月全食阶段的红月亮--北京天文馆李昕摄于2011年12月10日月全食期间
不知不觉，月全食已经阔别我国近三年之久。而就在北京时间9月8日凌晨，一次我国全境可见的月全食即将上演，届时天文爱好者和广大公众将一饱眼福。
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月全食的成因
茫茫宇宙中，太阳和月球是与我们关系最密切的两个天体，太阳是为我们供能的恒星，月球则是地球唯一的一颗天然卫星。正是日、地、月三者间近乎完美的位置关系，为人类奉献了充满神奇、精彩的日食和月食天象。
要弄清楚月全食的成因，就要从月球的运动说起。月球本身是不发光的，我们看到的皎洁月光，实际是它在反射太阳光。随着月球绕地球公转，它们三者的相对位置一直在变化，在地球上的我们会看到月球呈现出的各种形状，这就是月相变化。我国传统历法农历，就汲取了月相变化的精髓。每个农历的月，都对应着一个月相变化的周期。
初一的月相为新月，又称“朔”，满月一般发生在十五或十六，又称“望”。朔和望都是日、地、月三个天体几乎位于同一直线上的时刻，朔是月球在中间，这时就有可能发生日食，而望则是地球位于中间，这时有可能发生月食。
月食是月球进入地球遮挡住太阳光所产生阴影区域内，我们看到它表面亮度变暗的现象。地球的阴影区域又分为太阳光几乎完全照不进来的本影，和部分太阳光可以照进来的半影。地球本影在空间中是一个锥形区域，在月球轨道大约38万公里的位置上，地球本影的直径仍相当于月球的2.5倍左右。
所以当地球和月球的中心大致在同一条直线上，月球就有可能完全进入地球的本影，从而产生月全食。而如果月球只有一部分进入地球的本影，就发生月偏食。
如果月球进入半影区域，太阳的光也可以被遮掩掉一些，这种现象在天文上称为半影月食。由于在半影区太阳光仍十分强烈，月面的光度只是极轻微减弱，多数情况下半影月食肉眼难以察觉。而一次月全食的前后一定包含月偏食和半影月食的过程。
月全食成因示意图（来源：timeanddate.com）
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月全食的重要时刻和看点
一次月全食按先后顺序有七个重要的时间点：半影月食始、初亏、食既、食甚、生光、复圆和半影月食终。
半影月食始是月球视圆面与地球半影外切的时刻，这时月面亮度开始稍微变暗，但肉眼很难察觉。
初亏是指月面刚开始进入地球本影的时间，标志着月偏食的开始。初亏时我们已经能看到月亮的一侧已经有明显发黑，但明暗交界的边缘非常模糊。
初亏不久的月亮--北京天文馆李昕摄于2011年12月10日月全食期间
食既为月面完全进入地球本影的时间，标志着月全食的开始。但在食既之前，由于月面被白光照到的区域已经非常小了，大部分的月面开始呈现出红铜色，拍照的话会更加明显。
食甚是月球进入地影最深的时刻，也是月面中心和地影中心最近的时刻。这时的月亮最暗，且红月亮也最明显。生光为月面开始移出地球本影的时间，这时月亮的状态和食既时非常相似。
复圆为月面完全移出地球本影的时间，也标志着月偏食的结束。之后还有半影月食的阶段，但此时大多数人都不会继续观测了。
由于地球的外围包裹着大气层，太阳光透过大气又明显的折射，所以地球的本影和半影并无明确的边缘。也就是说，月食的几个时间点前后月球表面亮度和颜色的变化都是比较缓慢的过程，这一点与日食有很大的区别。
本次月全食全球见食情况示意图--图源《天文爱好者》杂志
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月食最大的亮点——红月亮
由于月球本身并不发光，那么它在完全进入地球本影时我们应该就看不到月亮了吗？实际上并非如此。地球大气就像一个复杂的透镜，不但反射也会折射太阳光。地球大气反射的太阳光也可以照亮月球，在月相很小，也就是蛾眉月和残月时我们也能看到的月球暗面就是“地球照”。
月全食发生时，地球大气还会把一部分光折射到月球表面。在可见光中，红光的波长较长，蓝光和紫光的波长较短，空气中的尘埃和颗粒对波长较短的光有明显的散射作用，最终经过大气折射到月面上的主要是红光。我们在清晨和傍晚看到太阳总是有些发红，也正是这个原因造成的。因此月全食发生时月面看上去就变成了红铜色。假如地球上没有空气，月全食发生时我们也就完全看不到月亮了。
月偏食阶段--北京天文馆李昕摄于2011年12月10日月全食期间
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月全食罕见吗？
为什么三年不见了？
大多数人都没看过日全食，但对于整个地球而言，发生日食的次数确比月食多。日食和月食发生的比例大约为4:3，一年中最少会发生两次日食，但有可能一次月食也没有。而对于地球上某个地方来说，看到月食的次数却要远远多于日食。这是因为每次月食，地球上可以看到月亮的多[1] 半个地球都可以观测到。
而日食发生时月球的本影投射到地球表面形成的全食带最宽不过几十到两百至三百百公里，长达数千至一万公里。所以每次能看到日食，特别是日全食的范围是很小的，不到地球表面的千分之五。
月全食期间的广域照片--北京天文馆李昕摄于2022年11月8日月全食期间
月食天象不算罕见，但观测条件很好的月全食却不常见。首先月全食占所有月食的比例不到1/3，也就是说大多数月食都只有偏食和半影食。
以近几年为例，2022年11月8日发生了一次月全食，我国中东部地区可以观测到带食月升。在此之后，2023年和2024年全球都没有月全食发生。
2025年有两次月食，都是月全食。3月14日那次我国无法观测，可见地主要是西欧、西非和美洲。9月8日凌晨这次月全食我国是全程可见。
之后不久，2026年的3月3日，我国还能观测到一次前半夜的月全食。而此后再发生月全食，就要等到2028年至2029年的跨年夜了，那次我国的观测条件也很好。
2025年9月8日月全食各阶段时间点和见食情况示意图--图源《天文爱好者》杂志
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后半夜的月全食时间“不友好”
天象中最精彩的非日全食莫属，而月全食也以红月亮的独特韵味吸引着人们的目光。9月7日晚至8日凌晨的这次月全食，偏食阶段开始于7日23点28分，月面出现明显变化要到8日0点27分的初亏时刻。而食既也就是全食开始要等到1点31分。这次的全食阶段持续时间为82分钟，欣赏红月亮的时间是充足的。到2点53分生光时，月面一侧将明显地亮起来。随着3点56分复圆，月面基本恢复原状。而半影食结束则要等到4时55分。
大家欣赏月全食主要有两个障碍，一个是天气。如果所在地方当晚天气晴好，目视观测月食并不难。如果所在地天气不好，而你又想观测月食，特别是拍一些好的照片，那就要提前查好天气预报，选择晴天且透明度好的地点，最好还能远离城市光污染，这样就能拍到红月亮和繁星同框的画面了。
月全食观测的另一个障碍是时间，这次发生在后半夜的情况就“不友好”。特别是在第二天还是工作日的情况下，估计只有很少的铁杆天文爱好者才会熬夜观测本次月全食。相比之下，2026年3月3日的这次月全食，我国虽然只能看到带食月升，且全食阶段持续时间也不到一小时，但发生在北京时间19点到20点的黄金时段，会有更多的公众能欣赏到。
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观测月全食最简单的方法
其实不仅是月全食，绝大多数的天象笔者都推荐大家肉眼观测。虽然全食阶段的红月亮比较暗，但大家借助星图软件，找到它并不困难。如果想拍摄红月亮，建议大家直接用手机拍摄带地景的广域照片。
如果想拍摄红月亮的特写，还是有一定难度的，因为全食期间的月亮比正常的满月要暗得多。此时若想拍到月面合适的亮度，至少要曝光1至2秒。
如果使用比较长的焦段拍摄，地球自转的影响会让月面拖线模糊。所以月全食的特写最好要用上赤道仪进行跟踪，而这就需要调整极轴，让观测的复杂性和门槛大大提高，适合更专业的天文爱好者。
对于大多数人，还是建议直接目视，或简便的双筒望远镜就能看到月面的更多细节。
作者：北京天文馆研究馆员 李昕
审核：刘颖 张超 李培元 杨柳
