【小擂台番外篇】月影打出弓形震波

林彥興

上禮拜的小知識解答中，我們一起算出了日食時月影移動的速度。但你可曾想過，月影除了給地面的我們帶來壯麗的日食美景，還會在電離層上乘風破浪喔！

平時在太陽的照射下，大氣層吸收與輻射出的能量自然會保持平衡。但是當月食發生時，月影照射到的大氣會因為突然失去了能量來源而快速降溫，然後又在月影通過後快速地升溫。這樣溫度快速變化的過程會在大氣層中產生波動，並一路向上傳播到電離層中。而超音速運動的月影，就能藉此在電離層中像是船隻前進時一般打出一道道弓形波。

這樣的效應早在 1960 年代就已經被科學家提出。然而，月影造成的波動很小，相當難以偵測。因此一直到半個世紀後的 2017 年，MIT 的科學家趁著全美日全食的機會，結合 2000 多個 GPS 訊號偵測站，利用精確測量 GPS 訊號通過電離層時產生的改變，反推出電離層中的電子密度等資訊，來測量月影產生的波動。結果相當成功！他們看到多道震波隨著月影一起掃過整個美國上空。想像一下在頭頂的日食後方，還跟隨著一道道橫跨上千公里的震波，是不是讓日食的壯麗又增色不少呢？

延伸閱讀
MIT 新聞稿
原始論文