天文学是人们所知最古老的科学。，正是这般长久的相识，使得我们经常觉得有些天文现象太过于常见而显得微不足道比如太阳升于东方而落于西方——恐怕没有比这更为显而易见的事情了吧？毕竟它每天都在我们的生活里自然地发生着。

实际上，真相根本不如人们所想！

日出和日落看起来十分寻常，但其中仍蕴藏着丰富的天文知识。（图源Shutterstock）

太阳何时落于西方升于东方呢？

，从严格意义上来说，一年中仅有两天太阳是恰好升于正东又落于正西的。

日出和日落是由于地球的逆时针方向自转（从北极上空俯瞰）产生的。而只有当我们在地球表面绕行的圆形轨道恰好被分为两等分，即一半在光面、另一半在暗面时，太阳才会恰好在正东升起，正西落下。此时，地球的自转轴相较于它的轨道面倾斜23.5°，而这样的排列只会发生在春分日和秋分日。

地球的倾斜使得每年只有两天太阳恰好能从正东升起。（图源Wikimedia Commons）

在每一个分点，分离了地球的白昼侧、黑夜侧的轨道面也会将北极与南极包含在内。在除了春分和秋分这两个分点以外的任何一天，这个轨道面都是歪斜的。并且，地球自转的圆形路径不均等地穿过地球的光照侧边与黑暗侧边。，白昼与黑夜的时间长度并不相同，日出和日落在地平面上的位置更是有着很大的差异。

那么月亮呢？

通过上述的分析，我们可以得出以下结论日出和日落的位置变化的原因有二其一是由于地球自转轴相较于其轨道平面发生了倾斜；其二是因为地球在公转轨道上的运行，使得它相对太阳的倾斜角度也发生了变化。我们可以借鉴同样的归因方法来解释月亮所呈现出的一种相似现象。

月球围绕地球运行的轨道与地球的轨道平面形成了一个大约5°的夹角。，地球的自转轴相对于月球的轨道平面倾斜了大约28.5°。，当月球在其轨道上运行时，月出也会在正东偏北与偏南之间转换。

正如地球围绕太阳运行的轨道是倾斜的一样，月球围绕地球运行的轨道也是倾斜的。（图中非精确数据）（图源NASA / Wikimedia Commons）

在这种情况下，这种变化的周期并非是一年，而大约是一个月。地球必须在轨道上完整地运行一周，才能使得太阳直射点到达它的极限，即在夏至时从最远端的东北升起，在冬至时从最远端的东南升起。月球亦然，它同样必须围绕地球完整地运行一周，才会到达月出和月没的极限位置。

为什么月升每天都会较前一天更晚发生？

一个有趣的现象每天月亮升起的时间与前一天不同。（图源:Astronomy Magazine）

由于地球和月球都在各自的轨道上运行，月出每天都会比前一天更晚发生。正如从北极上方看地球逆时针旋转一样，月球也在围绕着地球逆时针公转。，每一次地球相对于一颗恒星旋转了360°，即经历了一个恒星日时（共23 个小时 56 分钟），月球只在公转轨道上移动了一小段距离。而当月球相对于恒星每27.32天围绕地球公转一周时，标志着一个恒星月的完成。所以月球在每一个恒星日移动了(360/27.32)度，即大约13°。而地球在每个恒星日旋转360°，所以月球每天需要多花费13(23.9/360)小时 ，即52分钟去弥补这余下的13°的角度差。也，每一次月出都要比上一次晚约52分钟。

由于月相同样取决于它同地球和太阳的相对位置，其相位也会随着月出和月没的时间而发生改变。

月出和月没的秘密也同样值得我们探究。（图源 ST Online Photo Gallery）

作者: skyandtelescope

FY: 在树冠层沐浴阳光

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