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在这张从国际空间站拍摄的照片中，在2023年10月14日的日环食期间，月球从太阳前方经过，投射出阴影或本影，使德克萨斯州上空的一部分地球表面变暗。来源：uux.cn美国国家航空航天局

（神秘的地球uux.cn）据美国宇航局：来自美国三所大学的学生团队成为第一个测量科学家长期预测的东西的人：日食会在地球大气层中产生涟漪，称为大气重力波。2023年10月14日，作为美国国家航空航天局赞助的全国日食气球项目（NEBP）的一部分，在北美日环食期间捕获的数据中出现了这些波浪的迹象。

通过NEBP，高中生和大学生团队沿着日食路径驻扎在美国多个州，在那里他们释放了携带仪器包的气象气球，这些仪器包旨在进行工程研究或大气科学实验。位于新墨西哥州的一组科学团队收集了将日食与大气重力波形成明确联系起来的数据，这一发现可能会改善天气预报。

“气候模型很复杂，它们对要考虑哪些大气因素做出了一些假设。”

安吉拉·德·贾丁（领导NEBP的蒙大拿州太空资助联盟主任。）

“了解大气在日食的特殊情况下是如何反应的，有助于我们更好地了解大气，从而帮助我们做出更准确的天气预测，并最终更好地了解气候变化。”

新墨西哥州的海浪

之前的气球团队也在早些时候的日食期间寻找大气重力波，这项研究得到了美国国家航空航天局和国家科学基金会的支持。2019年，驻扎在智利的NEBP团队收集了有希望的数据，但每小时的气球释放并没有提供足够的细节。2020年重复实验的尝试因新冠肺炎在阿根廷的旅行限制和阻碍智利数据收集的暴雨而受阻。

项目负责人在规划2023年时考虑了这些经验教训，每15分钟安排一次气球释放，并仔细权衡最有可能成功的地点。

美国国家航空航天局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心气候与辐射实验室的研究员、大气重力波研究的联合研究员龚洁说：“新墨西哥州看起来特别有希望。”。“大多数大气重力源是对流、天气系统和山脉。我们想消除所有这些可能的来源。”

该项目在莫里亚蒂镇创建了一个新墨西哥州的“超级站点”，四个大气科学团队聚集在那里：两个来自新罕布什尔州普利茅斯的普利茅斯州立大学，纽约州立大学奥尔巴尼分校和纽约州立大学奥斯威戈分校各一个。

日食前一天上午10点，学生们开始放飞气球。

普利茅斯州立大学研究副教授、NEBP东北地区负责人埃里克·凯尔西说：“他们日夜轮班工作，然后每个人都在日食现场。”。

“我们的努力真的得到了回报。学生们有一种真正的成就感。”

埃里克·凯尔西（普利茅斯州立大学研究副教授，NEBP东北地区负责人。）

科学团队释放的每个气球都携带一个无线电探空仪，这是一个仪器包，可以在气球在大气层中爬升的每一秒测量温度、位置、湿度、风向和风速。无线电探空仪将这一原始数据流传输给了地面团队。学生们将数据上传到一个共享服务器上，龚和两名研究生在那里花了几个月的时间处理和分析数据。

2024年春季，日食在新墨西哥州上空产生了大气重力波的确认。

龚说：“我们根据时间将所有数据放在一起，当我们绘制时间序列时，我已经可以看到信号中的条纹了。”。“我轰炸了每个人的电子邮件。我们都很兴奋。”

2023年10月14日，普利茅斯州立大学的学生Sarah Brigandi（左）和Sammantha Boulay从新墨西哥州的莫里亚蒂释放了一个气象气球，以收集大气数据。图像：uux.cn美国国家航空航天局

对于学生来说，学习曲线带来了机会

该计划为许多学生提供了收集数据的第一次经验。但好处不仅仅是技术和科学技能。

凯尔西说：“学生们通过练习发射气象气球学到了很多东西。”。“这是一个巨大的学习曲线。他们必须共同努力，解决所有的物流和故障。这是团队合作技能的良好实践。”

“所有这些在技术上都很复杂，”Des Jardins说。“虽然现在的重点是科学成果，但最重要的是，是学生们做到了这一点。”

美国国家航空航天局的科学任务理事会科学激活计划为NEBP提供资金，同时还有国家太空补助学院和奖学金项目的捐款以及美国国家航空宇航局气球计划办公室的支持。

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