月全食懶人包全攻略！！ 本世紀最短的月全食 2015年4月4日 18時15分～21時45分

敗家魔人

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。

 

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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。

▲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

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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

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