月亮本身不发光，只是把照射在它上面的太阳光的一部分反射出来，这样，对于地球上的观测者来说，随着太阳、月亮、地球相对位置的变化，在不同日期里月亮呈现出不同的形状，这就是月相的周期变化。进一步说，虽然月亮被太阳照射时，总有半个球面是亮的，但由于月亮在不停地绕地球公转，时时改变着自己的位置，所以它正对着地球的半个球面与被太阳照亮的半个球面有时完全重合，有时完全不重合，有时一小部分重合，有时一大部分重合，这样月亮就表现出了阴晴圆缺的变化。每一个阴历十五，都会最圆，不只是八月十五
每逢农历十五，月亮都会转到月球—地球—太阳这一条近似的线上，由于太阳光的照射，月球反射，在地球看来月亮被完全照亮了，也有“十五的月亮十六圆”的说法，这与月亮过轨道的近地点、远地点有关，过近地点，十五时就圆了，但过远地点，可能到十六，十七才能圆
从气象学观点来看，是因为每当这个时候，北方吹来的干冷气流迫使夏季一直回旋在我国大部分地区上空的暖湿空气向南退去，天空中云雾减少了。同时，太阳的倾斜度渐渐变大，地面得到的太阳光热逐渐减少，气温一天比一天低，秋风使水汽降低，空气透明，因而夜空如洗，月亮分外皎洁。
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