科學家發現日食期間地球電離層會產生弓形回波
最近一項新的研究發現，在日食期間地球電離層會產生弓形回波。在剛剛過去的8月美國大日食期間，當月亮的影子很快划過美國地區時，在地球的高層大氣中產生了弓形回波。自20世紀70年代以來，研究人員一直懷疑月亮投射到地球上的影子在日食期間以超音速的速度傳播，可能會在地球大氣的電離層中產生電波——這是地球高層大氣中帶電粒子的一部分。但是科學家們直到今天才能夠證明這一猜想，研究人員如是說。
（圖片來自：livescience）
研究人員懷疑月球投射到地球的影子會在地球大氣中「興風作浪」，因為當發生日食時，月球遮擋了太陽傳向地球的能量，迅速將月球投射在地球上的陰影區域冷卻，由於陰影移動的很快，被冷卻的區域又被迅速加熱。研究人員在研究報告中寫道，這種突然的溫度變化被認為是在一個特殊區域（臭氧層和水蒸氣有效地將太陽紫外線輻射轉化為熱能的高度）中大氣會產生弓形回波。
麻省理工學院乾草堆天文台的科學家張舜蓉說：「八月份的日食提供了一個大好的機會來檢驗這一點。」
為了研究，張舜蓉和他的同事使用了一個遍布北美洲的大約由2000個感測器組成的密集網路，它們接收來自衛星的信號，稱為全球導航衛星系統（GNSS）。
這些感測器可以測量到非常精確的數據。通過分析感測器收集的數據，研究人員可以確定從感測器延伸到衛星的電子柱中的總電子含量（TEC），這些衛星位於地球上空約12000英里（20000公里）處。張說，這些感測器可以測量不同電子柱的TEC差異，從而使科學家能夠「探測到非常精細的電離層干擾」。
在8月21日的日全食期間，感測器收集到了高層大氣中電子運動的數據。實際上，他們正在尋找弓形波——就像在船頭或前方的水中形成的波浪一樣。張說，撞擊區域的外部極限可以有前震區（弓形激波）。
除此之外，研究人員還在尋找船尾波，也可能發生在飛機以聲音的速度傳播時。張舜蓉與他的同事在挪威的乾草堆天文台和特羅姆瑟大學，在做這項研究。
「我們的分析顯示，月球投射到地球上的影子產生了前激波和船尾波的弓形波。」張舜蓉說。
該項研究已發表在12月4日出版的《地球物理研究快報》上。
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