中國(guó)青海北部，阿爾金山南麓的戈壁灘上，因湖得名的冷湖鎮(zhèn)坐落于此。這一無(wú)人區(qū)在上世紀(jì)六七十年代因石油而興，最終因資源枯竭而重歸寂靜。近年來(lái)的冷湖，則在以一種新的方式慢慢“回溫”——天文觀(guān)測(cè)。

《青藏高原上的冷湖天文臺(tái)址》（Lenghu on the Tibetan Plateau as an astronomical observing site）

北京時(shí)間8月18日23時(shí)，頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）在線(xiàn)發(fā)表了來(lái)自中國(guó)團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)研究，題為《青藏高原上的冷湖天文臺(tái)址》（“Lenghu on the Tibetan Plateau as an astronomical observing site”）。研究團(tuán)隊(duì)在青藏高原尋覓到一個(gè)新的潛在天文觀(guān)測(cè)點(diǎn)——冷湖天文觀(guān)測(cè)基地。該臺(tái)址坐落于冷湖鎮(zhèn)附近賽什騰山區(qū)域的一處峰頂，海拔4200多米，可以和夏威夷莫納克亞（Mauna Kea）這樣舉世公認(rèn)的最佳天文臺(tái)址比肩。

冷湖臺(tái)址地理位置。

“綜合來(lái)看，這是一個(gè)世界級(jí)的天文觀(guān)測(cè)臺(tái)址?！闭撐耐ㄓ嵶髡咧弧⑼瑫r(shí)也是第一作者的鄧?yán)畈旁诮邮芘炫刃侣劊╳ww.dbgt.com.cn）記者采訪(fǎng)時(shí)篤定地表示。該研究由中科院國(guó)家天文臺(tái)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、西華師范大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、中科院紫金山天文臺(tái)青海觀(guān)測(cè)站等團(tuán)隊(duì)的研究人員聯(lián)合完成。

鄧?yán)畈?993年在意大利國(guó)際高等研究院獲理學(xué)博士學(xué)位，1994年在意大利帕多瓦天文臺(tái)、1995年至1997年在國(guó)家天文臺(tái)（原北京天文臺(tái)）進(jìn)行博士后訓(xùn)練，1997年入選中科院百人計(jì)劃，1998年起任北京天文臺(tái)研究員。1999年至今，鄧?yán)畈湃螄?guó)家天文臺(tái)創(chuàng)新團(tuán)組首席研究員。曾任國(guó)家重大科學(xué)工程項(xiàng)目LAMOST銀河系結(jié)構(gòu)巡天科學(xué)工作組組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)組織LAMOST銀河系恒星巡天的科學(xué)計(jì)劃工作。

作者群像。中間是一幅全天相機(jī)圖像，圖右上側(cè)可以看到2020年最亮的彗星NEOWISE/F3。研究團(tuán)隊(duì)供圖

這項(xiàng)研究的數(shù)據(jù)覆蓋2018年至2020年的整整3年時(shí)間。2020年12月20日晚，首臺(tái)到達(dá)冷湖賽什騰觀(guān)測(cè)基地的科學(xué)級(jí)望遠(yuǎn)鏡50Bin成功實(shí)現(xiàn)科學(xué)觀(guān)測(cè)，得到的第一幅圖像測(cè)量顯示，星象的半高全寬是0.68角秒，與選址設(shè)備DIMM給出的視寧度測(cè)量值高度一致。鄧?yán)畈欧Q(chēng)之為“賽什騰的第一縷光”。

截至目前，從已經(jīng)建成和正在建設(shè)的規(guī)模來(lái)看，鄧?yán)畈耪J(rèn)為冷湖無(wú)疑已經(jīng)是“中國(guó)最大的天文臺(tái)。”更為重要的是，有著“第三極”之稱(chēng)的青藏高原上是整個(gè)國(guó)際天文學(xué)界的向往之地，“在這里發(fā)現(xiàn)好的天文觀(guān)測(cè)臺(tái)址，是一個(gè)共同的愿望，而我們實(shí)現(xiàn)了這樣的愿望。”

“目前，能達(dá)到下一代望遠(yuǎn)鏡建造和運(yùn)行要求的優(yōu)良天文觀(guān)測(cè)臺(tái)址都在西半球，冷湖補(bǔ)上了東半球的缺失，這樣就可以形成一個(gè)24小時(shí)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，這是對(duì)全世界天文學(xué)界的貢獻(xiàn)?！编?yán)畈疟硎尽?/p>

星空流轉(zhuǎn)：這是2019年7月27日夜（一般情況），全天監(jiān)控相機(jī)圖像制作的動(dòng)畫(huà)。研究團(tuán)隊(duì)供圖

下一代大型地基望遠(yuǎn)鏡何處安家

中國(guó)地面光學(xué)天文裝置與國(guó)際的差距甚大。

上世紀(jì)90年代開(kāi)始，國(guó)際上架起了十幾座8-10米口徑望遠(yuǎn)鏡，這些具備成像觀(guān)測(cè)能力的通用型望遠(yuǎn)鏡構(gòu)成了目前全球領(lǐng)域內(nèi)的“豪華陣容”。不僅如此，三架30米級(jí)的望遠(yuǎn)鏡也正在研制中，其中的GMT（巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡）已經(jīng)部分完成投入工作。

相比之下，中國(guó)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡目前最大口徑為位于國(guó)家天文臺(tái)興隆基地的2.16米口徑望遠(yuǎn)鏡和云南麗江的2.4米口徑望遠(yuǎn)鏡。而口徑更大的郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）是一臺(tái)4-6米級(jí)的光譜巡天望遠(yuǎn)鏡，它具備“普查”功能，但不具備成像觀(guān)測(cè)能力。

2016年底，《國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃》（下稱(chēng)“《規(guī)劃》”）正式公布，大型光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡被列入優(yōu)先啟動(dòng)的10個(gè)項(xiàng)目?！兑?guī)劃》明確提出，“優(yōu)選臺(tái)址，建設(shè)一架12米級(jí)口徑光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡，具備多目標(biāo)、暗天體高分辨成像和光譜觀(guān)測(cè)的精測(cè)能力。”

12米級(jí)口徑光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡設(shè)施的建成，被認(rèn)為將有助于使我國(guó)光學(xué)極限探測(cè)能力處于國(guó)際領(lǐng)先行列，大幅提升天文觀(guān)測(cè)重大發(fā)現(xiàn)的綜合能力，同時(shí)為相關(guān)領(lǐng)域的前沿研究提供重要支撐，帶動(dòng)我國(guó)先進(jìn)光學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

下一代大型地基望遠(yuǎn)鏡落在哪里？這是一個(gè)更需先行解決的問(wèn)題，這項(xiàng)工作也被稱(chēng)為臺(tái)址選擇?！皩?zhuān)業(yè)的天文觀(guān)測(cè)臺(tái)址，實(shí)際上每一個(gè)都是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格選址的?！编?yán)畈盘岬剑瑹o(wú)論是紫金山天文臺(tái)，抑或是興隆觀(guān)測(cè)站、云南天文臺(tái)，這些早期落成的天文臺(tái)都是經(jīng)過(guò)篩選評(píng)審決定的?！斑@些臺(tái)址在當(dāng)時(shí)看來(lái)都是滿(mǎn)足需求的?！?/p>

然而，隨著經(jīng)濟(jì)條件、工程技術(shù)等限制因素的突破，天文學(xué)家們開(kāi)始將下一代天文望遠(yuǎn)鏡的臺(tái)址聚焦于更理想之地?！拔覀冋嬲磭?guó)際標(biāo)準(zhǔn)去尋找臺(tái)址，實(shí)際上是從2000年左右開(kāi)始?！?/p>

好的天文臺(tái)應(yīng)該是怎樣的？鄧?yán)畈攀紫冉o出了一個(gè)大致的地域特色，“最好的天文臺(tái)現(xiàn)在都是在荒漠或者裸露的巖石上建成?！毕耐牡哪{克亞、智利的阿塔卡馬，這些頂級(jí)的天文臺(tái)無(wú)一例外。“我們國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的天文臺(tái)都在綠樹(shù)成蔭的地方，這實(shí)際上非常不利于天文觀(guān)測(cè)?！?/p>

2000年以后，中國(guó)的天文學(xué)家將眼光投向西部，在胡煥庸線(xiàn)以西以北的無(wú)人區(qū)，尋覓具有“國(guó)際范”的臺(tái)址。西藏阿里、新疆帕米爾高原的慕士塔格、川藏滇交界處的稻城，均在此后陸續(xù)成為候選臺(tái)址的熱門(mén)之地。

“2000年之后的這些工作，一開(kāi)始僅僅是作為一種戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備，我們知道未來(lái)可能會(huì)發(fā)展設(shè)備，先去找一找，但是并沒(méi)有一個(gè)具體的設(shè)備來(lái)驅(qū)動(dòng)。”鄧?yán)畈盘岬?，中?guó)的天文學(xué)界真正為大型望遠(yuǎn)鏡尋找臺(tái)址，始于2016年，“也就是為12米級(jí)口徑光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡選址?！?/p>

啟動(dòng)較晚的冷湖不在當(dāng)時(shí)的12米級(jí)選址之列，但它有另一番屬于自己的故事。

從德令哈一直往西，渺無(wú)人煙處

鄧?yán)畈艔?009年開(kāi)始深入青海，其團(tuán)隊(duì)在中科院紫金山天文臺(tái)青海觀(guān)測(cè)站工作。青海觀(guān)測(cè)站于1982年開(kāi)始建設(shè)，位于青藏高原、青海省第三大城市德令哈，這里海拔3200米，東經(jīng)97°33'.6，北緯37°22'.4。青海站也被稱(chēng)為德令哈天文觀(guān)測(cè)基地。

“第一次去的時(shí)候，我到了西寧，找我一個(gè)大學(xué)同班同學(xué)，他在青海工作，他跟我說(shuō)，你放望遠(yuǎn)鏡為什么不放到冷湖？”在當(dāng)?shù)厝说挠∠笾?，冷湖日光充足，晚上星空特別好。

什么是冷湖？“從德令哈一直往西開(kāi)，開(kāi)幾個(gè)小時(shí)見(jiàn)不到人煙了，那個(gè)地方就是冷湖?！边@是鄧?yán)畈诺谝淮温?tīng)說(shuō)的冷湖。

實(shí)際上，冷湖進(jìn)入過(guò)中國(guó)天文學(xué)家的選址之列，隨后卻又被剔除。冷湖地區(qū)存在大面積的風(fēng)蝕地貌，且比鄰塔克拉瑪干沙漠，“這個(gè)地方雖然日照好，夜空晴朗，但是它有風(fēng)沙，不適合建設(shè)天文臺(tái)。”這是前人下過(guò)的結(jié)論。

針對(duì)冷湖的風(fēng)沙問(wèn)題，鄧?yán)畈诺热俗隽诵┕φn，他更相信數(shù)據(jù)?！皬目茖W(xué)角度來(lái)看，風(fēng)沙是隨高度呈指數(shù)衰減的一種物理現(xiàn)象，我的判斷是，只要有山，風(fēng)沙問(wèn)題就應(yīng)該不存在?！?/p>

鄧?yán)畈诺热撕髞?lái)還專(zhuān)門(mén)為此購(gòu)置了基于直接計(jì)數(shù)單位體積顆粒數(shù)原理的粉塵儀，對(duì)選定的臺(tái)址觀(guān)測(cè)點(diǎn)的顆粒物和氣溶膠進(jìn)行了長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。結(jié)果顯示，至少柴達(dá)木地區(qū)內(nèi)肆虐的風(fēng)沙對(duì)4000米以上的地區(qū)沒(méi)有影響，冷湖候選臺(tái)址點(diǎn)的PM10指數(shù)通常只有個(gè)位數(shù)。直觀(guān)感受也支撐他們的判斷，在盆地沙塵暴之時(shí)，從C點(diǎn)可以清楚地看到沙塵頂部與藍(lán)天的明顯分界線(xiàn)。

“一定要到實(shí)地去看，通過(guò)數(shù)據(jù)給出答案，不能僅僅通過(guò)一些資料，這是不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹！?/p>

賽什騰山建設(shè)工地沐浴在日落的余暉中，水平線(xiàn)之下是略帶浮塵的柴達(dá)木盆地，一望無(wú)際。研究團(tuán)隊(duì)供圖

真正抵達(dá)冷湖的契機(jī)發(fā)生在2017年。“我在德令哈有一個(gè)項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)我去的時(shí)候條件還不錯(cuò)，等我把望遠(yuǎn)鏡架起來(lái)，開(kāi)始工作以后發(fā)現(xiàn)德令哈變得太亮，我的工作就進(jìn)行不下去了，當(dāng)時(shí)就在想可能要搬到一個(gè)新的地方去?！焙髞?lái)站在冷湖觀(guān)測(cè)臺(tái)址的山頂，鄧?yán)畈旁谝箍障略f(shuō)道，“對(duì)我們天文學(xué)家來(lái)說(shuō)，篝火都是一種光污染。”

與此同時(shí)，地方政府也有著轉(zhuǎn)型發(fā)展的計(jì)劃，海西州希望打造冷湖天文科技和文創(chuàng)旅游產(chǎn)業(yè)基地。在德令哈大幅亮化之后，時(shí)任冷湖行政委員會(huì)副主任田才讓?zhuān)ìF(xiàn)任柴達(dá)木循環(huán)經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)冷湖工業(yè)園黨委常務(wù)副書(shū)記、管委會(huì)常務(wù)副主任）給鄧?yán)畈艓チ艘环菁t頭文件，海西州啟動(dòng)將冷湖全域1.78萬(wàn)平方公里全部設(shè)成暗夜保護(hù)區(qū)的計(jì)劃。

“這給了我很大的信心，不光是我，這對(duì)以后建天文臺(tái)都是非常重要的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上，現(xiàn)在國(guó)際上所有的天文臺(tái)，都受到來(lái)自于地面的光污染影響，任何一個(gè)天文臺(tái)都有這個(gè)問(wèn)題，而冷湖能夠在我們啟動(dòng)之前就解決這個(gè)問(wèn)題?！?/p>

論文中也寫(xiě)道，光污染主要是人類(lèi)活動(dòng)的結(jié)果，青海省位于青藏高原，人口較少，目前不存在人工光源問(wèn)題。但是，這并不意味著未來(lái)就不會(huì)發(fā)生工業(yè)發(fā)展。如果當(dāng)?shù)厝丝陔S著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而增長(zhǎng)，那么光污染也會(huì)不可控。

“科學(xué)研究和工業(yè)之間的這種潛在沖突需要一個(gè)解決方案?！编?yán)畈耪J(rèn)為，這一暗夜保護(hù)計(jì)劃也是此次發(fā)表論文的亮點(diǎn)之一，因此會(huì)受到全球更廣泛的關(guān)注。

抵達(dá)冷湖，爬山是生死考驗(yàn)

2017年10月，鄧?yán)畈诺热说谝淮蝸?lái)到冷湖，鎮(zhèn)東部的賽什騰山最終成為他們的首選目標(biāo)。鄧?yán)畈糯饲霸谝黄闹性鴮?xiě)道：這是天文學(xué)家以選址為目的第一次來(lái)到冷湖。

2018年2月16日，海西州政府州長(zhǎng)主持會(huì)議，啟動(dòng)冷湖天文選址項(xiàng)目。海西州提供全部選址經(jīng)費(fèi)，并委托鄧?yán)畈彭?xiàng)目組執(zhí)行。

心儀之地就在眼前，而困難才剛剛開(kāi)始?！皩?shí)際上，我們?cè)?017年10月抵達(dá)當(dāng)天就遇到了困難?！编?yán)畈呕貞浀溃恍腥水?dāng)天抵達(dá)山腳下時(shí)正好入夜，“星空特別好，我還拍了星空，出來(lái)時(shí)天黑看不清楚路，當(dāng)?shù)氐乃緳C(jī)知道方向，開(kāi)到路邊上，離那條路只有50米，但我們花了兩個(gè)小時(shí)才上路，原因是那里有個(gè)光纜的大溝，汽車(chē)就在里頭轉(zhuǎn)，甚至發(fā)生陷車(chē)?！?/p>

值得一提的是，為便于選址項(xiàng)目的實(shí)施，海西州政府還決定由州財(cái)政支持，從山下修一條砂石路至選址點(diǎn)。然而，在花崗巖實(shí)體的山修路并非易事，“我們當(dāng)時(shí)以為大概半年能修上去，最后我們發(fā)現(xiàn)半年下來(lái)只修了2公里，總共是15公里。”

交通不便的影響短時(shí)間內(nèi)無(wú)法消除。最初，研究團(tuán)隊(duì)在山腳下建了臨時(shí)基地，觀(guān)測(cè)云量、天光背景和氣象參數(shù)。然而，像視寧度這樣的參數(shù)，則必須要到建設(shè)望遠(yuǎn)鏡的目標(biāo)點(diǎn)去獲得。

所謂的視寧度，是表征大氣湍流造成望遠(yuǎn)鏡成像抖動(dòng)的模糊程度，是光學(xué)紅外天文觀(guān)測(cè)臺(tái)址最重要的參數(shù)之一。視寧度數(shù)值越小，說(shuō)明大氣湍流越弱，成像的角分辨率越高，望遠(yuǎn)鏡對(duì)暗弱天體的探測(cè)能力就越強(qiáng)。當(dāng)我們仰望星空，星星閃爍，就是這樣的大氣湍流造成。

第一次實(shí)地踏勘賽什騰山頂峰，比后來(lái)建設(shè)的C點(diǎn)高300多米。研究團(tuán)隊(duì)供圖

2018年5月，海西州政府租賃的警用直升機(jī)來(lái)到冷湖，研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)溝通后得以搭乘直升機(jī)實(shí)地考察山頂。首批抵達(dá)山頂?shù)氖青嚴(yán)畈?、田才讓及另一位道路設(shè)計(jì)公司負(fù)責(zé)人。

而登山還發(fā)生了一段小插曲。當(dāng)被問(wèn)及第一次到達(dá)山頂時(shí)的感受，鄧?yán)畈懦龊跻饬嫌谩氨摺倍謥?lái)形容?！暗谝惶焐先サ臅r(shí)候，我是第一個(gè)從飛機(jī)上跳下去的，腳尖踩在那里，山上還有雪，我還留了一張照片，說(shuō)這是人類(lèi)在這座山上留下的第一個(gè)腳印。但悲催的是，第一次實(shí)際上上錯(cuò)了，第二天我才真正到達(dá)我們后來(lái)的選址點(diǎn)。”

研究團(tuán)隊(duì)當(dāng)時(shí)并沒(méi)有好的技術(shù)方法確定山上的具體位點(diǎn)，完全憑感覺(jué)，而搭乘直升機(jī)飛到山頂和平時(shí)看衛(wèi)星地圖是“兩回事，區(qū)別很大”。第二天的上山則更為謹(jǐn)慎，直升機(jī)飛到山體上方后大概在空中盤(pán)旋了近40分鐘，最終確定了正確的位點(diǎn)，也就是海拔4200左右的一個(gè)點(diǎn)。

直升飛機(jī)運(yùn)送選址的選址需要的基建物料，2018年7月。研究團(tuán)隊(duì)供圖

隨后，這輛直升機(jī)還幫助研究團(tuán)隊(duì)往山頂?shù)踹\(yùn)了二十幾噸基建材料和相關(guān)設(shè)備，其中包括測(cè)量視寧度所需的一座10米高塔的建設(shè)材料。由于直升機(jī)運(yùn)輸能力有限，吊運(yùn)工作持續(xù)了近一周，“最忙碌的一天從山腳往山頂飛了80趟?！?/p>

登山途中與幫忙運(yùn)送物資的藏族兄弟相遇，左一為鄧?yán)畈?。研究團(tuán)隊(duì)供圖

直升機(jī)的助力告一段落?！罢嬲先ゴ罱ㄔO(shè)備，我們就只能爬山。”鄧?yán)畈艑⒅暈閳F(tuán)隊(duì)遇到的最大困難，也是真正的生死考驗(yàn)。攀登沒(méi)有路，團(tuán)隊(duì)靠著自己的標(biāo)記前進(jìn)，山體險(xiǎn)陡，而且人還是在高海拔狀態(tài)下爬山，“我們團(tuán)隊(duì)每個(gè)人都是爬了幾十次?！?/p>

研究團(tuán)隊(duì)在海拔4200米處的監(jiān)測(cè)始于2018年9月，1個(gè)月后，視寧度監(jiān)測(cè)也開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。

2018年7月19日，選址點(diǎn)基建尚未完成。鄧?yán)畈牛ㄓ遥┖蜅罘ㄗ螅┌岩晫幎缺O(jiān)測(cè)系統(tǒng)架設(shè)在選址點(diǎn)的地面進(jìn)行了第一次試驗(yàn)，結(jié)果是0.79角秒，非常令人振奮。研究團(tuán)隊(duì)供圖

這里是冷湖，國(guó)際水平的天文臺(tái)址

三年的數(shù)據(jù)積累后，冷湖給出了怎樣的答案？“我們認(rèn)為，綜合來(lái)看這個(gè)臺(tái)址是世界級(jí)的?！?/p>

鄧?yán)畈疟硎荆浜_(tái)址的一些參數(shù)比國(guó)際上最好的天文臺(tái)差一點(diǎn)，比如說(shuō)晴夜的數(shù)量，“因?yàn)槲覀兪且粋€(gè)大陸的站點(diǎn)，其他的都在海岸線(xiàn)上或者是海島，它們有天然優(yōu)勢(shì)。”但同時(shí)有些參數(shù)要更好一些，“比如說(shuō)像水汽，青藏高原非常高，所以它水汽普遍比較低，這就適合于作為大型望遠(yuǎn)鏡的臺(tái)址?！?/p>

冷湖臺(tái)址和世界其他知名天文臺(tái)址參數(shù)比較。

從論文細(xì)節(jié)來(lái)看，為了評(píng)估冷湖的可觀(guān)測(cè)時(shí)間，研究團(tuán)隊(duì)使用了一個(gè)自行二次開(kāi)發(fā)的帶魚(yú)眼鏡頭佳能相機(jī)作為的全天監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(LH-Cam)。自2018年3月開(kāi)始，無(wú)論天氣狀況如何，白天每20分鐘拍攝一次全天圖像，黃昏至黎明期間每5分鐘拍攝一次。數(shù)據(jù)顯示，2018年到2020年期間,平均每年有超過(guò)90個(gè)完全晴朗的夜晚，完全晴朗連續(xù)超過(guò)4小時(shí)的有240個(gè)夜晚，超過(guò)2小時(shí)的有280個(gè)夜晚。

總的來(lái)說(shuō)，冷湖臺(tái)址的優(yōu)質(zhì)晴夜時(shí)間占比為70%，略低于Mauna Kea（76%）、Cerro Paranal（71%）、La Palma（84%）這三個(gè)站點(diǎn)。

差分圖像運(yùn)動(dòng)測(cè)量?jī)xDIMM視寧度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)方面，研究總共收集了近50萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，最終有效測(cè)量數(shù)據(jù)為383825個(gè)。剔除熱點(diǎn)和天氣影響后，研究團(tuán)隊(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)視寧度的中位值是0.75角秒（1度=60角分=3600角秒），大約75%的數(shù)據(jù)低于1角秒。

論文中提到，對(duì)于尖端天體物理問(wèn)題中非常微弱或高紅移目標(biāo)的極端觀(guān)測(cè)要求，需要高空間分辨率和長(zhǎng)時(shí)間曝光。良好的自然視寧度是自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)工作的關(guān)鍵要求，特別是對(duì)于大口徑望遠(yuǎn)鏡。值得驕傲的是，冷湖與世界上其他已知最佳觀(guān)測(cè)點(diǎn)的總視寧度對(duì)比仍有著優(yōu)勢(shì)。

相較而言，冷湖的視寧度中位值與Mauna Kea相同，均為0.75角秒，而比Cerro Paranal（0.80角秒）和La Palma（0.76角秒）的視寧度中位值則要更好。

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，從總視寧度來(lái)看，冷湖可以與最成熟的觀(guān)測(cè)點(diǎn)相媲美，顯然也是青藏高原上目前監(jiān)測(cè)的最好觀(guān)測(cè)點(diǎn)?！叭蛑芯暥葏^(qū)這些最佳的觀(guān)測(cè)點(diǎn)，再加上冷湖，就形成了一個(gè)可能的最佳條件網(wǎng)絡(luò)，僅次于南極洲冰穹上的站址候選地?！?/p>

鄧?yán)畈诺热苏J(rèn)為，視寧度和晴夜質(zhì)量俱佳，則是考慮未來(lái)潛在觀(guān)測(cè)點(diǎn)時(shí)的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。為了定量評(píng)價(jià)冷湖觀(guān)測(cè)點(diǎn)的質(zhì)量，他們根據(jù)每晚連續(xù)可用觀(guān)測(cè)時(shí)間(cAOT)的長(zhǎng)度和DIMM視寧度的中位數(shù)定義了觀(guān)測(cè)點(diǎn)質(zhì)量矩陣。

這也被鄧?yán)畈判稳轂槭菍?zhuān)門(mén)發(fā)明了一個(gè)天文臺(tái)的打分系統(tǒng)。在這套打分系統(tǒng)下，冷湖臺(tái)址得分為65%，和得分均為66%的Cerro Paranal(1999-2012)、La Silla(2000-2008)的相當(dāng)，其中使用的數(shù)據(jù)均為公開(kāi)可獲得?！盎谶@個(gè)原因，正如論文中提到，我們敢判斷說(shuō)冷湖臺(tái)址是一個(gè)國(guó)際水平的臺(tái)址?！?/p>

在其他數(shù)據(jù)方面顯示，冷湖臺(tái)址夜間可沉降水汽柱密度在2毫米以下的時(shí)間占比（55%）優(yōu)于Mauna Kea（54%），遠(yuǎn)優(yōu)于智利和其它地區(qū)的大型光學(xué)天文臺(tái)。

論文中提到，目前設(shè)計(jì)的所有大型天文觀(guān)測(cè)設(shè)施都是針對(duì)尖端科學(xué)目標(biāo)，如極早期宇宙的物理學(xué)和尋找系外行星的生命跡象。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，地面觀(guān)測(cè)通常是通過(guò)紅外波長(zhǎng)自適應(yīng)光學(xué)儀器進(jìn)行。而可沉淀的水汽是實(shí)現(xiàn)這些科學(xué)目標(biāo)的一個(gè)決定性因素。

溫度方面，實(shí)際測(cè)量顯示，夜間臺(tái)址點(diǎn)氣溫起伏（峰谷差）中位值僅為2.4度，這意味著地面層的大氣非常穩(wěn)定。該區(qū)域的風(fēng)以西北方向?yàn)橹鲗?dǎo)，風(fēng)速的中位值為4.5米/秒。

建設(shè)中的賽什騰C點(diǎn)的觀(guān)測(cè)設(shè)施。

世界級(jí)的天文臺(tái)址將帶來(lái)什么效應(yīng)？鄧?yán)畈呕貞?yīng)道，“我們只是完成一個(gè)選址任務(wù)，但我們沒(méi)法決定將來(lái)的事情。”但他相信，一個(gè)優(yōu)良的臺(tái)址，自然會(huì)吸引到各地的天文學(xué)家。據(jù)其介紹，冷湖臺(tái)址在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)積累兩年之際，即形成了總體判斷，同時(shí)受到外界關(guān)注。

公開(kāi)信息顯示，今年5月11日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)——紫金山天文臺(tái)2.5米大視場(chǎng)巡天望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目在青海海西冷湖天文觀(guān)測(cè)基地開(kāi)工建設(shè)，該望遠(yuǎn)鏡建成后將成為北半球時(shí)域巡天觀(guān)測(cè)口徑最大、能力最強(qiáng)的望遠(yuǎn)鏡，總投資為2億元。

隨后的5月27日，青海省政府與清華大學(xué)簽署“寬視場(chǎng)巡天望遠(yuǎn)鏡（MUST）”項(xiàng)目合作協(xié)議，共同在冷湖鎮(zhèn)賽什騰山建設(shè)“寬視場(chǎng)巡天望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目，建設(shè)一架口徑6.5米的寬視場(chǎng)(光譜)巡天望遠(yuǎn)鏡，并將該項(xiàng)目建成世界頂級(jí)天文大科學(xué)裝置。根據(jù)協(xié)議，MUST項(xiàng)目總投資額約13億元，建設(shè)周期7年。

而最早開(kāi)始工作的是西華師范大學(xué)與國(guó)家天文臺(tái)合作的50厘米雙筒望遠(yuǎn)鏡（50BiN）。鄧?yán)畈糯饲霸谝黄闹袑?xiě)道：2020年12月19日，賽什騰山的天文基地實(shí)現(xiàn)了“初光”！彼時(shí)正逢一個(gè)優(yōu)質(zhì)的觀(guān)測(cè)夜，第一幅科學(xué)圖像上恒星的半高全寬為0.68角秒，同時(shí)的DIMM值為0.60角秒。經(jīng)多次觀(guān)測(cè)證實(shí)，50BiN的天文觀(guān)測(cè)圖像與DIMM視寧度完全吻合。

“所以從已經(jīng)建成和正在建設(shè)的規(guī)模來(lái)看，冷湖已經(jīng)是中國(guó)最大的天文臺(tái)?！编?yán)畈疟硎荆袄浜蛘吒玫倪@種天文臺(tái)址，將會(huì)承載中國(guó)天文學(xué)科未來(lái)的發(fā)展?！?/p>

由2020年春分和秋分的全天相機(jī)夜間監(jiān)控照片合成的24小時(shí)星軌圖。研究團(tuán)隊(duì)供圖

值得一提的是，除了成為國(guó)內(nèi)新崛起的最大天文臺(tái)址，冷湖也有著其全球價(jià)值?！耙恍O致的物理環(huán)境會(huì)發(fā)生一些跟基本自然規(guī)律相關(guān)的物理現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稍縱即逝，現(xiàn)在能對(duì)這些現(xiàn)象取得成果的優(yōu)良的天文臺(tái)全部分布在西半球，東半球整個(gè)區(qū)域都沒(méi)有?！编?yán)畈盘岬?，這也就意味著，有一天如果發(fā)生這么一件事情，但是它發(fā)生在西半球的白天，那么天文學(xué)家就錯(cuò)過(guò)了這個(gè)取得重大原創(chuàng)性科學(xué)成果的機(jī)會(huì)。

“冷湖在東半球上補(bǔ)上了這個(gè)點(diǎn)，我們就形成了一個(gè)24小時(shí)可以監(jiān)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)，所以這也是對(duì)全世界天文學(xué)界的一個(gè)貢獻(xiàn)?！?/p>

2020年4月13日，全天相機(jī)監(jiān)控照片的投影轉(zhuǎn)換，完整的銀河拱門(mén)與賽什騰主峰相互映襯。研究團(tuán)隊(duì)供圖。