能的原因是地核與地幔間的互相作用。年際變化的幅度為０．２～０．３毫秒，相當於十年尺度變化幅度的十分之一。這種年際變化與厄爾尼諾現象期間，赤道東太平洋海水溫度的異常變化具有相當的一致性，因此可能與全球性大氣環流有關。然而引起這種一致性的真正原因目前仍然是一個謎團。

大氣

從天文學的角度來看和從物理學方面一樣，大氣都是地球的一件最重要的附屬品。雖然它對我們的生活非常必要，卻給了天文學家帶來了進行精密觀測的巨大障礙。它多少會吸收去一些從中經過的光，因此微微改變了天體的真實色彩，即使在極晴朗的夜空也不免使得星星比原來更黯淡。它還會彎曲從中經過的光，使它沿一條微曲的路線（這線對地球而言是凹的），卻不是直射入天文學家的眼裡。結果又使星辰都看起來離地平線比實際位置高了一些。從天頂直射下來的星光是不受彎曲的，離天頂愈遠則折光愈甚。在離天頂４５度時，折光之差達到了一弧分，雖然這個曲折的程度肉眼發現不了，但在天文學家看來已是很大的誤差了。物體越靠近地平線，其折光率就越大；離地平線２８度時已比４５度時增大了一倍；在地平線上眼見的天體由折光引起的誤差已在半度以上，這已比肉眼所看到的太陽和月亮的直徑還要大了。結果就是，在日出日落的時候，我們在地平線上看到的太陽實際上是在地平線以下。我們看得見它只是因為折光的緣故。地平附近折光率增大的另一有趣的結果就是，太陽在那兒看起來要扁一些，它的垂直直徑要比水平的直徑看起來短。這是因為太陽的下半部較上半部受到的折光率更大。有機會在海上看日出或者日落的話，任何人都可以看到這種景觀。

當太陽在熱帶晴朗的空氣中沉下海洋去時，我們可以看到一種在溫帶濃厚的空氣中很難見到的美麗景觀。由於大氣對各色光線有不同的折射率，大氣也像一片三稜鏡一樣按不同的角度折射不同的光線：對於紅色光線折射最少，按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序逐漸增大折射的角度。結果，當太陽在海平面上消失的時候，最後的一串光線也按同樣的順序逐漸消失。太陽逝去前兩三秒鐘，它的殘留可見的邊緣會很迅速地改變顏色，並且越來越暗。我們最後見到的是轉瞬即逝的一道綠色的閃光。至於波長更短、折射更大的藍光紫光，則在達到我們眼睛之前已經被大氣散射和吸收了。

月亮

各種不同的測量都一致認為，月亮到地球的平均距離約３８．６萬千米。得到這距離的方法是直接測量視差（以後我們要說），還有一種是計算月亮繞地球的軌道運動。因為這軌道是橢圓的，所以它的實際距離常常會不同，有時它比平均距離少１．６萬千米或２．４萬千米，有時卻又多出了這個數目。

月球的直徑比地球直徑的四分之一略大一點，準確些說是３　４７６千米。最精密的測量也未發現它不成球形，只不過表面是不規則的罷了。

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月亮的公轉與位相

月亮陪著地球繞日執行。這兩種運動的聯合在部分讀者的眼中看來要覺得稍為複雜些，但其實並不難明白。我們可以想象一下有一把椅子放在急行火車中，一個人離椅子一米遠繞著椅子轉。他可以不論轉多少次也不改變距離，更與火車的運動毫無牽涉。就像這樣，地球在自己的軌道中向前執行，月亮連續繞著它轉，而相對地球的距離並無多大變動。

月亮繞地球一週實際所需的時間是２７日又８小時，但從一新月（朔）到另一新月所經歷的時間卻是２９日又１３小時。這種不同是因為地球同時也繞著太陽運動，或者說（實際上意思一樣）因為太陽順著黃道的視運動。要表明這一點，畫ＡＣ弧作為地球繞日軌道的一段。假定某一時候地球在Ｅ點，月亮在Ｍ點正處於地球、太陽之間。２７日又８小時之後，地球已從Ｅ點移到Ｆ點。當地球這樣執行的時候，月亮也按自己軌道順箭頭方向前進，這時恰到Ｎ點。這時ＥＭ線與ＦＮ線是平行的，因此月亮實際已完成它的公轉一週，看來又回到和上次一樣的眾星之間的位置了。可是太陽此時在ＦＳ方向上。因此月亮要回到太陽地球之間的位置上就必須再運動一些時間不可。這又需要兩天多一點的時光，於是兩個新月之間的時間就成了２９．５天了。

月亮的不同的位相（ｐｈａｓｅｓ）是隨它對太陽的位置而定的。因為它是不能自己發光的物體，我們只是在太陽照到它的時候才看見它。它在太陽跟我們之間的時候，它的黑暗的一半對著我們，就完全不能被看見。曆書中稱這為“新月（朔