Лунная фаза

Duration: 4 minutes and 55 seconds.4:55

Лунные фазы и либрации в 2024 году, вид из северного полушария с почасовыми интервалами, с названиями и дополнительными графиками.

Duration: 4 minutes and 55 seconds.4:55

Лунные фазы и либрации в 2024 году, вид из южного полушария с почасовыми интервалами, с названиями и дополнительными графиками.

Полная луна садится за горой Сан-Горгонио в Калифорнии утром в середине лета.

Лунная фаза или фаза Луны — это видимая форма части Луны , освещенной прямым солнечным светом, если смотреть с Земли (поскольку Луна приливно соединена с Землей, одно и то же полушарие всегда обращено к Земле). Обычно выделяют четыре основные фазы: новолуние , первая четверть, полнолуние и последняя четверть; Четыре второстепенные фазы — это прибывающая луна, прибывающая луна, убывающая луна и убывающая луна. Лунный месяц — это время между последовательными повторениями одной и той же фазы: из-за эксцентриситета орбиты Луны эта продолжительность не является совершенно постоянной, а составляет в среднем около 29,5 дней.

Внешний вид Луны (ее фаза) постепенно меняется в течение лунного месяца по мере смещения относительных орбитальных положений Луны вокруг Земли и Земли вокруг Солнца. Видимая сторона Луны освещена солнцем в разной степени, в зависимости от положения Луны на ее орбите, при этом освещенная часть Луны варьируется от 0% (в новолуние) до почти 100% (в полнолуние).

Фазы Луны

«Прибывающая луна» перенаправляется сюда. Чтобы узнать об альбоме, см. Waxing Gibbous .

Фазы Луны, если смотреть на юг из северного полушария . Каждая фаза повернулась бы на 180°, если бы смотреть на север из южного полушария . Верхняя часть диаграммы не в масштабе, поскольку Луна, Земля и орбита Луны намного меньше орбиты Земли, чем показано здесь.

Существует четыре основные (первичные или основные) лунные фазы: новолуние , первая четверть, полнолуние Луны и последняя четверть (также известная как третья или последняя четверть), когда эклиптическая долгота находится под углом к ​​Солнцу (как если смотреть из центра Земли) 0°, 90°, 180° и 270° соответственно. Каждая из этих фаз возникает в несколько разное время в разных местах на Земле, поэтому время в таблице всегда геоцентрично (рассчитано для центра Земли).

Между основными фазами существуют промежуточные фазы, во время которых видимая форма освещенной Луны — серповидная или выпуклая . В среднем промежуточные фазы длятся четверть синодического месяца , или 7,38 дня.

Термин «растущая луна» используется для обозначения промежуточной фазы, когда видимая форма Луны утолщается, от новой до полной луны; и уменьшается, когда форма становится тоньше. Продолжительность от полнолуния до новолуния (или от новолуния до полнолуния) варьируется примерно от 13 дней. 22 + 1 ⁄ От часа до примерно 15 дней 14 + 1/2 ​ ​ часа .

Из-за движения Луны относительно меридиана и эклиптики Земли в северном полушарии :

• Самая высокая луна появляется в день летнего солнцестояния , а самая низкая — во время зимнего солнцестояния.
• Луна в первой четверти выглядит самой высокой в ​​день весеннего равноденствия и самой низкой в ​​день осеннего равноденствия.
• Полная луна выглядит самой высокой во время зимнего солнцестояния и самой низкой во время летнего солнцестояния.
• Луна в последней четверти кажется самой высокой в ​​день осеннего равноденствия и самой низкой в ​​день весеннего равноденствия.

Незападные культуры могут использовать разное количество лунных фаз; например, традиционная гавайская культура состоит из 30 фаз (по одной в день).

Лунная либрация

Анимация, показывающая изменение фаз Луны.

Если смотреть с Земли, эксцентричная орбита Луны заставляет ее слегка менять свой видимый размер и видеть ее под несколько разными углами. Эффект незаметен невооруженным глазом, от ночи к ночи, но несколько заметен при покадровой съемке.

Лунная либрация позволяет земному наблюдателю некоторое время видеть часть обратной стороны Луны. Благодаря этому около 59% поверхности Луны было получено с Земли.

Основные и промежуточные фазы Луны

Фаза Луны	Освещенная часть		Видимость	Среднее время восхода луны	Время кульминации (самая высокая точка)	Среднее время захода луны	Иллюстрация		Фотография (вид из Северного полушария)
	Северное полушарие	Южное полушарие					Северное полушарие	Южное полушарие
Новолуние	Диск полностью находится в тени Солнца (освещается только земным светом )		Невидим (слишком близко к Солнцу), за исключением солнечного затмения.	06:00	12:00	18:00
Растущий полумесяц	Правая сторона, (0–50%) светящийся диск.	Левая сторона, (0–50%) светящийся диск.	С утра до сумерек	09:00	15:00	21:00
Первый квартал	Правая сторона, диск освещен 50,1%	Левая сторона, диск освещен на 50,1%	Днем и рано вечером	12:00	18:00	00:00
Растущая луна	Правая сторона, (50–100%) светящийся диск.	Левая сторона, (50–100%) светящийся диск.	Поздно вечером и большую часть ночи	15:00	21:00	03:00
Полнолуние	100% подсветка диска		От заката до восхода солнца (всю ночь)	18:00	00:00	06:00
Убывающая луна	Левая сторона, (100–50%) светящийся диск.	Правая сторона, (100–50%) светящийся диск.	Большую часть ночи и раннее утро	21:00	03:00	09:00
Последний квартал	Левая сторона, диск освещен на 50,1%	Правая сторона, диск освещен 50,1%	Поздно вечером и утром	00:00	06:00	12:00
Убывающий полумесяц	Левая сторона, (50–0%) светящийся диск.	Правая сторона, (50–0%) светящийся диск.	От рассвета до полудня	03:00	09:00	15:00

В этом видео показано, как Луна проходит через свои фазы – произведение своей орбиты, которое позволяет разным частям ее поверхности освещаться Солнцем в течение месяца. Камера зафиксирована на Луне, а Земля на переднем плане быстро вращается.

Растущая и убывающая

Диаграмма фаз Луны: Земля находится в центре диаграммы, а Луна вращается по орбите.

Когда Солнце и Луна расположены на одной стороне Земли (в соединении), Луна является «новой», и сторона Луны, обращенная к Земле, не освещается Солнцем. Луны По мере роста (увеличивается количество освещенной поверхности, видимой с Земли), лунные фазы проходят через фазы новолуния, серпа луны, первой четверти луны, полумесяца и полнолуния. Затем Луна убывает , проходя через фазы выпуклой луны, третьей четверти и полумесяца, прежде чем вернуться обратно в новолуние.

Термины старая луна и новолуние не являются взаимозаменяемыми. «Старая луна» — это убывающая полоска (которая в конечном итоге становится незаметной для невооруженного глаза) до момента, когда она выравнивается с Солнцем и начинает расти, после чего она снова становится новой. Полумесяц часто используется для обозначения лун в первой и третьей четверти, тогда как термин « четверть» относится к продолжительности цикла Луны вокруг Земли, а не к ее форме.

Когда освещенное полушарие рассматривается под определенным углом, видимая часть освещенной области будет иметь двумерную форму, определяемую пересечением эллипса и эллипса круга (в котором большая ось совпадает с диаметром круга). . Если полуэллипс выпуклый относительно полукруга, то форма будет выпуклой (выпуклой наружу), тогда как если полуэллипс вогнут по отношению к полукругу, то форма будет полумесяцем . Когда появляется серп Луны, может проявляться явление земного сияния , когда ночная сторона Луны тускло отражает непрямой солнечный свет, отраженный от Земли.

Ориентация по широте

Наблюдаемая ориентация Луны в разных фазах на разных широтах на Земле (различная ориентация, отображаемая между фазами на каждой широте, показывает лишь крайности ориентации из-за либрации )

В Северном полушарии , если левая сторона Луны темная, то яркая часть утолщается, и Луна описывается как растущая (смещающаяся в сторону полнолуния). Если правая сторона Луны темная, то яркая часть утончается, и Луна описывается как убывающая (прошедшая полнолуние и смещающаяся к новолунию). Если предположить, что зритель находится в северном полушарии, то правая сторона Луны — это та часть, которая всегда растет. (То есть, если правая сторона темна, Луна становится темнее; если правая сторона освещена, Луна становится ярче.)

В Южном полушарии Луна наблюдается с точки зрения, перевернутой или повернутой на 180° по отношению к перспективе Северного и всем изображениям в этой статье, так что противоположные стороны кажутся увеличивающимися или убывающими.

Ближе к экватору лунный терминатор утром и вечером будет казаться горизонтальным. Поскольку приведенные выше описания лунных фаз применимы только к средним или высоким широтам , наблюдатели, движущиеся к тропикам из северных или южных широт, увидят Луну, вращающуюся против или по часовой стрелке относительно изображений в этой статье.

Лунный серп может открываться вверх или вниз, при этом «рога» полумесяца направлены вверх или вниз соответственно. Когда Солнце появляется над Луной на небе, полумесяц открывается вниз; когда Луна находится над Солнцем, полумесяц открывается вверх . Серп Луны наиболее четко и ярко виден, когда Солнце находится за горизонтом, а это означает, что Луна должна находиться над Солнцем, а серп должен открываться вверх. Таким образом, именно в такой ориентации серп Луны чаще всего можно увидеть из тропиков. Растущие и убывающие полумесяцы выглядят очень похоже. Растущий полумесяц появляется на западном небе вечером, а убывающий полумесяц - на восточном небе утром.

Земляной свет

фотографии На переэкспонированной серпа Луны виден земной свет и звезды.

Основная статья: Земной свет (астрономия)

Когда Луна (вид с Земли) представляет собой тонкий серп , Земля (если смотреть с Луны) почти полностью освещена Солнцем. Часто темная сторона Луны тускло освещена непрямым солнечным светом, отраженным от Земли, но достаточно ярка, чтобы ее можно было легко увидеть с Земли. Это явление называется земным светом , иногда живописно описываемым как «старая луна в объятиях новой луны» или «новая луна в объятиях старой луны».

Хронометраж

Основные статьи: Лунный календарь , Лунно-солнечный календарь , Метонический цикл , Интеркаляция и История календарей.

Археологи реконструировали методы измерения времени , восходящие к доисторическим временам, по крайней мере таким же древним, как неолит . Естественными единицами измерения времени, используемыми большинством исторических обществ, являются день , солнечный год и луна . Первый серп новолуния обеспечивает четкий и регулярный маркер времени, и чистые лунные календари (такие как исламский календарь Хиджры ) полностью полагаются на эту метрику. Однако тот факт, что год из двенадцати лунных месяцев на десять или одиннадцать дней короче солнечного года, означает, что лунный календарь не соответствует временам года. Лунно-солнечные календари решают эту проблему, указывая год из тринадцати лунных месяцев каждые несколько лет или перезапуская отсчет в первое новолуние (или полнолуние) после зимнего солнцестояния . Шумерский календарь — первый зарегистрированный случай, в котором использовался первый метод; Китайский календарь использует последнее, несмотря на то, что его начало откладывается до второго или даже третьего новолуния после солнцестояния. Индуистский календарь , также лунно-солнечный, делит месяц на два периода по четырнадцать дней , которые отмечают растущую и убывающую луну.

Древнеримский календарь в целом был лунно-солнечным; по указу Юлия Цезаря в первом веке до нашей эры Рим перешел на солнечный календарь из двенадцати месяцев, в каждом из которых было фиксированное количество дней, за исключением високосного года . Этот юлианский календарь (слегка пересмотренный в 1582 году для исправления правила високосного года ) является основой григорианского календаря , который сегодня почти исключительно является гражданским календарем, используемым во всем мире.

Фаза расчета

Серп Луны над Кингманом, Аризона.

Каждая из четырех промежуточных фаз длится примерно семь дней (в среднем 7,38 дней), но варьируется на ±11,25% из-за лунного апогея и перигея .

Количество дней, отсчитываемых со времени новолуния, и есть «возраст» Луны. Каждый полный цикл фаз называется « лунием ».

Приблизительный возраст Луны и, следовательно, приблизительная фаза могут быть рассчитаны для любой даты, рассчитав количество дней с момента известного новолуния (например, 1 января 1900 года или 11 августа 1999 года) и уменьшив это значение по модулю 29,53059 дней (среднее значение продолжительность синодического месяца ). Разницу между двумя датами можно рассчитать, вычитая количество юлианских дней одной из чисел другой, или существуют более простые формулы, дающие (например) количество дней с 31 декабря 1899 года. Однако этот расчет предполагает идеально круговую орбиту. и не учитывает время суток, в которое произошло новолуние, и поэтому может быть неточным на несколько часов. (Она также становится менее точной, чем больше разница между требуемой датой и базовой датой). Он достаточно точен, чтобы его можно было использовать в новом приложении-часах, показывающем фазу Луны, но использование специалистом с учетом апогея и перигея Луны требует более сложных расчетов.

Эффект параллакса

Основная статья: Лунный параллакс

Земля образует угол около двух градусов , если смотреть с Луны. Это означает, что наблюдатель на Земле, который видит Луну, когда она находится близко к восточному горизонту, видит ее под углом, который примерно на 2 градуса отличается от луча зрения наблюдателя, который видит Луну на западном горизонте . Луна перемещается вокруг своей орбиты примерно на 12 градусов в день, поэтому, если бы эти наблюдатели были неподвижны, они бы видели фазы Луны в моменты времени, которые отличаются примерно на одну шестую дня, или на 4 часа. Но на самом деле наблюдатели находятся на поверхности вращающейся Земли, поэтому тот, кто в какой-то момент видит Луну на восточном горизонте, примерно через 12 часов увидит ее на западном горизонте. Это добавляет колебания к кажущейся последовательности лунных фаз. Кажется, что они происходят медленнее, когда Луна находится высоко в небе, чем когда она находится под горизонтом. Кажется, что Луна движется рывками, и фазы делают то же самое. Амплитуда этого колебания никогда не превышает примерно четырех часов, что составляет малую долю секунды. месяц . Никакого явного влияния на внешний вид Луны это не оказывает. Однако это влияет на точные расчеты времени лунных фаз.

Заблуждения

Орбитальный период

Может сбить с толку тот факт, что сидерический период обращения Луны составляет 27,3 дня, а фазы завершают цикл каждые 29,5 дней (синодический период). Это связано с орбитой Земли вокруг Солнца. Луна обращается вокруг Земли 13,4 раза в год, но проходит между Землей и Солнцем только 12,4 раза.

Затмения

Поскольку Земля вращается вокруг Солнца, приблизительная осевая параллельность плоскости орбиты Луны ( наклоненной на пять градусов к плоскости орбиты Земли ) приводит к вращению лунных узлов относительно Земли. Это приводит к сезону затмений примерно каждые шесть месяцев, при котором солнечное затмение может произойти в фазу новолуния , а лунное затмение может произойти в фазу полнолуния .

Duration: 4 minutes and 52 seconds.4:52

Лунная фаза зависит от положения Луны на орбите вокруг Земли и положения Земли на орбите вокруг Солнца. Эта анимация ( не в масштабе ) смотрит на Землю с северного полюса эклиптики.

Можно было бы ожидать, что раз в месяц, когда Луна проходит между Землей и Солнцем во время новолуния, ее тень упадет на Землю, вызывая солнечное затмение , но это происходит не каждый месяц. Неправда и то, что во время каждого полнолуния тень Земли падает на Луну, вызывая лунное затмение . Солнечные и лунные затмения наблюдаются не каждый месяц, поскольку плоскость орбиты Луны вокруг Земли наклонена примерно на 5° по отношению к плоскости орбиты Земли вокруг Солнца (плоскости эклиптики ) . Таким образом, когда случаются новолуния и полнолуния, Луна обычно лежит к северу или югу от прямой линии, проходящей через Землю и Солнце. Хотя затмение может произойти только тогда, когда Луна либо новая (солнечная), либо полная (лунная), оно также должно располагаться очень близко к пересечению плоскости орбиты Земли вокруг Солнца и плоскости орбиты Луны вокруг Земли (то есть на один из его узлов ). Это происходит примерно два раза в год, поэтому за календарный год бывает от четырех до семи затмений. Большинство этих затмений являются частичными; полные затмения Луны или Солнца происходят реже.

Механизм

Фазы не вызваны тенью Земли, падающей на Луну, как полагают некоторые.

См. также

• Голубая луна - метафора редкого события или термин лунного календаря.
• Фаза Земли - Фазы Земли, видимые с Луны.
• Лунный эффект - Недоказанное предположение о влиянии лунного цикла на наземных существ.
• Лунный месяц – время между последовательными новолуниями. (Также известный как «луния».)
• Наблюдение Луны - Методы и инструменты, используемые для наблюдения Луны.
• Планетарная фаза - часть планеты, отражающая солнечный свет.
• Planetshine - освещение отраженным солнечным светом от планеты.
• Прилив – подъем и падение уровня моря под воздействием астрономического гравитационного воздействия.
• Неделя – единица времени, равная семи дням.
• Месяц – единица времени, равная периоду обращения Луны.

Ссылки

Источники

• Асмелаш, Лия; Аллан, Дэвид (30 июля 2019 г.). «31 июля наступит черная луна. Вот что это значит» . CNN .
• Бьюик, Тони; Пью, Филип (2011). Как фотографировать Луну и планеты цифровой камерой . Спрингер. ISBN  978-1-4419-5828-0 .
• Келли, Дэвид Х.; Милон, Юджин Ф. (2011). Исследование древнего неба: обзор древней и культурной астрономии (2-е изд.). Спрингер. ISBN  978-1-4419-7624-6 .
• Катнер, Марк Л. (2003). Астрономия: физическая перспектива . Издательство Кембриджского университета. п. 435 . ISBN  978-0-521-52927-3 .
• Линч, Майк (2007). Техасский Звездный Дозор . Путешественник Пресс. ISBN  978-1-61060-511-3 .
• Нейлор, Джон (2002). Совершенно неожиданно: 24-часовой путеводитель для наблюдателей за небом . Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-80925-2 .
• Рагглс, Клайв Л.Н. (2005). Древняя астрономия: Энциклопедия космологии и мифов . АВС-КЛИО. ISBN  978-1-85109-477-6 .
• Зайдельманн, П. Кеннет, изд. (1992). Пояснительное приложение к Астрономическому альманаху . Милл-Вэлли: Университетские научные книги.

Внешние ссылки

• Каталог фаз Луны шести тысячелетий: Фазы Луны от -1999 до +4000 (с 2000 г. до н.э. по 4000 г. н.э.) .