發(fā)布時間：2017-12-14 20:22

  本文關(guān)鍵詞：興隆觀測基地天文觀測條件分析及性能提升研究

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【摘要】：地基光學(xué)天文臺址觀測環(huán)境監(jiān)測與分析是一項(xiàng)長期而復(fù)雜的科學(xué)研究工作。對于新的天文臺址,觀測環(huán)境優(yōu)良穩(wěn)定與否直接影響到后期設(shè)備建造和科學(xué)產(chǎn)出；對于已有的天文臺址,它的監(jiān)測工作也至關(guān)重要,尤其是對于氣象條件、測光夜與光譜夜、天光背景亮度、大氣視寧度等相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測研究,以便基于臺址現(xiàn)有觀測條件優(yōu)化設(shè)備配置、提高科學(xué)產(chǎn)出。本文首先從地球大氣對地基光學(xué)天文觀測的影響入手,分析了地球大氣層在不同高度對天文觀測的影響。作為地基光學(xué)天文臺址分析,我們重點(diǎn)介紹了國內(nèi)外著名的地基光學(xué)天文臺址,包括地理位置,海拔等相關(guān)參數(shù)以及代表性的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。圍繞接下來重點(diǎn)研究的地基天文觀測環(huán)境,我們調(diào)研分析了地基光學(xué)天文選址所需監(jiān)測和分析的各項(xiàng)參數(shù)及國內(nèi)外研究進(jìn)展。接下來我們系統(tǒng)地討論了天文觀測環(huán)境中的各個參數(shù),包括氣象參數(shù)中的溫度、相對濕度、氣壓、云量、粉塵、風(fēng)速與風(fēng)向,并詳細(xì)分析了各項(xiàng)氣象參數(shù)與天文觀測之間的關(guān)系；作為影響天文觀測中有效時間的參數(shù),重點(diǎn)研究了國際上對測光夜與光譜夜的定義標(biāo)準(zhǔn),為后期分析興隆基地測光夜與光譜夜隨時間分布提供參考標(biāo)準(zhǔn)；作為定量評估大氣湍流的關(guān)鍵參數(shù),我們從大氣視寧度的定義入手,重點(diǎn)調(diào)研了不同時期監(jiān)測和分析大氣視寧度的不同方法與儀器,并對監(jiān)測方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對比；作為影響光學(xué)望遠(yuǎn)鏡設(shè)備極限星等以及測光精度的參數(shù),我們分析研究了夜天光污染的來源以及監(jiān)測夜天光的不同方法,并列舉了不同時期國內(nèi)外所采用的不同監(jiān)測方法；此外還介紹了大氣消光以及大氣散射的形成原因以及對天文觀測的影響,為接下來監(jiān)測和分析興隆基地天文觀測條件奠定基礎(chǔ)。中國科學(xué)院國家天文臺興隆基地作為國內(nèi)最大的光學(xué)天文觀測基地,已有近五十年的歷史。本文基于興隆基地歷史觀測數(shù)據(jù)及現(xiàn)有觀測條件,對興隆基地氣象條件、測光夜與光譜夜、大氣視寧度以及天光背景亮度從不同角度進(jìn)行了系統(tǒng)的分析與研究。論文分析了興隆基地氣象條件中溫度、濕度、風(fēng)速與風(fēng)向等參數(shù)以及測光夜與光譜夜隨時間的變化規(guī)律,對后期各個望遠(yuǎn)鏡的重點(diǎn)課題遴選、時間分配、設(shè)備維護(hù)以及針對性升級提供了詳細(xì)的參考資料；論文研究了興隆基地全年大氣視寧度變化規(guī)律,給出了大氣視寧度隨不同月份以及季節(jié)的變化規(guī)律,同時對比了圓頂內(nèi)外大氣視寧度的差異,為后期改善圓頂大氣視寧度提供了參考；論文觀測研究了興隆基地天光背景亮度隨不同月相、不同高度角、不同方位角的變化情況,并從測光、光譜兩種不同的角度進(jìn)行了驗(yàn)證,為后期天文學(xué)家使用興隆基地望遠(yuǎn)鏡觀測科學(xué)目標(biāo)提供了定量的參考,同時有助于制定完善的觀測策略。論文最后分析研究了興隆基地觀測條件隨時間的變化以及對比了與國內(nèi)外著名天文臺址觀測條件的差異,針對性地提出了一系列基于興隆基地現(xiàn)有觀測條件提升望遠(yuǎn)鏡觀測性能的措施,以期結(jié)合軟硬件改造提升興隆基地設(shè)備的性能和科學(xué)產(chǎn)出。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P111

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1289254