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超音速艏震波中央大學日全食新發現

http://www.cna.com.tw/news/ahel/201801100175-1.aspx
去年8月，日全食覆蓋北美，中央大學研究團隊首次發現日全食的超音速月影，在離地表300公里的太空電離層中引起音爆，形成前所未見的超音速音爆「艏震波」。

中央大學今天發布新聞稿表示，美西時間2017年8月21日發生日全食，中央大學教授劉正彥的團隊發現超音速月影從美國奧勒岡州向東行經整個美國引發，並直接在北美電離層中產生音爆艏震波，因月影和電離層全電子含量中的艏震波完全沒有時間延遲，證實為全球首次發現的超音速音爆證據，成果刊登在國際期刊「地球物理研究通訊」。

中央大學太空科學研究所教授劉正彥表示，所謂的「艏震波」，就是船隻在前進時，船頭會頂起浪花並於兩側引起整齊的弓（或V）型波浪；早在1970年代，科學家就大膽預測日全食月影會產生「艏震波」，但當時科學家用日冕儀配合各種地磁計、氣壓計、雷達等進行觀測，卻都無法看到。

2009年7月22日在東亞曾發生日全食，劉正彥團隊就在大氣層中首次看見月影引發重力波的「艏震波」，由於當時行經日本與台灣的區域較小，加上地面接收機較少，因此不易大規模和長期詳細觀測，但突破性成果仍受到很大關注。

去年8月北美發生日全食，劉正彥的研究團隊利用美國2200個全球導航衛星系統地面接收機記錄，建構高時空解析度影像，觀察日全食對太空中電離層的影響，結果發現日全食的月影，猶如一艘超音速戰艦，以每秒700至1100公尺的速度，疾駛於美國大陸的太空中，在電離層中引起音爆，形成類似V型的大波紋向兩邊劃開，畫面壯觀。

劉正彥指出，以往人們說「見影開槍」，指的是虛幻不實、捕風捉影，但日全食月影在大空中所造成的影響卻是真的，因為月的影子冷卻，使空氣密度加大並形成大氣柱，就像一條竹桿子（或一艘快艇）用力劃過湖水，使湖面產生V型大波紋。

劉正彥表示，2017年的日全食音爆艏震波，因為產生的電離層電子密度擾動較小，不致於對民生通訊、定位、導航產生太大的影響，至於對地球大氣層和太空環境可能產生多少的擾亂，仍需持續研究與關注。
(http://img5.cna.com.tw/www/WebPhotos/800/20180110/29049652.jpg)

ttps://www.universetoday.com/138322/solar-eclipse-caused-bow-wave-earths-atmosphere/
The Solar Eclipse Caused a Bow Wave in Earth’s Atmosphere
(https://www.universetoday.com/wp-content/uploads/2018/01/August-2017-eclipse-atmosphere-bow-wave-chart-MIT-00_0.png)
(https://www.universetoday.com/wp-content/uploads/2018/01/4ionosphereinfographic-768x405.jpg)

The ionosphere surrounds the Earth, extending from about 80 km to 650 km. Image Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Duberstein


(https://www.universetoday.com/wp-content/uploads/2018/01/IonosphericEffect_E-768x579.jpg)
This graphic shows some of the effects that the ionosphere has on communications. Image: National Institute of Information and Communications Technology

(https://www.universetoday.com/wp-content/uploads/2018/01/grl56693-fig-0004-768x1024.png)

This image of GNSS data shows the positive Travelling Ionospheric Disturbance (TID) structure in the center of the primary TEC depleted region. The triangles mark cities in or near the Rocky Mountains. Image: Coster et. al.