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科学家如何预测2017年日全食的路径

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发表于 2018-2-11 22:30:03 | 显示全部楼层 |阅读模式

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数以百万计的人打算观看2017年的日全食,这将在8月21日穿越美国大陆。这是NASA的科学家们如何精确地计算出月球的阴影将会落到地球表面的位置,并向下到城市街区。


                               
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Space.com和美国宇航局的厄尼?莱特一直生产美国宇航局天体事件的可视化,了解卫星测绘月球表面和计算能力的进步已经使地球上的科学家们预测准确,eclipse将可见光和如何长期精度约100米(330英尺,或大约一个街区的长度)。


                               
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知道在哪里观测日食意味着看到全食-当太阳完全被月球遮住-和部分日偏食,月亮遮住部分太阳,但天空并没有完全变暗。如果你在全食的外面,月亮的交叉将只是一个扫掠。


                               
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19世纪的一项预测日食的技术让科学家们使用了与月球阴影相一致的坐标系统,这使得确定地面上的观察者是在阴影的圈内还是在外面是很容易的。但怀特说,这种方法简化了太阳-地球系统,因此精确到只有几英里的距离,这取决于地点。


                               
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赖特告诉Space.com网站说:“所有人都认为月球是完美的,地球上所有的观察者都在海平面上。”“这些都是简化的假设;当你必须用铅笔和纸做这些计算时,你需要稍微简化一下。”


                               
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“太空时代,我们现在有真正优秀的高程地图月球和地球,”他说,“在月球上和海拔影响肢体的月亮——这是月亮的圆盘的边缘,我们从地球上看到它,所以它是坎坷的,是参差不齐的。”


                               
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当一个简化的模型可以完全覆盖太阳的时候,月球的陨石坑和山谷可以让阳光的微光闪烁。月球地图不够精确的因素这些违规行为在不到10年前,美国宇航局的月球勘测轨道飞行器后,日本Kayuga探测月球表面映射,赖特说,计算能力计算奇怪,多边形形状月亮的阴影会因为太阳项目通过每个边缘的微小的下降。


                               
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同样地,地球的高海拔会对日食的可见性产生惊人的影响——如果你靠近阴影的边缘,海拔可以把你从太阳和月亮的角度拉出来。

赖特说:“在2017年8月的日食中,这将会越过瀑布和落基山脉,还有许多在海拔数公里的高海拔地区。”“所以整个的阴影,这是中心的阴影,当你考虑到这个高度时,会向东南方向移动几公里。”

赖特使用美国宇航局的“航天飞机雷达地形测绘任务”的高程数据,该任务测量了每条纬度或经度之间1200点的海拔高度。他还考虑了地球、月球和太阳的精确位置,以及太阳到达月球的时间和地球的时间。2017年的日食将持续多久?取决于你在哪里)


                               
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因素的,eclipse建模者像赖特使用19世纪坐标系作为起始点,然后计算数以百万计的模拟观察家的观点在档案工作的月亮,太阳高度角的大小和在天空,以及高度的每一个点在地上。这样,他们就能绘制出能看到日食的那片区域,以及每一处的持续时间。对于早期的eclipse建模者来说,计算的数量似乎非常奇怪,但是对于像计算机图形这样的领域来说,这并不罕见。


                               
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赖特说:“我们现在能够进行现代计算,仅仅是因为计算能力和大数据集的结合,这些数据描述了月球和地球的形状。”


                               
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莱特说:“过去10年里,来自遥感和计算能力的大型数据集让我们能够做到这一点。”我所做的动画,展示了umbra的形状,以及所有这些,计算了观察者的情况,达到了半万亿分,没有人会用手来做。如果他们能做10个,他们会很高兴的。但是电脑喜欢一遍又一遍的做事情,他们从来不会感到累。”


本文系轉載,原文地址:https://www.toutiao.com/a6429649164846858497/
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