เป็นที่คาดการณ์มานานแล้วว่าสุริยุปราคาจะทำให้เกิดคลื่นโค้งในชั้นบรรยากาศของโลก อุปราคาสิงหาคม 2017 - เรียกว่า "Great American Eclipse" เพราะข้ามทวีปอเมริกา - ทำให้นักวิทยาศาสตร์มีโอกาสทดสอบคำทำนายนั้น นักวิทยาศาสตร์ที่หอสังเกตการณ์ Haystack ของ MIT ใช้เครื่องรับมากกว่า 2,000 GNSS (ระบบนำทางด้วยดาวเทียมทั่วโลก) รับข้ามทวีปอเมริกาเพื่อสังเกตการณ์คลื่นโค้งนี้เป็นครั้งแรก
The Great American Eclipse ใช้เวลา 90 นาทีในการข้ามสหรัฐอเมริกาโดยมีจำนวนทั้งสิ้นเพียงไม่กี่นาทีในทุกที่ เมื่อเงาของดวงจันทร์เคลื่อนไปทั่วสหรัฐอเมริกาด้วยความเร็วเหนือเสียงมันทำให้อุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็ว หลังจากเดินหน้าต่อไปอุณหภูมิก็เพิ่มขึ้นอีกครั้ง การให้ความร้อนและความเย็นอย่างรวดเร็วนี้เป็นสิ่งที่ทำให้เกิดคลื่นโบว์แบบวงรอบ
คลื่นโค้งนั้นประกอบด้วยความผันผวนของปริมาณอิเล็กตรอนของชั้นบรรยากาศ เครื่องรับ GNSS รวบรวมข้อมูลที่แม่นยำมากเกี่ยวกับ TEC (Total Electron Content) ของบรรยากาศรอบนอก อนิเมชั่นนี้แสดงให้เห็นถึงคลื่นโค้งของเนื้อหาอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ไปทั่วสหรัฐอเมริกา
รายละเอียดของคลื่นโค้งนี้ถูกตีพิมพ์ในหนังสือพิมพ์โดย Shun-Rong Zhang และเพื่อนร่วมงานที่หอดูดาว Haystack ของ MIT และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัย Tromso ในนอร์เวย์ ในบทความของพวกเขาพวกเขาอธิบายเช่นนี้:“ เงาของสุริยุปราคามีการเคลื่อนที่เหนือเสียงซึ่ง [สร้าง] คลื่นโค้งบรรยากาศคล้ายกับเรือแม่น้ำที่เคลื่อนไหวเร็วโดยมีคลื่นเริ่มต้นในชั้นบรรยากาศที่ต่ำกว่าและแพร่กระจายสู่บรรยากาศรอบนอก ทางเดินของ Eclipse สร้างคลื่นกัมมันตรังสี ionospheric ที่ชัดเจนในการรบกวนของอิเล็กตรอนที่เปล่งออกมาจากจำนวนทั้งสิ้นส่วนใหญ่ในภาคกลาง / ตะวันออกของสหรัฐอเมริกา การศึกษาลักษณะของคลื่นแสดงให้เห็นถึงการเชื่อมต่อที่ซับซ้อนระหว่างดวงอาทิตย์ดวงจันทร์และบรรยากาศที่เป็นกลางของโลกและบรรยากาศรอบนอกโลก
บรรยากาศรอบนอกนั้นมีความยาวตั้งแต่ 50 กม. ถึง 1,000 กม. ในระหว่างวัน มันเปล่งปลั่งเมื่อรังสีจากดวงอาทิตย์มาถึงโลกและทรุดลงในเวลากลางคืน ขนาดของมันมักจะผันผวนตลอดทั้งวัน มันเรียกว่าบรรยากาศรอบนอกโลกเนื่องจากเป็นภูมิภาคที่มีอนุภาคที่มีประจุซึ่งสร้างขึ้นโดยการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ บรรยากาศรอบนอกเป็นที่ที่แสงออโรร่าเกิดขึ้น แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือที่คลื่นวิทยุแพร่กระจาย
บรรยากาศรอบนอกโลกมีบทบาทสำคัญในโลกสมัยใหม่ จะช่วยให้คลื่นวิทยุเคลื่อนที่ผ่านขอบฟ้าและยังส่งผลต่อการสื่อสารผ่านดาวเทียม ภาพนี้แสดงให้เห็นถึงวิธีการที่ซับซ้อนบางอย่างที่ระบบการสื่อสารของเราโต้ตอบกับบรรยากาศรอบนอก
เกิดขึ้นมากมายในบรรยากาศรอบนอกโลก มีคลื่นประเภทต่าง ๆ และการรบกวนนอกเหนือจากคลื่นโค้ง ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับบรรยากาศรอบนอกโลกเป็นสิ่งสำคัญในโลกสมัยใหม่ของเราและสุริยุปราคาในเดือนสิงหาคมทำให้นักวิทยาศาสตร์มีโอกาสไม่เพียง แต่จะสังเกตคลื่นโค้งคำนับเท่านั้น แต่ยังเพื่อศึกษารายละเอียดของบรรยากาศรอบนอกด้วย
ข้อมูล GNSS ที่ใช้ในการสังเกตคลื่นโค้งเป็นกุญแจสำคัญในการศึกษาอื่นเช่นกัน สิ่งนี้ถูกตีพิมพ์ในวารสาร Geophysical Research Letters และนำโดย Anthea Coster จาก Haystack Observatory ข้อมูลจากเครือข่ายของ GNSS ถูกใช้เพื่อตรวจจับ Total Electron Content (TEC) และอนุพันธ์ TEC จากนั้นพวกเขาวิเคราะห์ข้อมูลสองสามอย่างระหว่างเส้นทางของอุปราคา: การตอบสนองแบบ latitudinal และ longitudinal ของ TEC และการปรากฏตัวของการรบกวนการเดินทางด้วยไอโอโนสเฟียร์ (TID) ต่อ TEC
การคาดการณ์แสดงให้เห็นว่าการลดลงของ TEC 35% แต่ทีมรู้สึกประหลาดใจที่พบว่าลดลงมากถึง 60% พวกเขายังประหลาดใจที่พบโครงสร้างของ TEC ที่เพิ่มขึ้นเหนือเทือกเขาร็อกกีแม้ว่าจะไม่เคยคาดการณ์มาก่อน โครงสร้างเหล่านี้อาจเชื่อมโยงกับคลื่นบรรยากาศที่สร้างขึ้นในชั้นบรรยากาศที่ต่ำกว่าโดยเทือกเขาร็อคกี้ในช่วงสุริยุปราคา แต่ต้องตรวจสอบธรรมชาติที่แน่นอนของพวกมัน
“ …การทดลองซีเลสเชียลยักษ์ที่ดำเนินการโดยดวงอาทิตย์และดวงจันทร์” - Phil Erickson ผู้ช่วยผู้อำนวยการ Haystack Observatory
“ นับตั้งแต่วันแรกของการสื่อสารทางวิทยุเมื่อกว่า 100 ปีที่ผ่านมา eclipses เป็นที่รู้จักกันดีว่ามีผลกระทบอย่างใหญ่หลวงและบางครั้งไม่คาดคิดในส่วนที่แตกตัวเป็นไอออนในชั้นบรรยากาศของโลกและสัญญาณที่ผ่านมันไป เป็นผู้นำในกลุ่มวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศและอวกาศ “ ผลลัพธ์ใหม่จากการศึกษาที่นำโดยกองหญ้าแห้งเป็นตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของการเรียนรู้เกี่ยวกับชั้นบรรยากาศและปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนผ่านการสังเกตการณ์หนึ่งในทิวทัศน์ที่งดงามที่สุดของธรรมชาติ - การทดลองทางท้องฟ้าที่ได้รับจากดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ พลังของวิธีการสังเกตที่ทันสมัยรวมถึงเซ็นเซอร์ระยะไกลวิทยุกระจายอยู่ทั่วไปในสหรัฐอเมริกาเป็นกุญแจสำคัญในการเปิดเผยคุณสมบัติใหม่และน่าสนใจเหล่านี้”
The Great American Eclipse มาถึงแล้ว แต่ข้อมูลรายละเอียดที่รวบรวมได้ในช่วง 90 นาทีนั้น“ การทดลองบนท้องฟ้า” จะถูกตรวจสอบโดยนักวิทยาศาสตร์ในบางเวลา
