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在中國古代，人們認為月食是「天狗」吞食月亮，必須敲鑼打鼓才能趕走天狗，使月亮復圓。不過經過天文學家長期的觀測與理論的演進，人類終於知道月食不過是地球陰影覆蓋月球所造成的自然現象，當太陽–地球–月球連成一直線（即望月）時，太陽光會被地球擋住，照射不到月球，因此無法反射回地球，就會發生月食。
地球遮住太陽光所造成的陰影包含「本影」和「半影」，本影區是太陽光完全照射不到的地方，半影區則是只有部份陽光被地球遮蔽。當月球進入地球半影區，會因陽光減弱而使月光變暗，稱為「半影月食」，由於月光本就不強，半影月食的月光減弱並不明顯，一般人往往不會注意到。但當月球進入地球本影，就會明顯變暗，若只有一部份月球進入地球本影，就是月偏食，若月球全部進入地球本影，月光完全消失，就是月全食。
什麼情況會發生月食？
雖然月食一定發生在滿月的夜晚，不過，並非每次滿月都會發生月食，這是因為黃道面（地球繞太陽公轉的軌道面）與白道面（月球繞地球公轉的軌道面）平均有約5度9分的夾角，導致滿月時，月球經常處於太陽–地球連線的上方或下方，三者未連成一直線，自然不會發生月食。
那麼有沒有可能連續兩個月都發生月食呢？答案是有可能的。當某次月球經過地影的最下端時，此時月球的軌道正好是斜向上走，則下個月滿月時，月球有可能才走到地影的最上端，還沒有脫離地影，這樣就會連著兩個月發生月食了。今年的7月7日及8月6日即曾連續兩個月發生半影月食，下一次則將發生在2013年4月25日及5月25日。
若不考慮這種連續兩個月發生月食的情況，假如白道面和黃道面一直維持固定的傾斜方向，大約每半年會發生一次月食；但事實上，傾斜的白道面會沿著黃道面上的順時針方向，緩慢但持續地偏轉，平均約每8.86年轉一週，導致月食的間隔會比半年略短一點，因此每年發生月食的時間，會比前一年月食時間提早約10~20天。
但是究竟提早多少天，還會受到其他因素的影響，例如白道面與黃道面的傾斜角度並非固定為5度9分，而是在4度57分到5度19分之間變動；另外地球繞太陽公轉的黃道面也會微幅變化，地球繞日及月球繞地的公轉軌道皆是橢圓形而非正圓形，這些因素都會影響日、月、地三者的空間相對位置。
月食與日食有何不同？
今年7月剛發生世紀日全食，吸引全世界的天文迷蜂擁至中國長江流域。日食是太陽–月球–地球連成一直線（即朔月）時，月球遮住太陽所造成的陰影，只有位於月影下「日食帶」的人們才看得到日食。這次日食的全食帶落在長江流域，台灣及一些周邊地區僅可看到日偏食，不在日食帶的地區就什麼也看不到了。
但月食卻不會這樣，月食發生時，只要處於地球夜晚那一面的人們，都能夠看到月食，而且看到的食相都完全相同。日食和月食之所以會有這樣的差異，是因為太陽為發光體、月球為反光體，而且月球體積小於地球所致。當月球遮住太陽光時，只能在地球表面的一小塊區域產生陰影，因此只有一部份地區看得到日食。但當地球遮住太陽光時，較大的地影卻足以遮住整個月球，使得月球從進入地影開始月食到離開地影而復圓，都能同時被地球上夜晚那一面的人們看到。
這也是我們感覺月食比較常發生的原因。月食和日食其實會接連發生，因為若滿月時日–地–月接近一直線，則在此滿月之前或之後的朔月，日–月–地也會很接近一直線而發生日食；但每次發生月食時，地球上有一半以上的區域可以觀測得到（半個夜晚地球加上地球自轉，若月食經歷3.5小時，就有15.5個時區的人可以看見），而可看見日食的只有日食帶的觀測者。
日食時有可能出現「日環食」，月食時卻不可能會有「月環食」，這原因要從月球與太陽的直徑，以及它們和地球的距離說起。太陽的直徑約為月球的395倍，日–地距離也恰好約為月–地平均距離的395倍，這項巧合使得理論上每次日食時，月球應該剛好將太陽完全擋住。但月球和地球的距離並非固定不變，而是時遠時近的，如果發生日食時，月球正好距離地球比較遠，看起來的面積比較小，無法完全遮住太陽，就會形成「日環食」。
但是在月球的公轉軌道上，地球本影的直徑平均約為9300公里，遠大於月球的直徑3476公里，即使月球在遠地點，地球本影區範圍還是比月球大得多，因此發生月食時，月球只要完全進入地球本影區，就一定是月全食，而不可能發生「月環食」。
由地球本影直徑也可推算出月全食時間的長短。月球繞地球公轉的速率大約是每小時3000多公里，從開始進入本影到完全離開，通常歷時不會超過4小時；而且還可能只有3小時出頭，因為月球有可能並沒有進入本影的正中央。
由於月食和日食都是日、月、地連成接近一直線時所發生，當連續兩個月發生月食時，中間夾著的朔月，日–月–地連線一定比這兩次月食更接近一直線，因此一定會發生日全食或日環食；同樣地，當連續兩個月發生日食時，中間夾著的滿月，也一定會發生月全食。
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