮恰逢满月,景象尤为壮观,此时我们可观测到一轮光芒璀璨、华美夺目的明月。图片来源:astronoo.com

月球的直径

月球,地球的天然卫星,其平均直径为 \( D_L = 3,474.8\ \text{千米} \)。 因此,其平均半径为 \( R_L = 1,737.4\ \text{千米} \),这一数值通过太空任务和地球上的激光测量得以精确测定。 月球的直径约为地球直径的3.7分之一。 由于月球轨道呈椭圆形,其直径会随地月距离的变化而略有不同。 因此,在近地点时,月球看起来比远地点时大14%。

注:月球几乎是球形的,两极扁平程度极小,表明其因自转产生的形变非常微小。 其体积约为地球的 \(0.02\) 倍。

超级月亮与满月的区别

椭圆且可变的轨道

月球以约1公里/秒的速度沿椭圆轨道运行,其与地球的距离变化约为5万公里。 在远地点(距地球最远点),平均距离为405,700公里;而在近地点,距离约为356,400公里。 “超级月亮”一词由占星家理查德·诺尔(1950年出生)于1979年提出。

当满月与近地点重合时

超级月亮发生在月球距离地球最近的时候:此时它比任何时候都更大、更亮。 当超级月亮与满月重合时,景象更为壮观。 此时,我们观测到的月亮具有极高的亮度和非凡的光辉。 当月球位于近地点时,它看起来大约大14%,这个数值对应月球轨道两个拱点(近地点和远地点)之间的差异。

地月质心的作用

月球绕地球中心运行的轨道呈椭圆形,但实际情况更为复杂。月球与地球构成的双星系统围绕它们的共同质心(称为质心)旋转。这个质心并非固定不变,而是根据它们的平均距离(约384,400公里)而变化。

位于地球内部的重心

地月系统的质心位于地月连线上,在地球内部,距地表约1,708公里,距地心约4,670公里(地球半径约为6,378公里)。 由于地月系统的质心位于地球内部,我们通常说月球绕地球公转。 因此,地球绕着一个在其内部移动的点公转,在其轨道上画出微小的螺旋线:它与月球围绕太阳跳着华尔兹。

太阳的引力影响

考虑到太阳的距离,它对地月系统质心的引力影响可以忽略不计,因为从太阳的视角来看,地月系统几乎构成一个均匀的引力场。 该场可等效为单个天体的引力场。 然而,太阳与地月系统之间也存在一个质心,可通过质心位置公式计算得出。

超级月亮的周期性

超级月亮频繁出现(每个农历月),即每27天7小时43分钟一次。 这对应月球的恒星公转周期,也称为轨道周期。 这正是月球绕地球完成一整圈轨道所需的时间,即两次近地点之间的时间间隔(平均27.55455天)。

满月的周期性

满月每29天12小时44分钟发生一次。 这是朔望周期的时长,即月球相对于地球和太阳回到相同视觉位置所需的时间。

一次罕见而壮观的巧合

超级月亮与满月重合的现象每年发生1至5次。 根据美国国家航空航天局的测量,2014年的超级月亮比普通满月大约14%,亮度高出30%。

超级月亮有什么影响?

表面效应与普遍信念

除了增加出生率、自杀率、疾病、犯罪、社会动乱及其他自然灾害等民间传说效应外,超级月亮的主要影响显然是潮汐效应。在此期间,海洋潮汐的振幅达到最大值。在地球上的某些地方,潮差——即高潮与低潮之间的高度差——可超过15米。因此,超级月亮对地球的影响是微小的。

地球所受的引力影响

然而,根据地震学家和火山学家的研究,超级月亮(距离地球最近)与满月(与地球和太阳成一直线)的组合并不会影响地球内部能量的平衡,因为每天都会发生月球潮汐。地球拥有巨大的内部能量,而月球施加的潮汐力微小变化不足以从根本上改变驱动板块构造的内部平衡。

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