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华盛顿大学学生在最近的日全食期间在俄亥俄州发射研究气球

  • 2024-05-14 17:09:06
导读 在最近的日全食期间,一群怀俄明大学的学生——被称为威斯康星大学太空牛仔——使用一群气球来套索来自罕见天体现象的信息。该团队位于俄亥...

在最近的日全食期间,一群怀俄明大学的学生——被称为“威斯康星大学太空牛仔”——使用一群气球来套索来自罕见天体现象的信息。

该团队位于俄亥俄州布拉夫顿,在 4 月 8 日活动前约 24 小时开始释放,在 31 小时内发射了 32 个乳胶气球。怀俄明州的另外两个团队在日食期间从俄克拉荷马州艾达贝尔附近的地点成功发射了两个视频流气球。

日食期间,月球位于太阳和地球之间,在地球上投下阴影,并导致日食路径上突然变暗。

威斯康星大学物理与天文学系助理研究科学家、怀俄明州 NASA 太空中心的高空气球专家菲尔·伯格迈尔 (Phil Bergmaier) 表示:“我们的团队前往布拉夫顿,因为它位于日全食路径之内,也因为家庭关系。”格兰特财团担任该项目的主要团队负责人。 “我们是大约 20 个全国日食气球项目 (NEBP) 团队之一,每小时沿着日食路径发射气球。”

NEBP 自 2017 年以来一直在日全食和日环食期间运行。该项目总共支持了 53 个团队,由来自 75 所学院和大学的 700 多名学生组成。

华盛顿大学太空牛仔队在布拉夫顿大学校园内发射了气球,该大学是一所拥有约 1,000 名学生的小型机构。每个气球飞行半磅的气象传感器包,称为无线电探空仪。无线电探空仪测量温度、湿度、气压、风速和风向、高度、纬度和经度。

伯格迈尔说,在布拉夫顿的两天里,团队成员“与周围社区的数百名非常兴奋和感兴趣的人进行了接触,他们出来观看了我们每小时的气球发射”。

这些气球通常向东飞行,并在海拔约 110,000 英尺的高度爆炸,其中一个气球的高度高达 120,000 英尺。伯格迈尔说,气球爆炸后,无线电探空仪跳伞返回地球,大部分降落在大克利夫兰地区。

“每个无线电探空仪上都有联系信息,因此人们可以在找到它们时通知我们,”他说。 “到目前为止,我们听说其中五枚已被发现,其中一枚落在俄亥俄州伊利里亚市的一所小学。”

伯格迈尔得到了华盛顿大学博士劳伦·金 (Lauren Kim) 的协助。来自纽约州费尔波特的学生,主修物理学,肖娜·麦克布莱德是物理和天文学系的高级研究科学家,也是怀俄明州宇航局太空资助联盟的主任。

参与的威斯康星大学学生按家乡、班级水平和专业列出:

两个人看着一个大气球飘向天空

卡森·拉尔丁(左起)是来自科罗拉多州孤树市的统计学专业大四学生,还有来自爱达荷州科达伦的大二学生阿米莉亚·迈尔斯,主修天文学和天体物理学,他们参加了该团队最后一次发射的项目之一4 月 8 日,来自俄亥俄州布拉夫顿的研究气球。有效载荷包括降落伞、放线器和用于收集大气数据的无线电探空仪。 (菲尔·伯格迈尔照片)

西弗吉尼亚州雅典——Sydney BenChaabane,人类学专业大三学生。

俄亥俄州辛辛那提——Samantha Smith,计算机工程专业大三学生。

Cody——Hunter Kindt,机械工程专业大四学生。

爱达荷州科达伦——阿米莉亚·迈尔斯 (Amelia Myers),一名天文学和天体物理学专业的二年级学生。

科罗拉多州伊利市——Riley Geldean,化学工程专业大四学生。

吉列——大卫·戈登,天文学和天体物理学专业的大三学生。

科罗拉多州孤树市——卡森·拉丁 (Carson Rardin),统计学专业大四学生。

Rock Springs——Erin Poyer,机械工程专业大四学生。

学生们已开始分析数据,并在 4 月 20 日的威斯康星大学本科生研究和探究日上展示了一些初步结果。在项目期间,学生们了解到,日食有时会产生大气重力波,类似于投掷物体时形成的涟漪。伯格迈尔说,把石头扔进池塘里。

“大气重力波往往是由气流扰动产生的,例如山脉、雷暴甚至火山爆发。有时,它们就像云中的涟漪一样可见,”他说。 “我们在怀俄明州东南部和科罗拉多前岭经常看到的山波或荚状云,是大气层非常稳定时,山上强风产生的重力波类型。

伯格迈尔补充道:“日食被认为是由于月球快速移动的阴影突然出现而产生重力波,这会导致日食路径上的大气迅速冷却。” “已经开发出使用无线电探空仪测量来检测重力波存在的方法。 4月8日的日全食是否产生重力波仍有待确定。”

学生们还了解到,日食会影响大气层的最低部分,即行星边界层。在典型的一天中,行星边界层的垂直温度结构和高度受到太阳辐射的强烈影响。

4 月 8 日,该团队设立在布拉夫顿发射场的气象站记录到全食过后气温下降了 6.5 华氏度。这比气象站在 2023 年 10 月犹他州日环食期间测量到的 1 华氏度气温下降要大得多,当时日环食仅覆盖了 90% 的太阳。

“我们的一台无线电探空仪于 4 月 8 日全食发生后约 15 分钟发射,结果显示只有在地面附近才出现明显的气温大幅下降。即使距离地面仅 20-30 米,气温受日食的影响也小得多,”Bergmaier 解释道。 “结果,在全食发生后的一段时间内,在地面上方出现了逆温现象——温度随高度的增加。”

他说,像这样的逆温现象在晚上和夜间的行星边界层中很常见,称为夜间逆温,此时靠近地面的空气比其上方的空气冷却得更快。伯格迈尔补充道,因此,从很多方面来说,日全食模仿了傍晚的日落。

Bergmaier 说:“我们的数据以及许多其他 NEBP 团队的数据将由 NASA 的研究人员和其他参与 NEBP 的人员进行多年的分析,以更好地了解日食如何影响我们的大气层。” “但是,我们目前的威斯康星大学学生团队将在本学期结束时结束对该项目的参与。尽管如此,NEBP 为他们每个人提供了参与现实世界科学数据收集和实地工作的机会,作为 NASA 支持的更大研究项目的一部分。”

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