为什么不是每一次满月都会发生月食？

对于育才华小2014年UPSR预试B组第4题，可能有一些同学无法想象满月时怎样会发生月食的。

图1：摘自育才华小2014年UPSR预试B组第4题

首先我们应该了解太阳系里，八大行星和月球的轨道。

太阳系里，八大行星的轨道平面几乎都是重合的，意思就是几乎都在同一个平面（水星的轨道平面与地球的轨道平面相差最大）。

月球和轨道和大部分其他行星的天然卫星不一样，月球绕地球运转的轨道面（白道面）接近地球公转的轨道面 / 假设太阳绕地球运转的轨道面（黄道面），白道面相对于黄道面的倾斜角度只有5.1°。

图2：图片摘自维基百科

我们知道，当月食发生时，太阳、地球和月球恰好或者几乎在同一条直线上（地球位于太阳和月球之间，而光线沿着直线传播，月球进入地球的阴影 / 本影形成月食），因此月食必定发生在满月的晚上，例如在农历十五或十六。

地球阴影位于黄道面内，黄道面与白道面有时候并不重合（如之前所说，黄白道面交角约5.1°）；大多数满月时，月球不在黄道面内，而是偏北或偏南，不在地球阴影内，因此并不是每个满月时，都发生月蚀。每年全球至少发生两次月蚀。

图3：从侧面观察月球的位置

进一步来看，月球交点（图2的升交点和降交点）是月球的轨道交点，它是月球轨道在天球上（天球，Celestial sphere，是在天文学和导航上假想出的一个与地球同圆心，并有相同的自转轴，半径无限大的球。）穿越过黄道的位置。升交点是月球穿越黄道进入北方的点，降交点是穿越黄道进入南方的点。

日食与月食的发生只会在交点的附近： 当新月的时候经过交点附近会发生日食；而在满月的时候经过交点附近会发生月食。一次日食或月食的发生，月球与交点的距离必须小于15°


延伸阅读：
1. 太阳的故事（四）日食：既寻常又稀有的奇观
2. 月全食，怎么看才过瘾？

参考资料：
1. http://zh.wikipedia.org/wiki/月食
2. http://zh.wikipedia.org/wiki/月球軌道
3. http://zh.wikipedia.org/wiki/月球交點
4. http://zh.wikipedia.org/wiki/黃道面