天文台址中的气象知识

气象条件是天文台址观测条件的一项重要内容,是论证台址优劣的基础。空间目标的地基观测不可避免地要受到地球大气环境的影响,观测台址的天气条件与大气特性直接导致对观测目标的不同探测能力和表观结果。台址的选择决定着大口径望远镜设备能否有效发挥其设计性能,也直接关系到天文台建设和后期运行的投入。     

大型地面太阳望远镜选址云量调查

利用中国756个地面基本、基准气象站1961～2008年云量年值、月值数据集,分析全国地面太阳望远镜选址的云量条件,结果表明;40°N纬度带和藏西南地区,云量条件最优;其次是新疆西部和北部、东北北部和东部、青藏高原南部拉萨、江孜一带;西藏东部、四川西部及云南大部,云量条件居中;33° N以南,包括江南华南、青藏高原东南部林芝附近及四川盆地、重庆、贵州一带,云量条件较差.     

全国大气水汽含量分布

根据1961～2008年全国210个台站的地面气象要素资料,发现地面水汽压与降水量之间的经验关系,建立了由降水量估算地面水汽压的经验表达式,由此进一步求得天文选址所需考察的大气水汽含量.研究结果表明,不同季节的地面水汽压同降水量之间存在着稳定的函数对应关系,利用各地区的降水量计算出的水汽压,符合当地水汽压的实际测量,所求得的各地区大气水汽含量也均能较好地反映当地长年平均情况.     

大气光学湍流模型计算方法

光学湍流的强弱和分布是描述天文台址优劣的重要参数.介绍了利用大气模式WRF (Weather Research and Forecasting Model)计算高美古站周围大气光学湍流参数的方法,这些参数包括C2n(大气光学湍流强度)廓线、大气相干长度、大气相干时间、视宁度、等晕角和闪烁率等.包括模型计算方法的实现过程、模型的设置和模拟结果的验证.计算结果与云南高美古观测站DIMM (Differential Image Motion Monitor)的实测数据进行了对比.     

天文选址的夜间云量处理方法

云量是影响天文台址质量最重要的因素之一,对夜间云量的检测和处理尤为重要.采用地面云量相机对全天云量进行监测,所拍摄的图像需要有效的方法进行处理以量化云量.夜间云量图像受月光的影响严重,因此将夜间的云量图像分为有月夜和无月夜两类进行处理.针对无月夜情况,给出了夜间云量的处理过程.对图像中的亮星进行定位和测光,确定星等差.以晴夜图像中亮星的星等差为参照,将星等差低于阈值条件的亮星概率作为晴夜的概率标准.选取了3类图像对该方法进行测试并确定云量,分析了阈值条件对结果的影响.最后,讨论了该方法的适用范围和不确定性.     

太阳选址全国日照条件分析

利用国家气象信息中心气象资料室整编的中国756个基本、基准气象站在1971～2000年间的日照时数和日照百分率年值、月值数据集,研究了全国范围的日照条件,结合1951～2008年间我国云量、水汽要素资料,分析了影响日照的因素.研究结果表明,我国日照时数和日照百分率的分布形势一致,东南少而西北多,从东南向西北递增.在我国东部地区日照时数由南向北逐步递增,西部地区日照条件整体好于东部,符合常规.藏西南狮泉河一带日照条件最优;40°N纬度带附近和藏南地区次之,江南华南、四川盆地以及云贵高原东部地区的日照条件较差;其余地区日照条件居中.日照时数受云量、水汽要素的影响,呈负相关关系.