Égi mozgások

A nappali égbolt

A nappali égen az egyik leggyakrabban tapasztalt és legkönnyebben megfigyelhető jelenség, az égbolt kék színe. Ennek kialakulásában két tényező játszik fontos szerepet: a Föld légköre és központi csillagunk sugárzása. A bolygónkat övező légburok megváltoztatja a belépő sugárzás összetételét - egyes hullámhossztartományokat átenged, másokat kiolt - valamint megváltoztatja a belépő sugarak irányát is a fénytörés elvének megfelelően. (Az alábbiakban csak a spektrum látható tartományára kifejtett hatásaival ismerkedünk meg.)

A Napból érkező fény belép az atmoszférába, és itt sok atommal, molekulával találkozik. A találkozások alkalmával szóródik, kissé eltérül eredeti irányától, a szóródás mértéke pedig fordított arányban áll a hullámhosszal. Tehát minél nagyobb egy fénysugár hullámhossza, azaz minél vörösebb, annál kevésbé szóródik. Ennek következtében a rövidebb hullámhossztartományból, a spektrum látható részének kék végéből fog a legtöbb szóródni - a légtömegekről is ebből a színből jut legtöbb a szemünkbe, ezért látjuk az égboltot kék színűnek. Amennyiben a levegőben sok por vagy vízpára van, ezek szemcséinek mérete nagy az atomokhoz és molekulákhoz képest, már nem érvényesül az előbbi hatás. A szemcsék nagyjából ugyanannyit szórnak minden hullámhosszból, azaz minden színű fényből, így a színek keverékeként létrejön a fehér árnyalat: és fehéres színt ölt a égbolt. Ha egy adott helyen nagyobb mennyiségű vízpára csoportosul, a róla szóródó erős fehér fény élesen elüt az égi háttértől - ezek a felhők. Napközben csak a legfényesebb égitesteket láthatjuk: a Napot, a Holdat esetleg a Vénuszt. A halványabb bolygók és csillagok nem figyelhetők meg, mivel a levegőben szóródó napfény sokkal erősebb gyenge pislákolásuknál, és elnyomja fényüket. Azokról az égitestekről, amelyek nem rendelkeznek jelentős légkörrel (mint például a Hold), nappal is ugyanúgy láthatók a csillagok, mint éjszaka.

A nappali égbolton látványos változásokat figyelhetünk meg, amikor a Nap a horizont közelében tartózkodik - azaz napkelte és napnyugta környékén. Ekkor a központi csillagunkról érkező fény már sokkal hosszabb utat tesz meg a légkörben, mint magas napálláskor. Amint a fény belép bolygónk sűrű atmoszférájába, eredeti irányától elhajlik: ez a fénytörés. Minél mélyebben merül a légkörbe, annál sűrűbb közeggel találkozik, és annál nagyobb mértékű lesz az elhajlás. Ennek következtében minden égi objektum (kivéve, amelyik pont a fejünk fölött, a zenitben látszik) valójában alacsonyabban van, mint ahogyan azt mi látjuk. Az égitestek képének megemelkedése ott a legnagyobb, ahol a fény a leghosszabb utat teszi meg az atmoszférában, azaz a horizontnál. Ezt derült idő esetén bárki könnyedén megfigyelheti: a napkorong a látóhatár közelében ellapul, mivel az alsó részéről érkező fénysugarak sűrűbb közegen haladnak keresztül, mint a felső részéről érkezők, így jobban elhajlanak. Ezt a jelenséget refrakciónak nevezik, a refrakció értéke a zenitben nulla, a látóhatár felé fokozatosan nő, ahol általában eléri a fél fokot. Tehát amikor a napkorong alja látszólag a horizontot érinti, az a valójában már alatta is van. A légköri fényszóródás hatását ebben az esetben is megfigyelhetjük: ha a Nap a horizont közelében van, fénye hosszú utat tesz meg a légkörben, a fényszóródás is jelentős. A kék szín nagy része így már nem jut el hozzánk, és a napkorong vörös árnyalatban pompázik.

A szürkületi ég színkavalkádjának kialakításában ugyancsak a fényszóródás játszik főszerepet. Az alacsonyabb és sűrűbb légrétegek többet, a magasabbak és ritkábbak pedig kevesebbet szórnak ki a kékből - így a horizonttól felfelé haladva a vöröstől a kékig terjedő színskálát figyelhetünk meg. A szürkület alatt a fény a légkör távoli részéről érkezik a felettünk található légtömegekre. Időtartama földrajzi szélességenként változó, mivel különböző szélességeken a látóhatárhoz képest más-más szögben ereszkedik a Nap a horizont alá. A polgári szürkület akkor ér véget, amikor a Nap 6 fokkal, a csillagászati pedig, amikor 18 fokkal süllyed a látóhatár alá - ez utóbbi nálunk kb. két óra hosszú.

Az éjszakai égbolt

Ha a Nap annyira mélyen van a látóhatár alatt, hogy a róla érkező, a légkörön szóródó fény sem jut el hozzánk, már nincs ami elnyomja a halvány égitestek fényét - véget ér a szürkület, teljesen besötétedik. Az éjszakai égen megfigyelhető objektumok közül a legfényesebb bolygónk kísérője: a Hold. Mivel a Hold a Föld körül kering, ezért bolygónkról nézve állandóan változtatja a Naphoz viszonyított helyzetét. Ennek következtében jönnek létre a holdfázisok. Felszínének fényvisszaverő képessége nagyon rossz, a sötét hamuéhoz hasonló, de mivel közel helyezkedik el hozzánk, a Nap után a második legfényesebb égitest.

A Holdat követik a közeli bolygók. Mivel a Merkúr és a Vénusz a Földnél közelebb kering a Naphoz, így attól látszólag nem távolodnak el 22 illetve 46 foknál messzebb, hol az egyik, hol a másik oldalán mutatkoznak központi csillagunknak. A Naphoz közelebb keringenek, így a Földnél gyorsabban mozognak - megvilágított és árnyékos oldalukat egyaránt látjuk, ezért a Holdhoz hasonlóan fázisokat mutatnak. A nagybolygók az óramutató járásával ellentétes irányban keringenek, így amikor a Merkúr vagy a Vénusz közeledik hozzánk, a Naptól balra, azaz keletre tűnnek fel az esti égen. Amikor távolodnak tőlünk a Naptól jobbra mutatkoznak, így hajnalban, napfelkelte előtt figyelhetők meg. A bolygók közül a Vénuszt látjuk a legfényesebbnek, mely erős ragyogásával könnyen megtévesztheti az embert. A Földnél távolabb keringő bolygók csak kismértékben vagy egyáltalán nem mutatnak fázisokat. Mivel ezek messzebb keringenek, így lassabban mozognak. Bolygónk rendszeresen lekörözi őket, ebből kifolyólag látszólag hurokszerű mozgást végeznek a csillagos háttérhez képest. A Mars, a Jupiter, a Szaturnusz és kivételes esetekben az Uránusz figyelhető meg közülük szabad szemmel. Mivel a nagybolygók közel egy síkban keringenek a Nap körül, így ugyanabban az égi sávban mutatkoznak. Ennek a sávnak a közepén húzódik az égi ekliptika, amelyet a Nap, Földről megfigyelhető éves égi útja rajzol ki.

Ha jó a légköri átlátszóság és mesterséges fények sem zavarnak, egy derült éjszakán több ezer csillagot is láthatunk szabad szemmel. A csillagok közötti tájékozódást a csillagképek könnyítik meg. Már az ókorban kialakította minden nép a saját csillagképeit, ekkor még többnyire vallásos indítékkal. Ezeknek egy része a későbbiekben is fennmaradt, mivel egyszerűbbé tették az egyes égi objektumok megtalálását és az égen való tájékozódást. Ma 88 csillagképre osztjuk az égboltot. Egy csillagképbe azok a csillagok tartoznak, amelyek a csillagképet határoló vonalakon belül látszanak bolygónkról. Egy adott csillagképhez tartozó csillagok természetesen különböző távolságokban helyezkedhetnek el, így nem állnak egymással közeli kapcsolatban. A csillagképek számának, helyének, méretének, alakjának, határvonalainak, elnevezésének meghatározása teljesen önkényes, egyedül az égbolton történő könnyebb tájékozódást szolgálja. Az éjszakai égen egy szabálytalan körvonalú, halvány fényszalagot is megfigyelhetünk: ez a Tejút. A Tejút valójában csillagok millióinak együttese, melyeket szabad szemmel nem tudunk különválasztani, így összefüggő sávnak látjuk őket. Galaxisunk, a Tejútrendszer anyagának nagy része egy lapos, korong alakú térrészben koncentrálódik, és mivel Napunk ebben a síkban helyezkedik el, így kitekintve csak a korong metszetét, mint az égen átívelő sávot láthatjuk.

A Föld tengelyforgása

Bolygónk 23 óra 56 perc 4,09 másodperc alatt fordul meg egyszer a tengelye körül (ez az időtartam a csillagnap), amit mi úgy érzékelünk, mintha az égbolt fordulna el ugyanennyi idő alatt felettünk. Mivel a Föld nyugatról kelet felé forog, az égbolt és az égi objektumok keletről nyugat felé látszanak elmozdulni. A forgás következtében látszik körbejárni a Nap is, így jönnek létre a nappalok, amikor a Nap a horizont felett tartózkodik, és az éjszakák, amikor pedig alatta. A Nap lenyugvása utáni (illetve felkelte előtti) rövidebb átmeneti időszak a szürkület. A Föld forgástengelye jelöli ki az égtájakat is. A tengely két végét északi, illetve déli égtájnak, az erre merőleges két irány közül azt, amerre az égitestek kelni látszanak keleti, amerre pedig nyugodni, nyugati égtájnak nevezzük.

A Nap égi járásának a Föld különböző szélességein elhelyezkedő megfigyelők más-más módon lesznek tanúi. Amikor a Nap pontosan keleten kel és nyugaton nyugszik, az egyenlítőről nézve fejünk felett, a zenitben delel. Ugyanekkor a pólusoknál vízszintesen körbejárni látszik, köztes szélességeken pedig pályája kisebb-nagyobb szöget zár be a függőlegessel. Ez természetesen csak akkor történhet meg, ha a Föld egyenlítője pontosan a Nap felé mutat. A valóságban ez ritka helyzet, mivel bolygónk forgástengelye a pályasíkra állított merőlegeshez képest 23,5 fokos szöget zár be. A tengely térbeli helyzete első megközelítésben stabilnak mondható, azaz a Föld, Nap körüli keringése során állandóan egy irányba mutat.

Azt a pontot, ahol a forgástengely képzeletben metszi az égboltot (illetve a bolygónk köré vont tetszőleges sugarú képzeletbeli éggömböt), égi pólusnak nevezzük. Ez az északi oldalon egy fényes csillag közelébe esik, amelyet innen Polarisnak, Sarkcsillagnak neveztek el. Az égbolt látszólag ekörül fordul körbe minden nap. A mi szélességünkről a pólus 47,5 fok magasan látszik a horizont felett. Azok a csillagok, amelyek 47,5 foknál közelebb látszanak a pólushoz, napi járásuk során soha nem érik el a horizontot, azaz soha nem nyugszanak le. Ezeket nevezik cirkumpoláris csillagképeknek. Azok az égi objektumok, amelyek ennél messzebb látszanak a pólustól, minden nap felkelnek és lenyugszanak, több-kevesebb időt töltve a horizont felett. Vannak olyan égitestek is, amelyek annyira messze vannak a pólustól (132,5 foknál messzebb), hogy a mi szélességünkről nézve látszólag nem is kelnek fel. Ezek az objektumok hazánk földrajzi szélességéről nem figyelhetők meg. Ha egy észlelő a Föld valamelyik pólusán helyezkedik el, az égi pólus pontosan a feje felett található, amely körül az objektumok mozognak - így minden csillag cirkumpoláris. (Kivéve a Napot!) Amennyiben az egyenlítőn állunk, a két pólus pont a horizont északi és déli pontján található, innen nézve minden égi objektum felkel és lenyugszik, azaz nincsenek cirkumpoláris csillagok.

A Föld tengelyforgása a valóságban nem egyenletes, kisebb szabálytalanságok mutatkoznak benne. Ezek közül az egyik legfontosabb a tengelyforgás lassulása, azaz a napok hosszának növekedése. A jelenségért főleg a Hold által keltett dagályhullám felelős, amely égi kísérőnkhöz képest rögzített helyzetű. A Föld így elfordul "alatta", és az bolygónkra állandó fékező erőt fejt ki. A lassulás mértéke évenként 0,0029 másodperc. Vannak ezenkívül periodikus ingadozások is, amelyek hol gyorsítják, hol pedig lassítják bolygónk tengelyforgását.

A Föld keringése és az évszakok

Bolygónk egy enyhén elnyúlt, ellipszis alakú pályán kerüli meg a Napot 365 nap 6 óra 9 perc 9 másodperc alatt. Ezt nevezik csillagászati évnek, amely a Napnak az égi ekliptika ugyanazon pontján két egymást követő áthaladása között telik el. A Föld napközelpontja (perihélium) 147,1 millió km-re, naptávolpontja (aphélium) 152,1 millió km-re húzódik központi csillagunktól, átlagos naptávolsága 149,6 millió km. A Nap körüli keringést a Földről a Nap lassú, a háttércsillagok előtt történő látszólagos körbevándorlásaként figyelhetjük meg. A Föld Nap körüli keringésének síkja az ekliptika, így a Nap égen megtett útja ennek égi vetülete, amelyet égi ekliptikának nevezünk. Mivel a Föld forgástengelye 23,5 fokos szöget zár be az ekliptikára állított merőlegeshez képest, egyenlítőnk égre vetített képe: az égi egyenlítő ugyancsak ekkora szöget zár be az égi ekliptikához képest. Ezzel kapcsolatban számos érdekes megfigyelés tehető, ezeket az egyszerűség kedvéért az északi félteke példáján, hazánk földrajzi szélességéről mutatjuk be.

Amikor a forgástengely északi pólusa van közelebb a Naphoz, központi csillagunk látszólag az ekliptikának az égi egyenlítő "feletti", attól észak felé eső részén tartózkodik. Minél közelebb látszik egy égitest az északi pólushoz, annál hosszabb időt tölt a horizont felett. Ekkor a Nap is hosszabb időn át van a látóhatár felett, és magasabbra is jut az égen. A Nap legnagyobb delelési magasságát a nyári napforduló napján, június 22-én éri el 66 fokkal a látóhatár felett. Hosszabb időn át árasztja sugarait (hosszabb a nappal), mivel több időt tölt a horizont felett; és magasabbról süt, így adott területre nagyobb mennyiségű sugárzása jut. A Nap ekkor északkeleten kel és északnyugaton nyugszik. A terület felmelegedése erős - ilyenkor van nyár az északi féltekén. Ahogy bolygónk folytatja Nap körüli keringését (mivel a forgástengely a térben közel stabil helyzetű), az északi pólus a Naptól távolodni kezd, a déli pedig közeledni. Eközben az északi féltekéről azt láthatjuk, hogy a Nap egyre délebben, egyre alacsonyabban mutatkozik az égen. Egyre alacsonyabbról süt, egységnyi területre egyre kisebb energiát ad; és egyre rövidebb ideig tartózkodik a horizont felett, azaz a nappalok rövidülnek és az éjszakák hosszabbodnak. Egyre délebbi ponton kel és nyugszik, és ezek együttes következményeként csökken a hőmérséklet.

Amint a Nap egyre délebbre vándorol az ekliptika mentén, szeptember 23-án eléri az ekliptika és az égi egyenlítő metszéspontját, amelyet őszpontnak nevezünk. Ez az őszi napéjegyenlőség napja, ekkor a Nap ugyanannyi időt tölt a horizont felett, mint alatta, így a nappal és az éjszaka hossza megegyezik. A delelés magassága azonos földrajzi szélességünkkel, ezen a napon központi csillagunk pontosan keleten kel és nyugaton nyugszik. Amint a következő napokban folytatja látszólagos útját, az éjszakák hosszabbak lesznek a nappaloknál, a besugárzás tovább gyengül és egyre hidegebb lesz. Egyre délebben kel és nyugszik, december 22-én éri el útjának legdélibb pontját. Ekkor a mi szélességünkről nézve még deleléskor is mindössze 19 fokkal emelkedik a horizont fölé, ilyenkor a leggyengébb a besugárzás. A Nap délkeleten kel és délnyugaton nyugszik. Ez a téli napforduló, ami után ismét észak felé veszi útját központi csillagunk, és fokozatosan emelkedni kezd. Március 21-én érkezik el az ekliptika és az égi egyenlítő másik metszéspontjába, amelyet tavaszpontnak nevezünk. A tavaszi napfordulót követően ismét az éjszakák lesznek a rövidebbek és a nappalok a hosszabbak. A tél és a nyár hőmérsékleti maximuma illetve minimuma nem esik egybe a maximális illetve minimális besugárzás időpontjával, mivel az egyes területek felmelegedéséhez és lehűléséhez idő szükséges. Ennek következtében 1-2 hónapot késnek az évszakok.

A Nap éves járásának, a különböző földrajzi szélességeken elhelyezkedő megfigyelők más és más módon lesznek tanúi. Ha pontosan a póluson tartózkodunk, a Nap majdnem fél évet van a horizont felett, és közel ugyanennyit alatta, azaz itt fél évig tart a nappal és újabb fél évig az éjszaka (eltekintve a szürkülettől). Az északi pólusnál a helyi nyár idején a Nap június 22-én delel, 23,5 fokkal a horizont felett. Ezután lassan süllyedni kezd - a Föld tengelyforgása miatt természetesen 24 óra alatt mindig körbejár, de nem jut a horizont alá - és egy enyhe spirális mentén megközelíti a látóhatárt. Miután lenyugszik, féléves éjszaka borul az északi pólusra. A Nap az egyenlítőn június 22-én éri el útjának legészakibb pontját, ekkor 66,5 fokkal delel a horizont felett. Az őszi és tavaszi napéjegyenlőségkor delel a zenitben, majd a téli napfordulókor legdélebben, ismét 66,5 fokkal a horizont felett. A nyári napforduló alkalmával a Nap a Ráktérítő felett delel a zenitben, ekkor látszólag a Bika csillagképben tartózkodik. Itt "fordul meg" és veszi útját ismét dél felé. (Régebben ez a pont a Rák csillagképben helyezkedett el, innen a Ráktérítő elnevezés.) A Baktérítőnél a helyzet hasonló, csak itt a Nyilas csillagképben tartózkodik, amikor észak felé veszi útját.

Bolygónk forgástengelyének térbeli helyzete csak közelítőleg nevezhető stabilnak, a valóságban lassan változik, ezt nevezik pólusingadozásnak. Ennek két fő összetevője van: a precesszió és a nutáció. A Föld átmérője az egyenlítőn nagyobb, mint a pólusoknál. Bolygónk forgástengelye 23,5 fokos szöget zár be a pályasíkra állított merőlegeshez képest - amit a Nap és a Hold csökkenteni próbál, és forgatónyomatékot fejt ki ellipszoid alakú bolygónkra. Ennek a Föld, tehetetlensége folytán megpróbál ellenállni, és a két hatás eredőjeként a forgástengely az ekliptika síkjára állított merőlegeshez képest egy kúpfelület mentén körbejár. Így az ekliptika és az égi egyenlítő metszéspontjának égi helyzete is megváltozik, és a tavaszpont (természetesen az őszpont is) évenként 50 ívmásodpercet nyugat felé vándorol, 25729 év alatt pedig teljesen körbefordul. Ezt nevezik precessziónak, ez az oka annak is, hogy a nyári napforduló idején ma már nem a Rák csillagképben tartózkodik a Nap. A nutáció létrejöttének oka, hogy a Hold pályasíkja 5 fokos szöget zár be az ekliptikával, a kettő metszéspontja az előbb említetthez hasonlóan körbejár, 18,6 évenként megtéve egy teljes fordulatot. Ez a periodicitás rárakódik a precesszióra, így bolygónk forgástengelye nem egy sima, hanem egy hullámos kúpfelület mentén mozog.

Holdfázisok, fogyatkozások és az árapály

A Hold Földünk kísérője. Földközelben 354 ezer km-re, földtávolban 404 ezer km-re, átlagosan pedig 384 ezer km-re van bolygónktól. A Földet 27,3 nap alatt kerüli meg. Keringésének időtartama pontosan egybeesik tengelyforgásának időtartamával, azaz mindig ugyanazt az oldalát fordítja a Föld felé, ezt nevezik kötött tengelyforgásnak. (A kötött tengelyforgás természetesen csak a Földre vonatkoztatva igaz.) A Hold felszínén ugyanúgy váltakoznak a nappalok és az éjszakák, mint bolygónkon, de egy holdi nap hosszabb az előbb említett 27,3 napos időtartamnál. Ennek oka, hogy a Föld kering a Nap körül, így változik a Nap csillagokhoz viszonyított helyzete. A Holdnak kicsit tovább kell haladnia pályáján, hogy ezt az elmozdulást kompenzálja, és a Nap ismét arról az adott holdrajzi pontról deleljen - ehhez 2,2 nap kell. Egy holdi nap időtartama így 29,5 nap, és ennek megfelelően figyelhetjük meg periodikus fényváltozását.

A holdfázisok kialakulása a Nap, a Hold és a Föld egymáshoz viszonyított relatív helyzetétől függ. A Nap állandóan ugyanakkora részét világítja meg égi kísérőnknek, a fázis nagyságát az határozza meg, hogy mi mekkora hányadát látjuk ennek. Amikor Holdunk, a Földről nézve a Nap közelében tartózkodik, megvilágított részét nem láthatjuk, ekkor van újhold. Az esti láthatósága során napsütötte részéből egyre többet figyelhetünk meg, és amikor ennek fele válik láthatóvá, elérkezünk az első negyedhez. Teleholdkor a teljes megvilágított félgömböt láthatjuk, utolsó negyedkor, hajnalban pedig ismét csak a felét. Amikor a Hold relatíve közel látszik a Naphoz (első negyed előtt, utolsó negyed után), árnyékos oldalán megfigyelhetjük a Föld légköréről a Holdra vetülő, majd onnan ismét visszaverődő fényt, ezt nevezik hamuszürke fénynek.

A Föld és a Hold is - mint minden átlátszatlan test - árnyékot vet a Nap fényében. Amikor a Hold árnyéka a Föld felszínére vetül, napfogyatkozásról, amikor a Föld árnyéka a Hold felszínére, holdfogyatkozásról beszélünk. A Hold kb. 400-szor közelebb van a Földhöz, mint a Nap, de kb. 400-szor kisebb is annál. Ennek következtében nagyjából azonos méretű korongnak látjuk mindkét égitestet.

Napfogyatkozás csak újholdkor következik be. Annak magyarázata, hogy miért nincs napfogyatkozás minden újhold alkalmával, a Hold pályájának a Földéhez viszonyított helyzetében keresendő. A Hold pályasíkja 5 fokkal hajlik az ekliptikához, így csak akkor lehet fogyatkozás, amikor a Hold ennek a két pályasíknak valamelyik metszéspontjában vagy annak közelében tartózkodik. A Hold természetesen havonta kétszer áthalad ezeken a pontokon, ez azonban ritkán esik egybe az újholddal vagy a teleholddal. Amennyiben újholdkor ér a csomópontba, napfogyatkozás van. Ha a Hold teljesen eltakarja a napkorongot, akkor teljes napfogyatkozás következik be. Mivel a Hold kis égitest, ezért árnyékkúpja csak kis területre vetül a Föld felszínén. Teljes napfogyatkozás így mindig csak egy szűk sávból látható. A legkedvezőbb esetben egy adott ponton a teljes napfogyatkozás maximális időtartama 7,5 perc. A teljes fogyatkozás zónáján kívül széles sávban részleges a fogyatkozás, itt a Hold nem takarja el az egész napkorongot. Amikor a Hold földtávolban, a Föld pedig napközelben van, a Nap látszólagos átmérője nagyobb a Holdénál. Ekkor a Hold nem tudja eltakarni a teljes napkorongot és ilyenkor következik be gyűrűs napfogyatkozás, maximális időtartama 12,5 perc. Teljes fogyatkozás alkalmával a nappali égen feltűnnek a fényesebb csillagok és bolygók, valamint megfigyelhetővé válik a napkorona.

A Föld árnyékkúpjának csúcsa elméletileg átlagosan 217 földsugárnyira terjed, a Hold átlagosan 60 földsugár távolságban kering. A Föld azonban légkörrel rendelkezik, így a Nap sugarait megtöri. Emiatt a teljes árnyék kúpja lerövidül, és közelebb kerül a Hold távolságánál, így az a valóságban soha sem éri el égi kísérőnket. A légkör által szórt fény nagysága és színe a légkör állapotától függ, így a holdfogyatkozások alkalmával több-kevesebb fényt kap égi kísérőnk, aminek következtében általában sötétvörös színben dereng. Teljes a fogyatkozás, ha a Hold teljes terjedelmében az árnyékkúpba merül. (Centrálisnak nevezzük, amennyiben a Hold az árnyékkúp tengelyén halad át, ekkor a fogyatkozás mindig teljes.) Részleges a fogyatkozás, ha a Hold nem pontosan a csomóponton halad át holdtöltekor, így csak részben merül bele bolygónk árnyékába.

Az égitestek egymásra kifejtett gravitációs hatása következtében tapasztalható - többek között - az árapály jelensége is. A Földön legerősebben a Hold és a Nap hatása érvényesül. Az általános tömegvonzás törvénye értelmében a vonzóerő a távolság négyzetével fordított arányban áll. A Hold így nagyobb erővel húzza maga felé bolygónknak a hozzá közelebb eső részét, mint a távolabbit: azaz a Földnek a Hold felőli oldala enyhén kidudorodik. A Föld a Föld-Hold rendszer tömegközéppontja körül kering, amely bolygónk belsejében található. Emiatt a Holddal ellentétes oldalon centrifugális erő lép fel, ez az átellenben lévő oldalon hoz létre dagályt. Ugyanilyen hatást fejt ki a Nap is, ennek mértéke azonban kisebb - a Hold kis tömegét ugyanis ellensúlyozza közelsége. A Hold és a Nap által a Földre kifejtett árapály torzulás egymásra rakódik, erősítik vagy gyengítik egymást. Újhold és telehold környékén, a Hold által keltett dagálykúp a Nap által létrehozottal egybeesik, ekkor éri el az árhullám maximális méretét, ez a szökőár. Első vagy utolsó negyed környékén pedig gyengítik egymás hatását, ezt nevezik vakárnak. Bolygónk a tengelyforgás következtében elfordul a dagály kúpok alatt, így egy adott földrajzi ponton egy nap folyamán majdnem két alkalommal figyelhető meg apály és dagály. A valóságban 24 óra 50 perc alatt zajlik le két dagály és két apály. Ennek oka, hogy amíg a Föld egyszer megfordul tengelye körül, a Hold kissé tovább mozog pályáján, amit bolygónknak kompenzálnia kell. (24 óra 50 perc a Hold két delelése közötti időtartam.) A jelenség következtében a szilárd kéregben létrejövő apály és dagály hullámok magasságkülönbsége centiméteres, a folyékony vízburokban méteres nagyságrendű. A Föld, tengelyforgása során megpróbálja "magával húzni" a dagálykúpot, amelyet a Hold nem enged. Mivel a Föld folyamatosan elfordul a dagálykúp alatt, súrlódás lép fel, ami bolygónk tengelyforgását lassítja, és a Hold pályájának sugarát fokozatosan növeli.

• Nevezd meg! 4.0 Nemzetközi (CC BY 4.0)