Az érdekes jelenséget a 2009-es teljes napfogyatkozás alkalmával sikerült detektálni, rengeteg GPS mérési adat feldolgozásával.
Teljes napfogyatkozás idején a Hold úgy kerül a Nap és a Föld közé, hogy árnyékkúpja rávetül bolygónk felszínére. Az árnyék rövid ideig elhalad a tengerek és szárazföldek meghatározott sávjában. Ezalatt a légkörben, az árnyékos részen csökken a hőmérséklet, megváltozik a nyomás. Az ott lezajló fizikai folyamatok meglehetősen összetettek, de leegyszerűsítve mondhatjuk, hogy az árnyék foltja úgy halad el, mint egy csónak a vízben: előtte fejhullám, utána farhullám alakul ki. A jelenséget jó 40 éve megjósolták elméleti számítások alapján, de csak most sikerült először hitelt érdemlően kimutatni. Tajvani és japán kutatók nemrég a Geophysical Research Letters folyóiratban számoltak be az eredményekről.
A 2009. július 22-én bekövetkezett napfogyatkozás sávja a mérés szempontjából szerencsés helyen húzódott. Délelőtt 10 és 11 óra környékén Kelet-Ázsiából volt megfigyelhető a Nap elsötétedése. Japán és Tajvan területén igen sűrűn telepített állomáshálózatok működnek, amelyek a GPS műholdas helymeghatározó rendszer rádiójeleit veszik, folyamatos üzemben. (E hálózatokat mindenekelőtt a földrengés-veszélyeztetettség miatt telepítették.) Mivel a GPS műholdakról érkező elektromágneses sugárzás áthalad a Föld légkörén is, annak felső rétegében, az ionoszférában található szabad elektronok mennyisége kicsit befolyásolja a vevőkbe beérkező jel futási idejét. Az ionoszféra ún. teljes elektrontartalma (TEC) így meghatározható. Ezt tette a kutatócsoport is, a TEC méréseket összefüggésbe hozva a kb. 85 km-es magasságban uralkodó nyomással. A légköri nyomás pontos térbeli és időbeli változásait mintegy 13 ezer (!) különböző GPS vevőállomáson mért adatok feldolgozásával térképezték fel.
Fejhullám akkor jön létre, amikor a hullámot keltő test – például a vízben egy hajó, vagy jelen esetben a Hold árnyéka következtében lehűlt légtömeg – haladási sebessége nagyobb a hullámoknak a közegben érvényes terjedési sebességénél. A napfogyatkozás „lábnyoma”, mint képzeletbeli árnyékcsónak, a mérések szerint kb. 1700 km hosszú volt. A fej- és farhullám elhaladása között fél órás időkülönbséget határoztak meg.
Bár a napfogyatkozás tovahaladó árnyéka nyomán keletkezett fej- és farhullámokat sikerült kimutatni, a kutatás vezetője szerint keletkezésük elméleti magyarázata még korántsem tekinthető teljesen egyértelműnek. További vizsgálatok szükségesek ahhoz, hogy kiderüljön, pontosan mi is történik ilyenkor a légkörben. (A most felhasználtakhoz hasonló GPS adatokat egyébként mindentől függetlenül, folyamatosan gyűjtik az állomáshálózatok.) Mások máris továbbmennek, felvetve azt is, hogy a módszer – az ionoszféra állapotának figyelemmel kísérése – később akár olyan alkalmazásokra is módot adhat, mint a nukleáris robbantások tilalmáról szóló nemzetközi egyezmény betartásának ellenőrzése.
Kapcsolódó cikkek:
Egy földrengés és szökőár anatómiája (1. rész)
Cunami-előrejelzés valós időben
Kapcsolódó linkek:
Hullámok az ionoszférában napfogyatkozáskor (Physics World)
A legújabb GLONASSZ-M mesterséges hold Pleszeckből, Szojuz hordozórakétával indult.
