日食期間電離層高能量輻射源將關閉：揭曉未知的謎團
8月21日，日全食過程中將有效關閉電離層高能量輻射源，電離層距離地面50-400英里。圖中是日食和月球陰影路徑，不同色彩闡明了日食現象如何影響日射量。
美國宇航局指出，基於太陽輻射吸收的波長，電離層將分成3個不同的區域，它們分別被命名為D、E和F層，D層是最低電離層，F層是最高電離層。
美國宇航局解釋稱，電離層是地球大氣層的一個帶電層，它處於不斷變化之中，基於太陽活動性和太空氣候，電離層會出現增大或者縮小，這一變化過程將導致通訊和導航信息中斷。
當8月21日月球掠過太陽前方形成日全食時，白天將瞬間變成黑夜，之後再恢復白天的光線條件。
當8月21日月球掠過太陽前方形成日全食時，白天將瞬間變成黑夜，之後再恢復白天的光線條件。目前，美國宇航局指出，日全食過程中將有效關閉電離層高能量輻射源，電離層距離地面50-400英里。
電離層響應太陽活動性，能夠持續發生變化，即將到來的日全食將給科學家提供一個前所未有的機會，研究電離層的變化機制。美國宇航局解釋稱，電離層是地球大氣層中的帶電層，它處於不斷變化之中，基於太陽活動性和太空氣候，電離層會出現增大或者縮小，這一變化過程將導致通訊和導航信息中斷。
美國宇航局支持的3支研究小組將調查電離層，發現太陽在該活動中的重要角色。美國科羅拉多大學波德分校太空科學家鮑勃·馬歇爾（Bob Marshall）說：「日食現象關閉了電離層的高能量輻射源，沒有電離輻射，電離層將變得鬆懈，從白天狀態轉變成夜晚狀態，日食現象結束後再恢復正常。」
人們在日食現象中將看到太陽短暫地被月球遮蓋，阻擋了照射電離層的輻射。在這段時間裡，研究人員能夠確定阻擋了多少輻射，以及這個區域延伸程度，並持續了多長時間。
另一項研究負責人美國弗吉尼亞理工學院電子和計算機工程師格雷格·厄爾（Greg Earle）說：「在我們有生之年，這是看到最完美的一次日全食現象，但是現在的人造衛星、GPS和無線通信網路比以前更加密集，它們會遭受一定的影響。」
這是我們首次掌握如此大量信息研究日食現象，研究小組將使用自動通信或者導航信息，跟蹤電離層的特徵變化。美國宇航局指出，在正常的白天-夜晚循環中，帶電大氣粒子濃度盈虧將隨著太陽活動而發生變化。
目前，科學家最新測量提供了太陽照射光線和電離層響應最新信息數據，有助於更好地理解它們之間的交互性。第三支研究小組首席調查員美國麻省理工學院海斯塔克天文台太空科學家菲爾·埃里克森（Phil Erickson）說：「與可見光線相對比，太陽超紫外線輻射具有較高的變化性，這將形成電離層氣候中的可變性，由於地球存在較強的磁場，帶電粒子同時影響地球上所有的磁場線，所有這一切意味著電離層非常複雜。」
厄爾說：「在白天電離層等離子體密度很大，日落之後太陽產生的等離子體逐漸減少，帶電粒子將在夜晚逐漸重新結合，密度逐漸下降。在日食現象期間，我們認為這一過程的時間間隔會更加短暫。」
當帶電粒子（等離子體）濃度增大時，當信號從發射器抵達接收器時，信號很可能會發生碰撞，這將改變信號傳播的路徑。在日食現象期間，專家認為信號會增強，因為大氣層和電離層吸收較少的傳輸能量。馬歇爾說：「如果我們在某處設置一個接收器，該位置的測量將提供發射器和接收器之間部分電離層的信息。」
我們使用接收器監控該信息的相位和振幅，當信號上下波動時，這完全是由電離層的變化所形成的。研究人員將沿著日全食觀測路徑往返傳輸電磁信號，日全食觀測路徑從俄勒岡州海岸一直延伸至南卡羅來納州海岸。
通過這項觀測，他們將採集日食前後的數據信息，便於將日食響應與基線數據進行對比。美國宇航局指出，基於已吸收太陽輻射的波長，電離層分離成3個獨特區域。它們分別被命名為D、E和F層，D層是最低電離層，F層是最高電離層，研究人員將對它們進行深入研究。
馬歇爾說：「電離層密度較低，但這並不意味著它不重要。D電離層對於軍事、海軍和工程部門操作的通信系統具有潛在影響，我們可能看到全球範圍產生的影響，地球磁場就像連接兩個不同半球的連線，每當一個半球發生電離變化，另一個半球也將出現類似的狀況。」
厄爾帶領的研究小組在美國各地放置測量電離層高度和密度的儀器，儀器分別放置在俄勒岡州本德市、堪薩斯州霍爾頓市、南卡羅來納州Shaw空軍基地。
厄爾說：「他們將結合來自全國範圍內GPS網路的測量數據，以及逆向燈塔網路觀測的信號。我們正在研究F電離層底部，分析日食期間電離層發生怎樣的變化，這是電離層的一部分，信號傳播的變化將非常強烈。這項研究工作可能有助於緩解無線電信號干擾。」
同時，通過這項研究將有助於更好地理解電離層。埃里克森說：「過去幾年裡，其他研究人員對日食現象進行了深入研究分析，伴隨著採用更多的儀器設備，我們將逐漸增強測量電離層的能力，它通常會揭曉我們從未提及的謎團。」（葉傾城）
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