试想，假设没有地球大气层，我们在月全食阶段看到的就不是“红月亮”，而是看不到月亮了（或者你可以说，看到了“黑月亮”）。你一定要问：那为什么平时偶尔也会看到红月亮呢？此红月亮非彼红月亮。平时出现红月亮，具有一定的几率。如果视线方向上月亮位置低、在地平线附近，经月亮表面反射的太阳光会穿过地球大气层，短波长的蓝紫光被散射至天空，从而进入我们眼睛的光以红光为主，因此使得看到的月亮偏红。
但这种颜色程度的变化并没有那么明显，如果未经专业人士的提前预报，很难被大众注意到。简单来说，月全食的“红月亮”，是抵达月球表面的太阳光就已经被地球大气层散射和折射过，不论在地球的哪个位置看，都是红月亮。而平时看到的“月亮红”，是照到月亮的太阳光没经过地球大气层的影响，而是在进入我们眼睛之前，经地球大气层散射过，仅仅在地球的某些位置看，才是“月亮红”。
“月亮红”是哪种红呢？月全食时，月亮可能的颜色并不那么单一，从淡橙色到深红色都有可能，取决于地球大气的质量。一般来说，月食时月面的亮度和颜色可区分为以下5级：0级，非常暗淡，几乎看不见；1级，稍亮，呈灰色或褐黄色；2级，微亮，呈铁锈红色，中心有些暗斑，阴影区边缘相当明亮；3级，呈砖红色，阴影区边缘可能呈黄色；4级，呈铜红色或橙色，非常明亮，阴影区边缘可能呈绿松石色或浅蓝色。
月全食的亮度和颜色等级示意图，图片来源:timeanddate.com月全食有几个关键时刻？如果地球没有大气，太阳光无法照射到本影区，月球进入本影区的部分就无法被我们看见；而半影区则能收到部分太阳光，月球进入半影区的部分仍可以被我们看见，只是亮度变暗。然而地球是有大气的，因此本影区仍然有来自经地球大气折射后的阳光，颜色偏红，因此进入本影区的月球仍是可见的，且颜色偏红，亮度更暗。
月球进入半影区时，除了亮度变化，颜色也有变化，颜色偏红，但红色程度比本影区的表现更低。月全食的全过程，可以用7个时刻来串联表示。1.月球自西向东围绕地球转动，当月球的边缘刚接触地球的半影，就是半影食始时刻；2.月球继续运动，当月球的边缘刚与本影接触时，便是初亏时刻；3.当月球刚全部进入地球的本影时，便标志食既了；4.当月球中心与地球本影中心最接近时，表示此次月全食的食甚了；5. 随着月球位置的继续移动，当月球刚与本影的另一端相接触，且月球仍位于本影内时，表示月球马上进入半影区域，就会更亮，因此用“生光”来命名该时刻；6.随着月球刚刚完全走出地球的本影，“复圆”时刻到了；7.当月球刚刚完全走出地球的半影，便半影食终了。
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