为什么有时白天会看到月亮？

首先需要说明的是，月球出现在白昼的天空里有其必然性，并不是什么怪异的现象。（否则日食发生的时候是谁把太阳给遮挡住了呢？）其次，月球出现在白昼的天空里并不代表它一定能被看到，那么什么时候才能看到呢？从实际的观测经验来看在两种情况下更容易看到『日月同辉』这种现象：

• 上弦前后，三天以内的下午，月亮此时会位于东南方；
  
• 下弦前后，三天以内的上午，月亮此时会位于西南方。
  

在这两种情况下比较容易看到『日月同辉』，但其实在其他时间里也会频繁出现太阳和月亮同时位于在地平线之上的情况，只不过被看到的概率要相对小一些。主要原因同样也是两个：
（以下均在仍然可见太阳的情况下讨论）

• 月球的相较小（即月牙状），此时亮度不够，往往仅凭蓝天或薄云就能将一弯月牙从观测者的视野中抹去；
  
• 月球的位置较低，此时虽然可以满足亮度要求（即圆月状），但却往往被较厚的大气尘埃圈或建筑物所遮挡。
  

在持续的观测中可以发现这样一种规律，要想看到『日月同辉』，既要保证月球的亮度足够大，又要保证月球的位置足够高，而这两者却恰恰是此消彼长，此长彼消的关系。不过，一个月中还是会有那固定的几天在可以保证月球亮度不小的同时位置也不低，这便是刚开始说到的那两个时间段。在这两个时间段内，月亮几乎呈现标准的半月状，其亮度要比蓝天背景高出很多；而且此时的月亮也正好位于天顶附近，不会被建筑物遮挡。

如果坚持观察并且认真思考的话还可以发现，其实月球和太阳每天都可以同时出现在天空当中，只不过『日月同辉』持续的时间会有长有短，在有些日子里只有几分钟而在另一些日子里却可以持续数小时之久，而前面提到的那两个时间段正好是后者，所以被看到的可能性就更大一些。在不同日子里『日月同辉』的持续时间应该可以通过月球和太阳在天空背景上的运动规律计算出来，但考虑到今夜已深，我就不计算了，睡醒了再说，做出结果了来这里更新。
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白天简单计算了一下，发现规律并不复杂，其实都不需要计算想想就能明白，『日月同辉』一定是月球和太阳离得越近持续的时间越长（相当于一同升起一同落下），只不过因为月球过于靠近太阳时会淹没在刺眼的阳光中而不能被观察到。
计算中用到的几个参数如下：

• a=29.5/360°=0.0819/1° ——月球与太阳单位距角对应的月龄
  
• ω=360°/24h=15°/h ——月球和太阳在天空背景上的运行速度（忽略地球公转与月球公转）
  

现在假设月龄为x（比如在初八这天，则x=8），这样便可以得到如下结论：

• φ=x/a ——月球与太阳的距角
  
• t=(π - φ)/ω ——此即『日月同辉』的持续时间
  

通过上面的等式可以计算出，在初八（即上弦）的前后几天里『日月同辉』可以持续五六个小时，也就是说在太阳西沉之前的五六个小时里都可以看到这种现象。
注：以上讨论仅限x14时即阴历下半月需要将x以(29.5-x)替换，而此时的『日月同辉』恰好处在以正南为对称轴的镜像位置（想到这里不禁会心的笑了）。

最后想说的是，人们之所以觉得白天见到月亮很奇怪可能是跟生活习惯和从小接受的教育有关 。人们把注意力放在天空中往往都是在夜里而白天则不会去留意天上的事物，久而久之，认为星星月亮这些东西只能在晚上看到就成了一种先入为主的思维模式，而一旦有一天无意发现蓝天中的月亮时也就会有很奇怪的感觉了。其实不只是月亮，金星也是可以在白天用肉眼看到的，只不过这要比白天看月亮困难的多，更加考验一个人的眼力如何。

再分享一张全景照片，照片中显示了一轮初升的满月（左侧）和即将西沉的太阳（右侧）同时出现的景观：
（呵呵呵，这个可以叫它『月球冲日』么？） P.S. 照片横向比较长，为保证清晰，请查看原图！
原图链接：http://apod.nasa.gov/apod/image/0811/Panoramica-luaSol-net.jpg编辑于 2013-02-08因为决定白天和夜晚的是太阳编辑于 2012-01-31Solar Walk ，上面有介绍月相的视频，讲得非常的清晰，但是在网上找不到那个视频。所以我只能打开 Solar Walk 把它截出来的，这是我迄今为止见过清晰最简单的解说。 发布于 2013-02-09那么长的答案是不是有点累？
因为当且仅当月亮与太阳同时绕地球公转时，且相位角之差为为180°时，才会出现“无法同时观测到太阳和月亮“的情况。边边角角就不说了，事实当然不是月亮与太阳同时绕地球公转，而是月亮绕地球公转，地球绕太阳公转。编辑于 2014-06-07　　如果清晰了这几个天体相对的位置关系，问题就很容易解决了
　　

　　以下图片来自Youtube 频道 astrometry001系列视频的第五集:
　　Astronomy 001 Video 2.5 - Lunar Phases
　　https://www.youtube.com/watch?v=lADnAWgLsGQ
　　

　　这里面涉及到这么几个概念：
　　自转、昼夜、轨道、升起和落下、建立模型
　　

　　（一）
　　首先，为什么太阳每天都会重复出现在空中？昼夜交替为什么会重复？
　　我们来建立一个模型
　　首先，如果灯代表着太阳，那么人能被照亮的地方，就是白天，照不到的地方就是黑夜。
　　如果伸出的双手代表东西方的地平线。可以观察发现：你在转动时，面前的景物看上去像是在动一样。同时，人是看不到双手以外的东西的（即：看不见地平线下面的东西）　　
　　因为地球是逆时针转的，所以在这里你也需要逆时针转。因此：在不同的时间里，太阳相对于地平线会处于不同的位置
　　

　　　　比如上图的位置，太阳处于什么位置上？如果随着时间的推移，太阳的位置看上去会怎么改变？（正午的位置上，渐渐接近右手代表的地平线）
　　这样就建立了，清晨、黄昏、正午、子夜的概念　　太阳在一天里就是这样升起和落下的
　　

　　　　有了这个模型，问题就好说了
　　（二）　
　　下面我们引入月球，月球是有轨道的对吧，我们拿一个球作为月球，用手拿着月球绕着人转，来模拟月球绕地球的运动。
　　

　　　那么在不同的时刻，月亮是如何升起和落下的呢？
　　

　　例如在地球，太阳，月亮处于这个位置上的时候
　　这个位置，地球上看到的月亮只有一半，是上弦月的时刻。
　　那么，月亮是如何升起，又如何落下呢？
　　

　　我们从清晨开始，伸出双手代表地平线。
　　

　　这时，太阳刚刚从地平线上露头，但是月亮还在地平线下，是看不到的
　　

　　随着地球的转动，月亮升起来时，这时候的太阳是什么位置？
　　答案是正午
　　

　　

　　黄昏的时候呢？　　太阳刚刚落下，而月亮因为在轨道的这个位置上，所以它看上去还处于地平线的最高处。
　　

　　而月亮落下的时候，太阳的位置在地平线以下，这时正好是子夜
　　

　　所以在上弦月时，月亮会在正午的时候（太阳在地平线上最高处）升起，会在子夜的时候（太阳在地平线下最高处）落下。
　　从正午到日落的半天，太阳和月亮都是可以看到的
编辑于 2017-07-17咳咳，终于碰见了一个能回答的问题了。
      其实，这个问题，学过初中地理的应该知道的吧，没有说题主的意思啊~~，别误会。
我就尽量用比较通俗的话语来回答一下，也算是我为知乎做的贡献吧。
先上个表格。
从表格中就可以清楚的看到太阳与月亮之间的起落关系。

解释下中天：中天是天文学上当行星、恒星或星座等天体，在周日运动的过程中所经过的一个点，在观察上是该天体正经过当地子午圈的时刻。换言之，是该天体在最高点的位置，也是该天体最接近天顶的时刻。——百度百科

简单说，太阳在某一地的中天，就是当地地方时的12点。
   接下来说说为什么会发生这种情况。
       大家都知道的，月球本身不发光，只能发射太阳光。因此，在太阳的照射下，月球总被分为光明和黑暗的两个半球。从地球上看呢，有的时候看到的是光明半球，有的时候看到的是黑暗半球。在一个时候，月轮的光明部分不断扩大，黑暗部分持续缩小；在另一个时候则反之，如此往复循环，这便是月相的变化。
     这种变化视日月地三者的相对位置而定。取决于两方面因素：一是太阳照射月球的方向；二是地球上观测月球的方向。
继续上图来说明月相的变化。 咳咳，请大家无视这拙劣的画工···
这样··应该就解释清楚了吧。可以自己画图感受一下，这样感触最深发布于 2014-04-20 发布于 2015-10-26 日月同辉。发布于 2016-07-15