日食对地球高层大气结构和动力学的影响

December2017

晚上从国际空间站看到的地球的边缘，空气辉光合成到图像中。鸣谢:美国宇航局

（）据美国宇航局（麦肯齐·丹顿）：日食会对地球上层大气——电离层——的结构和动态产生显著影响。这主要是由于日食期间到达地球大气层的太阳辐射突然减少。由于电离层包含带电粒子(离子和电子)，并负责反射和折射无线电波，电离层的变化也会影响无线电通信和导航系统。

日食如何影响电离层结构和动力学:

1.电离变化:在电离层中，太阳辐射是电离的主要来源，电离是原子或分子在获得或失去电子时带电的过程。在日食期间，太阳辐射的减少导致电离减少，特别是在大约37至56英里高度的电离层区域。这种电离的减少会导致电离层中电子密度的暂时下降。
2.温度变化:日食期间太阳辐射的减少也会导致高层大气的冷却。这种冷却会影响电离层的温度结构，有可能导致电离层密度和高度的变化。
3.电子密度变化:日食期间电离和冷却的减少会导致电离层中电子密度的降低。这可能会影响无线电波的传播，特别是在高频(HF)范围内，因为长距离通信依赖于电离层反射。
4.电离层异常:日食期间电离层条件的突然变化会导致电离层异常的形成，如电离层空洞或损耗。这些异常会干扰无线电信号和GPS导航系统，影响受灾地区的通信和导航。
5.传播效应:日食期间电离层条件的改变会改变无线电波在电离层中的传播方式。这会导致信号衰减、吸收和折射，影响短波和卫星通信系统。

日食为研究人员研究电离层及其对太阳辐射突然变化的反应提供了一个独特的机会。科学家可以使用各种仪器，如电离层探测仪、全球定位系统接收器和雷达系统，来测量和监测日食期间的电离层变化，帮助提高我们对电离层动力学的了解。

虽然日食会对电离层产生明显的影响，但它们通常是暂时的，并且局限于经历日食的地区。日食事件结束后，电离层通常会恢复正常状态，太阳辐射水平也恢复正常。

如果你有兴趣了解更多关于这个话题，请访问我们的网站。HamSCI业余无线电科学公民调查-在业余无线电操作员的帮助下促进无线电科学。HamSCI将在2023年和2024年举办日食电离层科学节，为空间物理研究收集数据，并帮助科学家了解日食如何影响电离层的结构和动态。志愿者、业余无线电操作员、短波听众和科学研究人员均可参加。