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【天文|青藏高原发现东半球首个世界级天文台址，但美国依旧不忘说风凉话】
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数千年前 ， 人就开始仰望星空 ， 试图从头顶天幕上闪烁的光芒中 ， 寻到世界运行的规律 。 甚至奉若神明 ， 等待星辰的指示 。 直到45岁的伽利略·伽利雷老爷子制作了世界上第一台天文望远镜 ， 并发现了月球的真相以及木星的四颗卫星后 ， 人类对宇宙的认识才得以改变 。
在那时 ， 天文观测领域始终是西方独占鳌头 。 相较而言 ， 即使是上世纪90年代 ， 我国最大的郭守敬望远镜也不过是一台4-6米级的光谱巡天望远镜 ， 且不具备成像观测能力 。 相反 ， 当时国际上已经架起了十几座口径8-10米的望远镜 ， 还是具备成像观测能力的通用型望远镜 。
随着时间的流逝 ， 经济水平与工程技术等条件不断提升 ， 天文学家们又开始打算建造下一代天文望远镜 ， 并为其寻找“理想之地” 。 然而在全球范围内 ， 为数不多的几个“理想之地” ， 却均匀分布在西半球 。 因此在2000年左右 ， 中国也开始按照国际标准寻找“理想之地” 。
于是 ， 在2021年8月18日 ， 由中科院国家天文台、中国科学院大学、西华师范大学、中国科学院地质与地球物理研究所、中科院紫金山天文台青海观测站等团队的研究人员 ， 发表于顶级学术期刊《自然》（nature）——一篇题为“Lenghu on the Tibetan Plateau as an astronomical observing site”的研究横空出世 ， 并弥补了东半球缺少优良天文台址的遗憾 。
为何优良天文台址这么少？什么才算得上是世界级天文台址？
说到天文台 ， 我们首先想到的就是偏僻 。 它们远离光污染严重的城市 ， 拥有较好的天气 ， 且全年绝大多数都是晴天 ， 因为晴天越多观测效率越高 。 另外 ， 天文台多建在海拔较高的山上 ， 这样光线在被望远镜接收前穿过的大气就比较薄 ， 大气吸收带来的光损也就比较小 。
但对于科学家来说 ， 寻找天文台址不能像我们这样想当然 ， 而是需要将这些条件量化为几个指标：如大气视宁度、晴天数、大气透明度、背景天光亮度、风向、风速等等 。
其中 ， 大气视宁度就是大气的宁静程度 ， 是最重要的指标之一 ， 能反映光线在穿过大气时受到的扰动影响的大小 。 因低层大气在复杂的地区性气象因素综合影响下 ， 会出现不规则湍动 ， 表现为气温的随机起伏改变大气密度 ， 进而导致折射率的变化 。
大气折射率的不均匀变化 ， 会使得光源里的一个点在望远镜中成像时 ， 变成具有一定直径的模糊光斑 。 这会导致难以分辨天体的细节 ， 从而降低望远镜的分辨本领和极限星等 ， 也会引起星光闪烁和颜色的快速变化 。
上图：冷湖雅丹地貌区星空全景照片
除了气温 ， 大气中的水汽也会影响大气视宁度 ， 因此天文台必须选择建立在局部气象条件优越的地区 。 在全球范围内来看 ， 综合考虑上述的各个因素 ， 全球最好的台址是：美国夏威夷群岛、智利北部、西班牙加那利群岛 。 视宁度中值分别为0.75角秒 ， 0.80角秒和0.76角秒（数值越小越好） 。
上图：夏威夷莫纳克亚山顶峰的莫纳克亚天文台 。
上图：位于智利北部的甚大望远镜 ， 它的拥有者是欧洲南方天文台 。
上图：位于西班牙加那利群岛的穆查丘斯罗克天文台 。
现在 ， 我国科学家在我国境内 ， 也找到了能与以上几个观测地点比肩的地区——青海省海西州冷湖地区 。 它位于青藏高原北部 ， 气候寒冷干燥 ， 少雨多风 ， 海拔大约4200米 ， 比夏威夷凯克天文台高大约60米 。 年均气温2.6℃ ， 年降水量仅17.8毫米 。
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