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(图)午夜太阳:月球阴影在大气中现神秘“弓波”

据国外媒体报道,天空观测与摄影师伯恩特奥尔森(Bernt Olsen)在201171日至2日,于挪威北部的城市特罗姆瑟捕捉到“午夜的太阳”奇观。该时间段上在挪威北部出现了日偏食现象,当日食在地球上投影的路径穿过北半球部分的国际日期变更线时,其也被称为“午夜”的日食。对此,一项新的研究指出:日偏食中月亮阴影的移动,就像天空中行驶着巨大的船,并在地球大气层中形成波状,以超过每小时200英里的速度移动着。

午夜太阳:月球阴影在大气中现神秘“弓波”

 天文观测摄影师伯恩特奥尔森拍摄的“午夜太阳”奇观
这种现象在20世纪70年代初曾被预测到,但是研究人员最终观测到该现象的发生是在2009年7月22日的日全食中过程中。研究人员发现空气中的声波在地球高层大气中存在堆积效应,并体现在日食阴影带的前缘和后缘附近,使得当日食阴影带在地球大气中移动的时候,形成类似波状的现象,就像水中移动的船舶行驶过程中产生的波浪一样。研究人员目前不但找到了预测这种弓形波的特征的方法,而且也发现日食阴影带路径边缘的尾波与月球阴影的轨迹相类似。这项研究发表在9月14日的《地球物理研究》期刊上。
参与该项研究的科学家为台湾中央大学J.Y.Liu,他于2009年日全食事件中,使用了GPS接收机跟踪日食阴影带的移动,被检测的阴影带跨度范围在日本和台湾之间。研究人员注意到,在月亮投射阴影的边缘出现声波积累现象,该现象主要出现在地球高层大气中的电离层高度上。同时,研究人员也发现在日全食阴影带路径前缘和后缘出现的前端“弓形波”与后端“尾波”之间存在着30分钟的时间差。
据此,研究人员认为如果月球的影子呈巨大的船形分布,这就意味着这条大船将有1064英里长,约合1712公里。然而,日全食的阴影带路径边缘为何会产生“波状”分布现象呢?这是因为当日全食发生的时候,月球阻挡住了太阳的光线,使得被遮挡区域内的温度比未被遮挡的区域稍低,正是由于温差的变化,阴影区路径在地球高层大气中呈现出前缘弓形波与后缘尾波的特征。研究人员在最新的观测中测量到阴影区波状分布移动的速度确定为每小时224英里左右,约合每小时361公里。
但是,阴影区波状分布的移动速度并不就是实际观测中阴影区温度变化区域向前推进的速度。前者要比后者更慢一些。在下一次将于2012年11月13日发生的日全食中,研究人员将着重观测月球投影区路径前缘的变化情况,届时,日全食的阴影带将扫过澳大利亚北部以及太平洋的部分地区,这些位置上的人们可以以最合适的角度观看日全食。距离我们最近的一次日偏食将在2011年11月25日发现,但只有南极洲,塔斯马尼亚岛,新西兰和南非南部等地区可见。
 

 

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