八月十五的月亮為什麽顯得格外大？

大家都知道，八月十五的月亮顯得格外大而亮。這裏的八月是指農曆而言。這句話有兩重含義：一是指：在八月十五這天，當月亮剛從地平線上升起時，顯得格外的大。當它升高後，基本就是和平時的月亮看起來是一樣的大小。至於格外的亮，那和當時的空氣狀況有關。一般情況下，在黃河流域及中國北方一帶，那時節是秋高氣爽，空氣相對的清潔（不是烏煙瘴氣的城市上空），所以月亮顯得特別亮。二是指在每個滿月時分，月亮剛爬上地平線時，顯得格外大。但當它升高後，月亮的大小就恢複到正常的水平。和一年中每個滿月比較而言，八月十五的月亮在地平線時，顯得是最大的一個。這一點被稱為“Moon Illusion”。對於此點，古今中外許多人都知道。八月十五的月亮在西方被稱為“Harvest Moon”。



1，這就是八月十五地平線上月亮的照片。隻有在同一地點，觀察多個滿月升起時，你才能體驗到八月十五的月亮最大這一點。這是網上的照片。

至於對其原因的解釋是五花八門。許多人認定是：月亮在地平線時和它在天頂時的視覺角度是一樣的：，大約是0.56度左右。基於此點，心理學家們基本認定初升的月亮顯得格外大這一現象主要是人的心理作用的結果。幾個心理學家稱他們對此點的解釋是最後的結論。

我本人不同意他們的解釋及結論。

首先需要說明一點就是：我說的對月亮的觀察是指在北緯四十度左右的觀察。另外一點是：初升的月亮（可稱為地平線上的月亮）顯得比天頂的月亮大這一點在各個滿月時並不是都是一樣的。我個人的經驗是環境中空氣的溫度高時，地平線上的月亮就顯得大一些，而在冬天很寒冷時分，地平線上的月亮就顯得沒有那麽大。還有一點是，若你觀察的地點的東麵有高山阻擋，那麽你觀察到的“地平線上的月亮”其實是很高的月亮。那時，月亮的影像應基本和在天頂的月亮沒有什麽區別了。理想的觀察地點應是在平原上或者東麵很遠處以內沒有高山的地方。

許多人都認可的一點是：在地平線上的月亮和天頂的月亮在照相機上顯示的視覺角度是一樣的。我認為這是錯誤的。網上有人貼出的用多次曝光的照片顯示地平線的月亮和天頂的月亮是一樣大小。他照片的背景是高樓，那個“地平線”其實是很高的天空。我個人的觀察經驗是：在同一地點，用地平線上樹林的水平尺度做參照物，八月十五的月亮在地平線上時，大概能比其它滿月時的地平線上的月亮的直徑大0.2至0.5倍左右。這一現象持續的時間大概是半個小時到一個小時左右。許多人沒有把握準這一時間，而把其它的時間段觀察的月亮作為地平線上的月亮來對待。他結論及解釋自然是不可靠的。

在將近19年的周期裏，會出現所謂的Super Harvest Moon。在那一年的八月十五地平線上的月亮看起來其直徑要大許多。最近的一次是發生在去年即2010年。上一次是1991年。下一次是在2029年。

基於各個滿月時地平線上的月亮顯示的大小是變動的，那麽把這現象說成完全是觀察者的心理作用的結果就是難以說服人的。

我的結論是：地平線上的月亮顯示很大是地球大氣層對於月亮的影像放大的結果。地平線上的月亮剛升起，觀察者麵對東方。此時，月亮反射的光線通過大氣層而到達觀察者的眼睛的視網膜上。在這一時刻，光線通過大氣層的路程是最長的。由於地球曲率的影響，大氣層像是一個放大鏡。由於大氣層是很薄的一層，月亮升高時，它的光線通過大氣層的路程就急劇縮短。因而大氣層的放大作用就很快就消失了。這就是為什麽月亮離開地平線不久，我們看到的月亮就顯得不大了。


2，這是太陽落山時的照片。照片中有顏色發亮的部分大致是地球的大氣層。由於大氣層溫度及密度梯度變化的不均勻性和大氣層的隨機擾動等特性，大氣層把太陽的影像明顯地放大了，且有所變形。地平線上的太陽和地平線上月亮顯得格外的大在物理概念上是一樣的。對二者的解釋應是一樣的。這也是網上的照片。


那麽為什麽每個滿月時在地平線上的月亮顯示得大小不一樣呢？因為大氣層在垂直方麵而言，其溫度梯度是變化的，在不同的季節裏有很大的差異，也就是對地平線上的月亮的放大作用是不一樣的。因此，每個滿月在地平線上看起來是大小在變化的。

又如何解釋八月十五的月亮顯示最大呢？

大氣層中，90%的空氣主要在離地麵16公裏內的範圍內，也就是在對流層內。這個對流層對地平線上的月亮光線起折射作用也就是產生放大作用的。這個層內的空氣的溫度是隨高度升高而下降。在大陸上北緯四十度左右，這個時節的晝夜溫差很大。自然是靠近地麵的空氣垂直溫度梯度也是最大的。觀察月亮時，大氣層的放大鏡的作用也是最大的。因而，八月十五地平線上的月亮就顯示是一年中最大的一個。

至於對所謂的“Super Harvest Moon”原因的解釋，光用文字是很難說清楚的，我這裏就不解釋了。

當然，心理學家們用觀察者的心理作用的解釋在這一現象中隻起來部分作用。另外，靠近地平線時，周圍的參照物的影響大概也起來部分作用。但其中起最根本的作用應是我們上麵的解釋。

這應是是八月十五的月亮最大的合理的解釋。

今年的八月十五的月亮是9月12號。到時候你若有機會可以去觀察一下地平線上的月亮是如何的大。注意：可觀察的時間是很短的，必須是在地平線上，而不是高高掛在天空的月亮。