為什麼我們可以看到月亮沒亮的地方

圖片引用自 https://www.facebook.com/chunghui.tsou/posts/2151512244957074

今天 (2019/09/03) 的月亮特別令人注目，因為雖然是彎月，但我們甚至可以看到整個月亮。

觀察彎月時，有時候我們看到的不只彎月，甚至能看到月亮暗暗的、隱隱約約的接成一顆球。

這種現象稱為 行星照 Planetshine，因為衛星月亮的行星是地球，因此就直接稱為 地照/地球照。

一、為什麼會有地照

剛剛與許多老師討論串提到，地照的原理是

陽光照射地球，再有部分反射到月球沒被太陽照耀的部位，又反射回地球

月亮的背面不是完全無光，而會反射淡淡的微弱光線，是來自地球表面的二次反射

在 “月亮接近朔月” 時，因為月亮與太陽的角度蠻接近的，
因此就容易看到上下弦月除了彎曲的亮面外，甚至可以看到一顆球。
然而要看到"月亮沒有被照到的部分"，還是要等到太陽在地平下以下周遭、月亮還停留在地平下以上時，才有機會看得到了。

通常會看到行星照的月亮，都是上弦月，日剛落、月在西往下時。此時的彎月，又稱為 "三日月"(みかづき)，即是陰曆初三會看到的月亮。

月亮的 "地球(反射)照"，需要在月球位置相對靠近太陽時，才能再反射地球亮面的光

在接近滿月時則看不到這種現象，是因為月亮的位置已經地球光難以靠近了。

月亮、地球、太陽的夾角一旦超過90度以上，地球亮面可以反射到月亮上的部份就更少了，而且反射的光也會和月球亮面重合。雖會有出現地球照，但太容易受到月亮亮面影響，幾乎要靠攝影機大光圈+長曝光才有辦法拍到。

容易觀察到地球照：有大規模雲層在中間時，這些雲層更能反射太陽光。如果在颱風的颱風眼底下，剛好可以看到月亮的話，地球照一定特別明顯吧。

大氣的水氣雲層多時，特別因為光線反射容易看到。換句話說看到地照時，可以粗淺推估該地周遭國家級尺度的天氣不太好、陰雨天為主。

二、地照可以推論什麼？

• 月亮繞著地球走
  (可以藉由地照的強落，來驗證月球繞日模型是可行的)
• 月亮表面是凹凸不平的
  (觀察彎月內側，並非平滑而是鋸齒狀)

仔細看月亮，會發現月亮並非是一個完美的彎弧，而是在內弧有鋸齒的不平衡形狀。 這些凹凹凸凸的樣子，其實是月亮表面是立體球形，還坑坑洞洞的證據。圖片取自英文維基百科。

三、從光影原理看地照

實際上是因為我們可以清楚的看到地球照，
是剛好我們面對的角度，是可以看到大部分地照最強的角度。
不過我們在外太空來看月亮呢？
那就跟一般的球體很像了！

我們在繪圖畫素描時，都會拿球體作為光影的練習，
其中 “ 最亮的面 “ 有時候反而是反光面，
也就是物體原本陰影的最暗處反而因為太靠近桌面，
而接受到環境周遭不斷反射的 “間接光”。

又因為要符合我們腦袋的視覺認知錯覺，
因此在素描時，反而會讓反光面的亮度高於亮面，增加對比感。

因此實際上維基百科的圖解還是有點失準的，
因為地照光並不是均值的，
然而因為地球蠻大顆的，
其差異也沒有到需要嚴格檢視，
就姑且看之吧！

四、關於地照的小八卦

地照其實不容易在望月或者十分接近望月時被看見，主因是旁邊就有顆太陽，光線太強。這不但造成人眼辨識的困難，也降低人類肉眼察覺的機會。
另外一方面，其實 達文西 的 Codex Leicester (萊斯特手稿) 就非常細膩的畫出了含有地照的眉月。

萊斯特手稿 Codex Leicester，其上面畫的行星照，達文西認為月亮上面充滿的水，才會像鏡子一樣反射陽光。這份手稿也是第一個認為高山過去可能沉在海底而浮上的論文。此手稿由比爾蓋茲買下，巡迴在各城市展覽。

而達文西觀察做出個大膽的假設，就是認為月球上面是充滿水的，所以可以反射光線。不過這解釋有點問題，因為不是只有液體會反射光線而已。

達文西的假設是：他看過海面反射光線的樣子，所以他誤以為月亮上面充滿水。而物質反射光線，我們完全不反射到完全反射，評分從0~10，那麼海洋只有1分、陸地1~2.5分，可是雲層可以高達5分呢！

現代的氣候學者，也把地照出現的頻率，視為某種 “全球暖化” 導致 “雲層變多” 的間接現象，甚至可以用來推估天氣的變化。