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2024年4月8日，日全食席卷了从墨西哥太平洋海岸到加拿大纽芬兰大西洋海岸的北美大陆狭窄地区。这张照片拍摄于德克萨斯州达拉斯。来源：uux.cn美国国家航空航天局/基根·巴伯

（神秘的地球uux.cn）据美国国家航空航天局（Vanessa Thomas）：2024年4月8日，日全食席卷北美，从墨西哥西海岸穿过美国，进入加拿大东北部。对于日食，美国宇航局帮助资助了许多研究项目，并呼吁公民科学家支持美国宇航局的目标，即了解我们的家园星球如何受到太阳的影响，包括我们的恒星如何与地球大气层相互作用并影响无线电通信。

在12月10日星期二的新闻发布会上，参加在华盛顿特区举行的美国地球物理联合会年会的科学家们报告了其中一些日食实验的早期结果。

美国国家航空航天局华盛顿总部日食项目经理Kelly Korreck说：“科学家和数万名志愿者观察员驻扎在月球的阴影中。”。“他们的努力是太阳物理学大年的重要组成部分——帮助我们更多地了解太阳，以及当我们的恒星的光线暂时消失时，它是如何影响地球大气层的。”

日冕的变化

4月8日，公民CATE 2024（美洲大陆伸缩日食）项目驻扎了来自德克萨斯州到缅因州当地社区的35个观测小组，以捕捉日全食期间太阳外层大气或日冕的图像。他们的目标是观察当日全食席卷整个大陆时，日冕是如何变化的。

12月10日，科罗拉多州博尔德市西南研究所的CATE项目经理Sarah Kovac报告说，虽然一些团队受到云层的阻碍，但大多数团队成功观测到了日全食——总共收集了47000多张图像。

Kovac分享了根据这些图像创作的电影的第一个剪辑。该项目仍在将所有图像拼接成最后一部时长一小时的电影，稍后上映。

Kovac说：“CATE 2024的美妙之处在于，我们将尖端的专业科学与各行各业的社区参与者融为一体。”。“每个参与者的奉献精神使这个项目成为可能。”

与此同时，在离地面5万英尺的高空，两架美国国家航空航天局WB-57飞机在穿越大陆时追逐日食阴影，在云层上方进行观测，并将它们的总时间延长到大约6分20秒。

上面有多个研究小组为研究日冕而建造的相机和光谱仪（分析不同波长光的仪器）。

这张日全食图像是2024年4月8日美国国家航空航天局WB-57飞机上安装的相机拍摄的30张50毫秒曝光的组合。它被捕获在被称为Fe XIV的电离铁原子发出的波长的光中。这种发射突出了特定温度（约320万华氏度）下的带电气体，称为等离子体，通常会在日冕中显示出拱形结构。图像：uux.cn/B.贾斯滕、O.梅尔、M.贾斯滕、S.哈巴尔和M.德鲁克穆勒

12月10日，夏威夷大学的Shadia Habbal领导了其中一个团队，他报告说，尽管有一个挑战，他们的仪器还是收集了有价值的数据。他们安装在飞机机翼上的相机经历了意想不到的振动，导致一些图像略微模糊。

然而，所有的相机都捕捉到了日冕的详细图像，位于飞机机头的光谱仪没有受到影响。结果非常成功，科学家们已经计划在飞机上再次进行类似的实验。

Habbal说：“WB-57是一个观测日食的卓越平台，我们将在未来的日食中利用它。”。

影响大气

4月8日，业余或“业余”无线电操作员在日食之前、期间和之后相互发送和接收信号，作为业余无线电科学公民调查（HamSCI）日食电离层科学节的一部分。超过6350名业余无线电操作员生成了超过5200万个数据点，以观察日全食期间突然失去的阳光如何影响他们的无线电信号和电离层，电离层是地球高层大气的一个带电区域。

凯斯西储大学的学生在2024年日全食期间操作收音机。图像：uux.cn/HamSCI/Case西储大学

总体路径内外的无线电通信在某些频率（1-7MHz）有所改善，表明电离层吸收减少。在更高的频率（10 MHz及以上）下，通信恶化。

使用另一种技术从电离层反射高频无线电波（3-30MHz）的结果表明，电离层在日食期间高度上升，然后下降到正常高度。

宾夕法尼亚州斯克兰顿大学教授、HamSCI负责人纳撒尼尔·弗里塞尔说：“该项目将业余无线电操作员带入了科学界。”。“他们对工艺的奉献使这项研究成为可能。”

同样在观察大气层的同时，全国日食气球项目组织了美国各地的学生团体，在2024年4月和2023年10月的日食期间，将气球发射到月球的阴影中。研究小组使用天气传感器和其他仪器来研究大气对寒冷黑暗阴影的反应。

2024年4月8日，作为全国日食气球项目的一部分，弗吉尼亚理工大学气球上的相机捕捉到了日食的阴影。图像：uux.cn全国Eclipse气球项目/弗吉尼亚理工大学

这项由800多名学生进行的研究证实，日食会在地球大气层中产生涟漪，称为大气重力波。正如湖水受到扰动时会在湖中形成波浪一样，当空气受到扰动时，这些波浪也会在大气中形成。该项目由博兹曼蒙大拿州立大学的Angela Des Jardins领导，也证实了这些波在之前的日食中的存在。科学家们认为，这些波动的触发因素是对流层顶的“打嗝”，对流层顶是地球大气层中的一层，类似于日落时观察到的大气效应。

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的团队科学专家和大气科学家龚洁说：“在项目之前，一半的团队几乎没有乘坐气球的经验。”。“但他们的辛勤工作和研究对这一发现至关重要。”

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