西藏日食太陽(yáng)輻射觀測(cè)研究

王 倩，諾 桑，措加旺姆，拉瓜登頓，普多旺，劉 娟，周 毅，澤 西

西藏大學(xué)太陽(yáng)紫外線實(shí)驗(yàn)室，西藏 拉薩 850000

引 言

日食期間太陽(yáng)輻射觀測(cè)的最大優(yōu)點(diǎn)是可以獲得在非日食時(shí)無(wú)法觀測(cè)到的各種日地相關(guān)科學(xué)問題。日食的出現(xiàn)非常罕見，在地球上任意一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，出現(xiàn)日全食的機(jī)率僅約為每360年一次。因此，每一次的日食，特別是短暫的日全食或日環(huán)食期間是觀測(cè)太陽(yáng)輻射及其相關(guān)問題的珍貴時(shí)機(jī)。觀測(cè)日食過程中太陽(yáng)輻射對(duì)研究日地關(guān)系、地球高層大氣(如： 臭氧含量)變化、地球氣候變化、地面生態(tài)環(huán)境的影響以及日冕光譜變化等很多相關(guān)領(lǐng)域具有重要的研究意義[1]。在日全食或日環(huán)食過程中，太陽(yáng)輻射各分量均產(chǎn)生迅速衰減現(xiàn)象，導(dǎo)致大氣空氣溫度和地表溫度發(fā)生迅速下降現(xiàn)象； 歷史上人們通過日食期間對(duì)太陽(yáng)輻射的觀測(cè)研究發(fā)現(xiàn)了一些重要的科學(xué)問題。在古代，通過觀測(cè)日食期間定初虧、食甚和復(fù)圓的時(shí)刻來(lái)校正日、月運(yùn)行歷表。1806年西班牙天文學(xué)家何塞·華金·費(fèi)雷爾年通過對(duì)日全食的觀測(cè)研究發(fā)現(xiàn)了月輪外面一圈光暈是太陽(yáng)大氣的影像，并將其命名為“日冕”。在1868年法國(guó)天文學(xué)家皮埃爾·讓桑利用分光鏡觀測(cè)太陽(yáng)大氣層，發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)光譜黃色部分中一條未知的譜線。后來(lái)，英國(guó)天文學(xué)家洛克耶也在太陽(yáng)光譜中發(fā)現(xiàn)了這條黃線，他認(rèn)為這是太陽(yáng)上一種特有的元素的譜線，并將其命名為“氦”(來(lái)自希臘文“太陽(yáng)”)，“氦”是唯一一種在地球外發(fā)現(xiàn)的元素。1911年科學(xué)家通過對(duì)日全食的觀測(cè)，驗(yàn)證了愛因斯坦提出的在日全食期間測(cè)量太陽(yáng)重力場(chǎng)對(duì)光的彎曲[2]。部分科研人員通過對(duì)各個(gè)時(shí)期日食短暫過程進(jìn)行觀測(cè)，研究光化學(xué)對(duì)微量氣體直接和間接的影響[3], 以及日食對(duì)電離層等離子體密度、總電子含量時(shí)空分布的影響[4-5], 同時(shí)對(duì)比研究低緯度電離層在日食期間的變化情況[6]，也進(jìn)行了光譜植被指數(shù)和太陽(yáng)誘導(dǎo)熒光對(duì)光照強(qiáng)度和幾何形狀變化的響應(yīng)的研究[7]，在短暫日全食后對(duì)夜光進(jìn)行觀測(cè)日食對(duì)大氣重力波的影響[8]，日食期間還可以觀測(cè)到地表寬帶短波輻射收支的變化[9]。

2020年6月21日中國(guó)部分地區(qū)出現(xiàn)的日環(huán)食，是在中國(guó)境內(nèi)近十年來(lái)唯一一次能夠全程觀測(cè)到的日環(huán)食現(xiàn)象。該日環(huán)食的環(huán)食帶起源于非洲中部，經(jīng)過阿拉伯半島、印度進(jìn)入西藏、四川、重慶、貴州、湖南、江西、福建等省區(qū)的部分地帶，終止于太平洋。此次在以上地帶出現(xiàn)的日環(huán)食又被稱為金邊日環(huán)食，超過99%的太陽(yáng)面積被月球遮蓋，有些地區(qū)最大食分達(dá)到了0.997。在天氣好的地區(qū)觀測(cè)到了非常閃亮的金邊環(huán)。西藏地區(qū)海拔高，大氣稀薄，空氣潔凈，透明度高，尤其是西藏阿里地區(qū)，理論上最大食分可達(dá)0.995，是我國(guó)境內(nèi)觀測(cè)日環(huán)食效果最佳的地區(qū)，本次日環(huán)食也是阿里地區(qū)本世紀(jì)唯一一次日環(huán)食； 西藏拉薩地區(qū)食分達(dá)到了0.953。

我們?cè)谖鞑乩_和阿里兩地對(duì)2020年6月21日出現(xiàn)的日環(huán)食進(jìn)行了異地同步太陽(yáng)光譜、太陽(yáng)總輻射強(qiáng)度和太陽(yáng)紫外輻射變化特征的觀測(cè)研究。對(duì)日環(huán)食期間太陽(yáng)光譜、太陽(yáng)總輻射及太陽(yáng)紫外線強(qiáng)度變化特征的觀測(cè)，可以為許多相關(guān)領(lǐng)域提供寶貴的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。

1 西藏日食太陽(yáng)輻射觀測(cè)

1.1 西藏日食觀測(cè)站點(diǎn)

西藏是2020年6月21日日環(huán)食觀測(cè)的最佳地帶之一，西藏拉薩和阿里屬于國(guó)內(nèi)最適宜觀賞日環(huán)食的地帶。我們?cè)谖鞑乩_西藏大學(xué)納金校區(qū)(四層樓頂)和西藏阿里地區(qū)獅泉河鎮(zhèn)西藏大學(xué)太陽(yáng)輻射觀測(cè)站(地區(qū)農(nóng)機(jī)公司附近二層樓頂)對(duì)2020年6月21日出現(xiàn)的日環(huán)食期間進(jìn)行了太陽(yáng)輻射觀測(cè)。西藏日環(huán)食觀測(cè)站點(diǎn)地理位置和當(dāng)天相關(guān)日環(huán)食基本信息見表1所示。

表1 2020年6月21日西藏日食與觀測(cè)站點(diǎn)信息Table 1 Information of the solar eclipse on June 21, 2020 and its observation sites in Tibet

表1顯示拉薩日食初虧出現(xiàn)在北京時(shí)間13:26:44，當(dāng)天天氣部分云，對(duì)日偏食的觀測(cè)稍有影響，日食過程持續(xù)約3時(shí)24分鐘； 阿里位于西藏最西邊，阿里獅泉河鎮(zhèn)當(dāng)?shù)卣?4:41，本次日環(huán)食初虧出現(xiàn)在北京時(shí)間約13:00:59，復(fù)圓于16:28:25，持續(xù)時(shí)間約3時(shí)27分26秒，持續(xù)時(shí)間比拉薩長(zhǎng)約3分26秒。圖1是當(dāng)天日食過程中拉薩西藏大學(xué)納金校區(qū)拍攝到的部分時(shí)段日食天空實(shí)景圖像，從左到右日食開始至食甚階段日食變化圖。圖2是西藏阿里當(dāng)日金邊日環(huán)食天空實(shí)景拍攝圖像，由中國(guó)天氣網(wǎng)官方網(wǎng)站提供。

圖1 西藏拉薩2020年6月21日日食天空實(shí)景Fig.1 Real sky pictures of the Lhasa solar eclipse on June 21, 2020，in Lhasa, Tibet

圖2 西藏阿里2020年6月21日金邊日環(huán)食天空實(shí)景Fig.2 Real sky pictures of the golden edge annular eclipse on June 21, 2020, in Ngari, Tibet

從圖1和圖2可以看出拉薩日食實(shí)際還沒有出現(xiàn)完整的日環(huán)食現(xiàn)象，應(yīng)該屬于日偏食現(xiàn)象； 而西藏阿里出現(xiàn)了完美的閃亮金邊日環(huán)食現(xiàn)象。我們本研究對(duì)兩地日食期間太陽(yáng)光譜、太陽(yáng)總輻射和拉薩的紫外線-B都做了同步觀測(cè)記錄。

1.2 西藏日食太陽(yáng)輻射觀測(cè)儀

本研究利用國(guó)際通用太陽(yáng)輻射觀測(cè)儀于2020年6月21日對(duì)西藏拉薩和阿里進(jìn)行了日食太陽(yáng)輻射實(shí)地觀測(cè)。

利用德國(guó)TriOS公司生產(chǎn)的RAMSES-UV-VIS光譜儀(Hyperspectral UV-VIS Irradiance Sensor，高光譜余弦輻照度傳感器)[10]觀測(cè)了日食期間的太陽(yáng)光譜特征。光譜有效觀測(cè)波長(zhǎng)范圍是320～950 nm，光譜采樣 3.3 nm·pixel-1，光譜精度為0.3 nm，實(shí)際使用通道有190個(gè)，由TriOS公司做了絕對(duì)校準(zhǔn)，外觀如圖3(a)所示。太陽(yáng)紫外線由挪威NILU AS公司生產(chǎn)的多頻道紫外輻射儀NILU-UV探測(cè)儀(NILU-UV Irradiance Meter)[10]觀測(cè)，拉薩觀測(cè)場(chǎng)景如圖4(b)所示。該探測(cè)儀設(shè)有六個(gè)頻道，其中紫外線有五個(gè)頻道，中心波長(zhǎng)分別為305，312，320，340和380 nm，各頻道帶寬約為10 nm。在購(gòu)置儀器時(shí)做的絕對(duì)校準(zhǔn)基礎(chǔ)上，觀測(cè)期間每十天定期進(jìn)行一次相對(duì)校準(zhǔn)，避免使用過程中出現(xiàn)的探頭老化影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。太陽(yáng)總輻射是利用荷蘭Kipp&Zonen公司的CMP11型太陽(yáng)總輻射表[10]觀測(cè)，如圖3(c)所示。總輻射觀測(cè)波長(zhǎng)范圍是310～2 800 nm，最大可測(cè)輻射強(qiáng)度為2 000 W·m-2，由中國(guó)氣象局做了絕對(duì)校準(zhǔn)。

圖3 (a)拉薩光譜儀； (b)拉薩總輻射儀； (c)阿里觀測(cè)站Fig.3 (a) Lhasa spectrometers； (b) Lhasa Pyranometer； (c) Ngari observation site

2 日食太陽(yáng)輻射觀測(cè)結(jié)果

2.1 日食三維太陽(yáng)光譜特征

西藏阿里(獅泉河鎮(zhèn))2020年06月21日的日食初虧發(fā)生在北京時(shí)間13:00:59，食甚出現(xiàn)在當(dāng)?shù)卣?14:41時(shí))附近(14:44時(shí))，又由于本次阿里日食的食分(被遮太陽(yáng)面直徑與太陽(yáng)直徑的比值)接近1.0(0.995)，因此，當(dāng)天阿里太陽(yáng)光譜曲線(每隔一分鐘光譜)在日食期間出現(xiàn)了一個(gè)陡峭的“山口”型凹陷現(xiàn)象，如圖4所示。

觀測(cè)表明阿里日食時(shí)間(13:00:59至16:28:25)持續(xù)了約03時(shí)27分26秒，期間光譜輻照度損失嚴(yán)重，損失了全天光譜輻照度的30%左右。在食甚時(shí)刻(14:44:14)，即日環(huán)食時(shí)刻阿里太陽(yáng)光譜曲線單色輻照度幾乎貼近橫坐標(biāo)，損失了99%左右的光譜輻照度，地面光照亮度幾乎變成黃昏光照亮度。

圖4中每分鐘記錄的光譜曲線高度參差不齊，說明當(dāng)天阿里總體天氣情況為多云或部分云。為了研究多云天氣、日食和晴天條件光譜特征，我們也觀測(cè)了阿里日食后一天，2020年6月22日光譜特征，結(jié)果如圖5所示。日食后一天阿里正好出現(xiàn)了晴天天氣(早上略有薄云外)，圖5中各光譜曲線組成的曲面呈現(xiàn)了良好的連續(xù)性和光滑性(除了當(dāng)天上午光譜出現(xiàn)了少量擾動(dòng)外)，全天光譜曲線形成光滑曲面，早晚對(duì)稱性也良好。比較圖4與圖5的光譜變化特征，日食對(duì)地面光譜造成最嚴(yán)重的消光現(xiàn)象，圖4中光譜曲面出現(xiàn)了一個(gè)大缺口，食甚時(shí)刻真實(shí)消光達(dá)99%以上； 圖4中部分云對(duì)地面光譜也造成短暫的擾動(dòng)現(xiàn)象，一般削弱地面光譜強(qiáng)度(偶爾也可增強(qiáng))，但是極少造成日食那樣的消光影響； 日食造成的消光現(xiàn)象對(duì)當(dāng)?shù)貧鉁亍?dòng)植物和人類活動(dòng)造成不同程度的影響，值得去研究，但是不屬于本次研究范疇。

圖4 西藏阿里獅泉河2020年6月21日日食三維光譜變化特征Fig.4 Three dimensional spectral characteristics for the solar eclipse on June 21, 2020 in Singgekapap, Ngari, Tibet

圖5 西藏阿里獅泉河2020年6月22日晴天三維光譜特征Fig.5 Three dimensional spectral characteristics for clear sky on June 22, 2020 in Singgekapap, Ngari, Tibet

拉薩日食初虧發(fā)生在2020年06月21日當(dāng)?shù)卣?13:57)附近(13:26:44時(shí))，比阿里滯后25分45秒，而食甚出現(xiàn)在當(dāng)?shù)卣缰?小時(shí)16分，即15:13:09時(shí)，加上日食持續(xù)時(shí)間比阿里短3分28秒，拉薩食分也比阿里略小，是0.953。因此，拉薩沒有出現(xiàn)嚴(yán)格意義上的日環(huán)食現(xiàn)象，日食期間光譜消光特征也比阿里小一些。圖6是拉薩日食當(dāng)天觀測(cè)到的光譜變化特征曲線。圖6中各光譜曲線擾動(dòng)明顯，說明當(dāng)天大部分時(shí)間天氣多云，云層造成光譜曲線不連貫性，甚至造成短暫的嚴(yán)重消光現(xiàn)象。然而從圖6中發(fā)現(xiàn)擾動(dòng)(消光)最明顯的還是在日食期間(13:26:44至16:50:42)，計(jì)算表明短短的3小時(shí)24分鐘的日食造成了當(dāng)天28%左右的消光量。由于拉薩日食前后幾天都是多云天氣，只有日食后第5天，即6月26出現(xiàn)了近似晴天的天氣，為了研究拉薩晴天與日食光譜區(qū)別特征，我們觀測(cè)了當(dāng)天的拉薩光譜，如圖7所示。圖7中早晚還是出現(xiàn)了光譜擾動(dòng)現(xiàn)象，說明早晚還是出現(xiàn)了云層，但是從11:00時(shí)至17:00時(shí)期間(包括日食期間)光譜曲線變化平滑、連續(xù)性強(qiáng)，說明是大晴天，是當(dāng)天輻照度最高的時(shí)間段。因此，日食發(fā)生在這個(gè)時(shí)間段，對(duì)地面造成非常突然和嚴(yán)重消光現(xiàn)象。

圖6 拉薩2020年6月21日日食三維光譜變化特征Fig.6 Three dimensional spectral characteristics of the solar eclipse on June 21, 2020 in Lhasa

圖7 拉薩2020年6月26日準(zhǔn)晴天三維光譜特征Fig.7 Three dimensional spectral features of quasi-clear sky on June 26, 2020 in Lhasa

2.2 日食二維太陽(yáng)光譜特征

日食三維光譜特征圖中，研究了西藏阿里和拉薩地區(qū)日食引起的地面光譜變化特征。為了進(jìn)一步深入研究日食期間地面光譜細(xì)節(jié)變化特征，圖8和圖9詳細(xì)記錄了日食期間二維光譜變化特征。圖8中三條實(shí)線是阿里日食期間三個(gè)特定時(shí)刻(初虧，食甚和復(fù)圓)的光譜變化特征，三條虛線是日食后第一天(晴天)相應(yīng)時(shí)刻的光譜變化特征。圖8顯示在日食過程中，最高初虧光譜(藍(lán)色實(shí)線)經(jīng)過約1小時(shí)44分鐘后變成食甚時(shí)刻幾乎貼近橫坐標(biāo)的弧線型光譜。在此過程中，光譜特征發(fā)生了嚴(yán)重的削弱和變形現(xiàn)象，幾乎失去了地面太陽(yáng)光譜的一般特征，復(fù)圓時(shí)刻光譜恢復(fù)成正常光譜。我們選擇光譜中最強(qiáng)單色光峰值變化來(lái)分析日食過程中單色光強(qiáng)度變化特征，表2中計(jì)算了阿里地區(qū)觀測(cè)到的初虧，食甚和復(fù)原時(shí)刻最強(qiáng)單色光峰值變化特征，從初虧到食甚阿里單色光峰值削弱了約96.0%。

表2 阿里日食最強(qiáng)單色光峰值變化特特征Table 2 Peak variations of the strongest monochromatic light for the solar eclipse in Ngari

圖8中相應(yīng)三個(gè)特定時(shí)刻虛線光譜之間變化浮動(dòng)很小，說明在晴天條件地面光譜隨時(shí)間變化緩慢。

圖8 阿里日環(huán)食期間光譜變化特征Fig.8 Spectral variation during the annular eclipse in Ngari

圖9中發(fā)現(xiàn)拉薩初虧和食甚光譜變化特征與阿里的變化特征幾乎完全相同，只是由于云層影響復(fù)圓時(shí)刻光譜高度略顯低位。在日食發(fā)生前(包括初虧)和復(fù)圓后(包括復(fù)圓)的光譜，其大氣吸收凹陷特征清晰可見，但是隨著日食過程的進(jìn)展，凹陷特征逐漸磨平，到了食甚時(shí)刻這種光譜特征幾乎消失。表3顯示拉薩地區(qū)初虧，食甚和復(fù)圓時(shí)刻最強(qiáng)單色光峰值變化特征，從初虧到食甚單色光峰值減弱了約98.0%。

圖9 拉薩日環(huán)食期間光譜變化特征Fig.9 Spectral features during annular solar eclipse in Lhasa

表3 拉薩日食最強(qiáng)單色光峰值變化特征Table 3 Peak variations of the strongest monochromatic light for the solar eclipse in Lhasa

2.3 日食太陽(yáng)總輻射變化特征

日食光譜變化特征反映了日食過程中單色光輻照度變化細(xì)節(jié)。太陽(yáng)總輻射是單色輻照度對(duì)波長(zhǎng)的積分。我們利用荷蘭Kipp&Zonen公司CMP11型(觀測(cè)波長(zhǎng)范圍是310～2 800 nm)觀測(cè)了西藏阿里和拉薩日食當(dāng)天太陽(yáng)總輻射變化特征。日食過程中太陽(yáng)總輻射變化特征也包含很多重要信息?？傒椛涞淖兓瘜?duì)地面生態(tài)、氣象以及太陽(yáng)能的利用等領(lǐng)域造成影響。

圖10和圖11分別記錄了本次日食當(dāng)天西藏阿里和拉薩太陽(yáng)總輻射變化的觀測(cè)值。圖10和圖11中星點(diǎn)“*”虛線代表日食當(dāng)天太陽(yáng)總輻射的變化特征，每個(gè)星點(diǎn)“*”是每隔1分鐘記錄的數(shù)據(jù)； 光滑實(shí)線代表日食當(dāng)天或第二天晴天條件下太陽(yáng)總輻射模擬值曲線，其用來(lái)對(duì)比相應(yīng)日食影響； 虛線代表日食日附近晴天條件下實(shí)際觀測(cè)的太陽(yáng)總輻射值曲線，其也是用來(lái)對(duì)比日食影響。

圖10 阿里日環(huán)食太陽(yáng)總輻射Fig.10 Global solar irradiance for the annular eclipse in Ngari

圖10中發(fā)現(xiàn)日食期間太陽(yáng)總輻射觀測(cè)值相比晴天(虛線)或模擬晴天(實(shí)線)，上下浮動(dòng)變化很大，說明當(dāng)天屬于多云或部分云天氣。多云或部分云使地面總輻射值頻頻超過晴天或模擬晴天相應(yīng)值，這是由于此刻到達(dá)探頭上的總輻射不僅包含太陽(yáng)直射輻射(太陽(yáng)沒有被云層遮蔽情況)，還包括了被大氣中云朵反射的反射光，因此，總值出現(xiàn)了增強(qiáng)現(xiàn)象。從圖10中可以看出，阿里當(dāng)天日食(13:00:59至16:28:25)正好發(fā)生在當(dāng)?shù)卣绺浇?，因此地面總輻射?qiáng)度出現(xiàn)突然下降現(xiàn)象。當(dāng)天約在三個(gè)半小時(shí)的日食期間總輻射值形成急劇衰減 “V”型凹陷現(xiàn)象，食甚食分接近1.0(0.995)。初虧(13:01)時(shí)刻總輻射強(qiáng)度為1 221.217 W·m-2，在食甚(14:41)時(shí)刻衰減到56.086 W·m-2，從初虧到食甚，約在1小時(shí)43分鐘里總輻射值減少了約95.4%，復(fù)圓(16:28)時(shí)刻958.794 W·m-2。

圖11是拉薩日食當(dāng)天太陽(yáng)總輻射觀測(cè)值變化特征。日食當(dāng)天拉薩也是多云天氣，總輻射強(qiáng)度變化特征也類似于阿里的變化特征，只是當(dāng)天拉薩云層變化引起的總輻射強(qiáng)度比阿里變化浮動(dòng)更劇烈，但是兩地日食的消光特征基本相同。相比6月26日準(zhǔn)晴天的總輻射數(shù)據(jù)(虛線)，日食造成當(dāng)天總輻射總量減少了近30%左右。

圖11 拉薩日食太陽(yáng)總輻射Fig.11 Global solar irradiance for the annular eclipse in Lhasa

根據(jù)觀測(cè)結(jié)果計(jì)算，拉薩初虧(13:27)總輻射強(qiáng)度為1 605.663 W·m-2，食甚(15:13)衰減到28.169 W·m-2，總輻射損失約98.2%，復(fù)圓(16:51)1470.275 W·m-2。

雖然本次阿里日食最大食分達(dá)到了0.995，而拉薩地區(qū)食分略小為0.953，但是由于當(dāng)天拉薩天空云量比阿里相對(duì)多，導(dǎo)致拉薩觀測(cè)到的光能量似乎比阿里大。

2.4 日食太陽(yáng)紫外線變化特征

日食期間, 由于月球同樣阻擋太陽(yáng)紫外輻射，在地球大氣層約30 km高空區(qū)域紫外線減弱，紫外線與氧分子作用下形成的臭氧含量也減弱，造成中層大氣的冷卻, 從而可以產(chǎn)生大氣重力波現(xiàn)象，重力波在全球氣象學(xué)、氣候?qū)W和中間層和平流層動(dòng)力學(xué)方面扮演重要角色，對(duì)地球大氣造成一定的影響。

我們也利用挪威NILU AS公司多頻道紫外輻射儀NILU-UV探測(cè)儀對(duì)拉薩日環(huán)食當(dāng)天太陽(yáng)紫外輻射B(280～320 nm)的變化特征進(jìn)行了觀測(cè)研究，因?yàn)樽贤饩€B對(duì)大氣臭氧的形成和地面動(dòng)植物的影響相對(duì)較大，而對(duì)形成臭氧貢獻(xiàn)最大的更短波長(zhǎng)紫外線C等地面幾乎觀測(cè)不到。阿里因故沒能觀測(cè)日食太陽(yáng)紫外線。

圖12是拉薩日環(huán)食當(dāng)天太陽(yáng)紫外線B劑量率(星點(diǎn)“*”)的變化情況。日食對(duì)太陽(yáng)紫外線B的總體影響與總輻射和光譜變化特征相似，在日食期間對(duì)地面紫外線B劑量率也造成突然衰減現(xiàn)象，從初虧的60.8 W·m-2劑量率，急劇下降到食甚時(shí)刻幾乎為零值(0.9 W·m-2)，然而復(fù)原時(shí)又達(dá)到43.0 W·m-2。與同年6月26日準(zhǔn)晴天的紫外線B數(shù)據(jù)(實(shí)線)相比，日食造成當(dāng)天紫外線B總量減少了近30%。

圖12 拉薩日食太陽(yáng)紫外線BFig.12 Solar UVB for the solar eclipse in Lhasa

3 結(jié) 論

西藏日食過程實(shí)地太陽(yáng)輻射觀測(cè)屬于系統(tǒng)、高精度的觀測(cè)工作。使用了國(guó)際通用的太陽(yáng)輻射觀測(cè)儀，包括德國(guó)RAMSES高精度太陽(yáng)光譜儀，荷蘭CMP11太陽(yáng)總輻射儀和挪威NILU-UV紫外線探測(cè)儀，全面實(shí)時(shí)跟蹤觀測(cè)了日食期間地面各種太陽(yáng)輻射的變化特征。發(fā)現(xiàn)日食期間太陽(yáng)光譜、太陽(yáng)總輻射和紫外線輻射均發(fā)生了很大的消光現(xiàn)象。各輻射能量損失均超過95%以上，屬于比較罕見的日環(huán)食或日偏食現(xiàn)象。通過對(duì)西藏異地(拉薩和阿里)日食光譜同步觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析揭示拉薩初虧和食甚期間光譜變化特征與阿里對(duì)應(yīng)時(shí)刻光譜變化特征幾乎完全相似。從初虧到食甚期間光譜變化特征為： 在初虧光譜曲線中大氣吸收造成的光譜凹陷特征清晰可見，但是隨著日食過程的進(jìn)展，光譜凹陷特征逐漸磨平，到了食甚時(shí)刻光譜的凹凸特征幾乎消失，變成近似光滑的曲線。表明在日食過程中隨著日食的進(jìn)程，進(jìn)入大氣層的光子逐漸減少，大氣吸收光子幾率隨之變少，食甚時(shí)刻大氣光子吸收概率接近零。在日食過程中地面光譜和總輻射的能量虧損特征大致相同, 雖然食甚時(shí)刻最大單色(476 nm)光強(qiáng)和最大總輻射損失均達(dá)到98.0%(如拉薩)，但是由于持續(xù)時(shí)段較短，因此本次日食消光現(xiàn)象對(duì)當(dāng)?shù)夭粫?huì)造成明顯的天氣形勢(shì)變化。本次研究為日食科學(xué)研究領(lǐng)域提供了基本的數(shù)據(jù)支持，為西藏太陽(yáng)光譜、紫外線以及輻照度的變化的研究提供了參考。今后將擴(kuò)充觀測(cè)范圍，對(duì)西藏地區(qū)的太陽(yáng)輻射進(jìn)行更系統(tǒng)、全面、持久的觀測(cè)。