出品：科普中国
制作：王铮（中国科学院国家空间科学中心）
监制：中国科学院计算机网络信息中心
正月十五月儿圆～元宵佳节 ， 总是伴随着一轮满月 。
其实说到圆月 ， 我们更熟悉、也更经常谈论的是“八月十五” ， 这里的“十五” ， 说的都是我国古代使用的农历当中的日期15号 。
八月十五是赏月的中秋佳节 ， 正月十五就是我们春节末尾要过的元宵节了 。
#元宵节# ， 又称上元节、小正月、元夕或灯节 ， 是中国的传统节日之一 。
正月也就是一月 ， 是农历的“元”月 ， 古人称“夜”为“宵” ， 正月十五是一年中第一个月圆之夜 ， 所以称正月十五为“元宵节” 。
在这一天 ， 民间习俗讲究吃元宵、汤圆 ， 这些食物是不是很像又白又圆的月亮呢？
元宵、汤圆 ， 都是又白又圆｜图片来源：www.pinlue.com元宵节 ， 月满冰轮 ， 也是赏月的佳期良辰 ， 但是有许多报道说 ， 今年元宵期间的月亮不是“十五圆” ， 是“十六圆” ， 也就是农历16日月亮“最”圆 。
去年2020年元宵节就是这样 ， 今年的月圆怎么还是“不按常理出牌”呢？
为什么“十五”的时候月亮圆？
俗话说 ， “一年十二月 ， 月月十五圆” ， 到底有没有道理呢？我们不妨来推算一下 。
太阳是“阳” ， 月亮就是“阴”了 ， 所以月亮也有“太阴”的称呼 。
农历在日期上所采用的“阴历” ， 依据的是古人对月亮每晚形状变化的观察 。
“人有悲欢离合 ， 月有阴晴圆缺” ， 月亮或钩或圆 ， 也被称为“月相” ， 变化周期大约是29天半 ， 古人据此制定了阴历月份 。 其中1/3/5/7/9/11月为“大建” ， 每月30天；2/4/6/8/10/12月为“小建” ， 每月29天 。
但是注意！古人实际使用的历法——“农历”中的日期并不是纯粹的阴历 ， 大小月的设置有更加复杂的规则 ， 比咱们公历中30/31天的设置复杂得多 。
阴历的每一天都是依据月亮的形状定的——月初和月末是朔月、新月 ， 这时候的月亮基本看不到 ， 或者是很细的月牙 ， 但到了一个月的中间——15号 ， 就迎来了圆月的时间 。
月亮真的会像肉眼看到的一样忽大忽小地一直变化吗？其实并不是 。
月亮的形状是由地面上的人观察月亮被太阳照亮的角度而决定的 。
月球对着太阳的半个球面是光亮的 ， 而背着太阳的半球面是黑暗的 。 就像示意图中那样 ， 如果月亮在日地连线地球的背后 ， 它被照亮的一面正好被地球夜晚的人们看个正着 ， 这就是又圆又亮的满月了 ， 而这天就在元宵节这样的阴历15号前后 。
地球、月亮相对于阳光照射的位置 ， 决定了月亮能看到的“形状”｜图片来源：www.gettyimages.es/detail今年元宵怎么跟去年连着 ， 都是“十六”圆？
留意天文新闻的朋友可能有印象 ， 2020年的元宵节同样是农历正月十六月圆 。
其实“十五圆”或者“十六圆”并非交替出现 ， 2017-2019年的元宵节月亮均是“十五圆” ， 但2020和2021年元宵节月亮则都是“十六圆” ， 满月到底会出现在哪一天需要的是精确的计算 。
每个阴历的月份都会有一次月圆 。 不过 ， 月亮围绕地球转动的轨道是椭圆形 ， 最近约为36万公里 ， 最远约为40公里远 。
受各种因素影响 ， 例如牛顿发现的万有引力规律以及向心力公式 ， 月球绕地球公转速度有时快（距离地球近）、有时慢（距离地球远） ， 从一次满月到下一次满月 ， 所经历的平均周期是29.53天 ， 但最长与最短周期相差13个小时 。
与月亮行走到何处无关 ， 咱们昼夜交替的一天是由地球自转决定的 ， 24小时是一天 ， 13个小时可以差出半天之多 。 如
果满月以前月亮的“脚步”慢 ， 则从阴历的“朔”（新月）到“望”（满月）可能要走16-17天 ， 再加上阴历月份存在29天与30天的不同 ， 就可能出现“十五的月亮十六圆”的现象 。
根据精密计算 ， 2021年农历正月最圆的月亮出现在2月27日16时17分 ， 这天是农历16日 。
椭圆轨道上天体运行速度的示意图｜图片来源：https://junior-report.media/en/kepler-and-the-universe/那到底是什么原因造成了不同年份之间月圆时间的区别呢？主要是以下三个方面：
是来自于变化的精确周期与24小时制的日期之间相差的若干小时；是我们刚才说到的大小月交替的不同；是我们下文要讲到的农历“闰月”设置；因此 ， 连续年之间的元宵节是“十五圆”还是“十六圆”说起来会相当复杂 。
【元宵节|“圆”因来咯！十五的月亮为何还是“十六圆”？】现在的日历干嘛不跟农历对齐？
如此看来 ， 农历的日期所基于的阴历非常便于了解当晚的月亮是什么样子的 ， 每年春节和元宵的日期也不会变来变去 ， 那为什么我们现在不用这种日期了呢？
这是因为阴历完全依据月亮变化的规律制定 ， 这和农历指导农耕的“农”字不合 。
阴历的一年只有354天左右 ， 但是决定地面气温变化的地球公转周期是365天5小时48分46秒 ， 相差的11天多使得四季的变化在阴历上没有固定的时间 ， 不利于农民使用 。
如果放任12个月如此 ， 只需17年 ， 相同日期的冬夏就要反转；但如果设置一年13个月 ， 一年又多出18天 ， 同样会导致季节倒转 。
因此 ， 我们的祖先找到了“闰月”的办法 ， 每19年加7个闰月 ， 保持正月初一春节总在冬末春初 ， 大体上1-3月为春季 ， 4-6月为夏季 ， 7-9月为秋季 ， 10-12月为冬季 。
设置了闰月的年份为闰年 ， 闰年的12月多加一天为355天 ， 而平年只有354天 。
闰月设置的年份由节气、中气决定 ， 同时还要调整大小月 。
这些规则让人听了就头昏 ， 所以我们就不再继续详细介绍了 。 在这种情况下 ， 农历月份、日期想要与公历对齐 ， 是完全不可能的 。 2021年的春节在2月12日 ， 可2020年在1月25日 ， 2020年出现了闰4月 ， 也就是有两个4月 ， 这些都与公历格格不入 。
（ps：2021年没有闰月 。 ）
闰月表：并非每年都有闰月｜图片来源：item.btime.com现在我们普遍觉得农历日期计算复杂 ， 更不要说古代文化水平较低的老百姓了 。
因此 ， 在古代 ， 历法都是政府计算并制定后 ， 再公布给平民百姓 ， 有朝代甚至明文规定百姓不准私自观测天文、制定历法 。
相比于农历 ， 国际推行的现行“公历”以365天 ， 也就是地球围绕太阳公转的周期为基础 ， 大家理解起来更加方便 。
统一的历法也促进了国际间的交流 ， 辛亥革命后 ， 民国曾在多方面与国际接轨 ， 其中就包括了历法 ， 也就是“公历” 。
圆月无论出现在哪一天 ， 其实都是正常的历法现象 。
每一次“满月当空” ， 都是一次难得的赏月良辰 ， 趁着天气晴朗 ， 赶快出门观赏吧 ， 和家人一起共同迎接春回大地后的第一个月圆之夜！
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