上兩回的月球小知識，我們討論過月食和月相的成因了。今次，我們就來看看在某些神話、流言裡面惡名昭彰的「血紅月亮」的成因吧！

紅色的月亮的出現大致可以分為以下三個情況：

(1) 在月食的時候，太陽光應該被地球遮住了的 (參考《月球小知識：天狗食月》的圖解)，可是我們卻可以看見整個染成血紅色的月亮！

(2) 在太陽還未完全下山時，向東邊地平線看去可以看到剛升起的月球。如果我們細心留意，會發現越接近地平線的月亮顏色就越偏紅；

(3) 在新月前後時期 (即初一前後數天)，月球面向地球的一面應該是幾乎沒有太陽光照射到的 (參考《月球小知識：月有陰晴圓缺》的圖解)。可是，在夕陽或早晨太陽光仍未太強的時候，我們也可以看見偏紅色的月球！

其實，血紅月亮的出現並非什麼神祕的現象，與什麼厄運、惡兆一點關係也沒有。其原因原來是太陽光穿過地球大氣層時發生的折射 (refraction) 及散射 (scattering)！

大家都知道，當我們看進去水中，會低估了水深 (這就是為什麼看起來很淺水的地方也會有人遇溺，切記欺山莫欺水)。這是因為光線在穿過不同介質時會發生折射 (介質：水／空氣)。同樣地，太陽光在真空傳播，來到地球上我們的眼睛之前會穿過大氣層 (介質：真空／空氣)，所以也會發生折射，如下圖：

所以在 (1) 的情況下，折射後的太陽光就可以照到正在發生月食的月球上，再反射到地球上。而光線在空氣裡的另一個特性，就是會發生散射。故名思義，散射就是說光線會被空氣向四方八面散射開去。越偏藍的光線就越容易被散射，所以在上圖中，穿過大氣層後仍能夠向著月球前進的光線就只剩下紅光。當這些少量剩下的紅光再經月面反射回到地球上時，我們就會看到一個很詭異的、暗血紅色的月亮了！

在 (2) 的情況，為什麼越接近地平線的月亮看起來會越偏紅呢？其實也是同樣道理：因為越接近地平線的光線所穿過的大氣層越厚，所以散射掉的藍光也越多、月亮也就越紅了。就如下圖所示，月球在 2 的位置比 1 的位置更接近地平線，因而 1 號光線也比 2 號光線更接近地平線，所以會穿過較厚的大氣 (即是 A 的距離比 B 長)：

最後，在情況 (3)，我們能夠看到月亮的原因，是因為地球把太陽光反射到月面上，然後再反射回到地球。這個情況有個特別的名稱，叫做地照 (earthshine)。由於光線在反覆反射的過程中會多次穿過地球大氣 (如下圖)，所以也會發生比較強的散射現象，我們看到的地照月亮也就因而變成血紅色：

不過，由於地球的反照率 (albedo) 不高，所以地照月亮看起來很暗。其實不單止地球和月球之間會發生地照，其他行星與它們的衛星也會發生所謂的行星照 (planetshine)。NASA 的行星照教育網頁就有很多漂亮的圖片和詳細解釋。

順帶一提，達文西 (Leonardo da Vinci) 原來早在 16 世紀已經解釋了地照的成因！所以，只要多點動動腦筋、思考一下各種現象背後的科學原因，就會發現其實我們身邊的事物也很科幻、很有趣的呢！

*本文封面圖片來自達文西的地照手繪圖解，嗚謝 Alan Chiu。