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从气象学原理来看，这是因为中秋正处在秋分前后，白昼和夜晚的时间几乎一样长，月亮位于正东方向，恰好受位于正西方向的太阳直射，接收的阳光最多。中秋前后，月亮正好运行到夜空的天赤道，即地球赤道的上空，这时月亮离地球最近，反射到地面的光线也最多。所以，中秋的月亮看起来最明亮、最皎洁。
月球本身不发光、不透明，他的光线都来自于对太阳光的反射，只有月球直接被太阳照射的部分才能反射太阳光。而我们只能从不同的角度上看到月球被日光照亮部分的不同形象，构成了月亮的圆缺变化，也就是月相。