科学家发现日食期间地球电离层会产生弓形回波
最近一项新的研究发现，日食期间地球电离层会产生弓形回波。在刚刚过去的8月美国大日食期间，当月亮的影子很快划过美国地区时，在地球的高层大气中产生了弓形回波。自20世纪70年代以来，研究人员一直怀疑月亮投射到地球上的影子在日食期间以超音速的速度传播，可能会在地球大气的电离层中产生电波——这是地球高层大气中带电粒子的一部分。但是科学家们直到今天才能够证明这一猜想，研究人员如是说。
（图片来自：livescience）
研究人员怀疑月球投射到地球的影子会在地球大气中“兴风作浪”，因为当发生日食时，月球遮挡了太阳传向地球的能量，迅速将月球投射在地球上的阴影区域冷却，由于阴影移动的很快，被冷却的区域又被迅速加热。研究人员在研究报告中写道，这种突然的温度变化被认为是在一个特殊区域（臭氧层和水蒸气有效地将太阳紫外线辐射转化为热能的高度）中大气会产生弓形回波。
麻省理工学院干草堆天文台的科学家张舜蓉说：“八月份的日食提供了一个大好的机会来检验这一点。”
为了研究，张舜蓉和他的同事使用了一个遍布北美洲的大约由2000个传感器组成的密集网络，它们接收来自卫星的信号，称为全球导航卫星系统（GNSS）。
这些传感器可以测量到非常精确的数据。通过分析传感器收集的数据，研究人员可以确定从传感器延伸到卫星的电子柱中的总电子含量（TEC），这些卫星位于地球上空约12000英里（20000公里）处。张说，这些传感器可以测量不同电子柱的TEC差异，从而使科学家能够“探测到非常精细的电离层干扰”。
在8月21日的日全食期间，传感器收集到了高层大气中电子运动的数据。实际上，他们正在寻找弓形波——就像在船头或前方的水中形成的波浪一样。张说，撞击区域的外部极限可以有前震区（弓形激波）。
除此之外，研究人员还在寻找船尾波，也可能发生在飞机以声音的速度传播时。张舜蓉与他的同事在挪威的干草堆天文台和特罗姆瑟大学，在做这项研究。
“我们的分析显示，月球投射到地球上的影子产生了前激波和船尾波的弓形波。”张舜蓉说。
该项研究已发表在12月4日出版的《地球物理研究快报》上。（王军礼/编译）