2026年8月5日
- 在下週三的日全食期間，德國航空航天中心 (DLR) 將研究電離層的反應，這是高層大氣中對導航和通訊至關重要的一層。
- 太陽輻射的突然消失為研究人員提供了一個難得的機會，讓他們在特殊條件下觀察電離層的基本過程。
- 計畫在北極和北大西洋進行國際測量活動，利用雷達系統、衛星導航接收器和低頻訊號觀測。
- 主要研究領域：太空旅行、太空天氣、太陽-地球物理學
2026年8月12日，許多人將仰望星空：一場壯觀的日全食將掠過北半球部分地區。全食帶始於北極，途經格陵蘭、冰島、西班牙北部和巴利阿里群島，為數百萬人提供了一個難得的機會，親眼目睹月球完全遮蔽太陽的奇觀。這場從地面上看令人嘆為觀止的天文奇觀，對於研究人員來說，也是一次非凡的自然實驗——尤其是對德國航空航天中心（DLR）而言。科學家正在研究電離層對太陽輻射突然減少的反應。
電離層－現代科技中一個看不見的關鍵區域
電離層位於約60至1000公里高空，是由嵌入高層大氣中的離子和電子等離子體組成。它是由太陽極紫外線和X射線輻射形成的，這些輻射導致大氣層部分電離。電離層在眾多技術應用中發揮核心作用。這種輻射對衛星導航系統（例如GPS或歐洲伽利略系統）的影響尤其顯著。這些系統的訊號穿過電離層，可能會受到延遲或乾擾。同時，電離層能夠反射某些無線電波，因此對於遠距離短波通訊至關重要。即使是甚低頻（VLF）訊號（例如用於與潛艦通訊的訊號），也會受到低層電離層變化的影響。
日食是大氣研究的天然實驗室
由於電離層直接由太陽輻射產生，因此它幾乎會立即對太陽輻射的突然消失做出反應。在日食期間，局部電子密度會發生非常迅速的變化——堪比正午時分的突然日落。
此類事件對研究有特別重要的價值。首先，電離層的變化會對導航和無線電通訊產生短期影響。其次，作為一種明確的“擾動”，日食使研究人員能夠探究並更好地理解高層大氣動力學和耦合的基本過程。由此獲得的見解有助於從長遠角度改進電離層模型，並使技術系統更能抵禦自然因素的影響。
日食期間計劃進行國際測量活動
為了詳細研究這些過程，德國航空航天中心（DLR）位於諾伊斯特雷利茨的太陽地球物理研究所計劃沿著日食路徑進行幾項協調的測量活動。
我們將與在北歐運作雷達系統的非營利科學組織EISCAT合作，在特羅姆瑟和斯瓦爾巴群島進行非相干散射雷達測量活動。 EISCAT的附屬成員（即外部聯繫成員）是德國航空航天中心（DLR）太陽-地球物理研究所。這些系統能夠即時、高精度地測量電子密度、溫度和電離層等離子體的運動。
此外，德國航空航天中心（DLR）全球電離層耀斑偵測系統（GIFDS）的接收器安裝在芬蘭，用於接收來自各種甚低頻（VLF）發射器的訊號，例如位於美國緬因州卡特勒的甚低頻發射器。尤其值得關注的是所謂的中點——即發射器和接收器之間訊號路徑上的中心區域——它位於日食區域內。這使得我們可以對沿著傳播路徑的低層電離層變化進行特別精確的分析。透過這種方式獲得的資訊可用於AIR-MoPSy項目，以改善波羅的海R模式系統。該計畫的目標是：提高波羅的海地區航運的安全性。
此外，還將分析來自格陵蘭島和冰島多個衛星導航訊號接收器的數據。這些測量旨在展示日食期間電子密度變化如何影響衛星導航訊號。
透過測量和模擬更了解高層大氣
除了直接觀測外，德國航空航天中心（DLR）的研究人員還進行了配套的電腦模擬，以對日食期間電離層的行為進行物理建模。透過將測量數據與模型模擬結果進行比較，可以進一步改進現有的預測模型，並更精確地描述先前難以理解的過程。
因此，2026 年 8 月 12 日的日食不僅將帶來令人印象深刻的自然奇觀，還將提供一個難得的機會，讓我們更好地了解太陽、大氣層和現代技術之間複雜的相互作用——這是未來在地球上發展可靠的導航和通訊系統的重要一步。
[照片]
(A) 日食（藝術表現）
當月球運行到地球和太陽之間時，就會發生日食。根據月球的位置和距離，日食可呈現為全食、環食或偏食。 2026年8月12日，西班牙和葡萄牙等國將出現日全食或日環食，而歐洲其他地區則只能觀測到日偏食。除了2026年，2027年和2028年歐洲也將出現類似的日食現象。
(B) 日全食
這張照片拍攝於2019年7月2日，地點是歐洲南方天文台拉西拉天文台上空，展現了日全食的景象。多張偏振影像的合成清晰地揭示了太陽日冕的精細結構。
(C) 直到2030年的日食
展望2030年之前的日食。像西班牙一樣，不到三年內出現三次日食路徑的隨機重疊，對於居住在那裡的人來說是一種幸運。
(D) 用於全球電離層耀斑探測系統 (GIFDS) 的甚低頻接收機
作為 AIR-MoPSy 計畫的一部分，芬蘭安裝了兩座新的甚低頻 (VLF) 接收站，用於全球電離層耀斑探測系統 (GIFDS)。這些接收站增強了北歐的觀測能力，並為波羅的海地區的電離層和太空天氣研究提供了寶貴的數據。
(E) EISCAT Tromsø 配備 VHF 和 UHF 天線
位於挪威北部的特羅姆瑟站是EISCAT研究基礎設施的核心設施之一。強大的雷達系統從這裡部署，用於研究高層大氣和近地空間。