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。

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！