青海冷湖

2023年1月1日，我国首部“暗夜星空保护”的地方性法规——《海西蒙古族藏族自治州冷湖天文观测环境保护条例》正式实施，它将会更好地保护冷湖地区世界一流的天文观测环境条件。在冷湖赛什腾山天文观测基地，不久的将来会有30多台天文望远镜，将成为世界一流、亚洲最大的天文观测基地。当初为什么要选择这里？有哪些考量呢？下面我们就来看看吧！

要找地方建天文台，究竟有多难？

要讲述天文台址选址的故事，一个首先要回答的问题是：在当今太空技术相当发达的时代，为什么还要在地面建设观测设备？

答案也很直接：由于技术的限制，我们不可能把超大型的设备送入太空，而大型设备和与之匹配的仪器是在现代和未来天文学、物理学领域中探索极致问题时不可或缺的。

第二个问题是，为什么对大型望远镜设施的台址那么挑剔？

对这个问题的回答需要一点背景知识。地基天文观测都是透过地球大气进行观测，地球大气中的物质成分对来自天体的信号会产生吸收，台址上空的大气越薄，吸收就越少，因此我们需要去海拔尽可能高的地方选址。选址还需要远离人造光源，因为大气中各种因素产生的散射会严重影响天文观测。同时，还要夜空晴朗，否则我们根本看不见星空。除此之外，地球的大气是不稳定的，沿望远镜视线方向的无规律大气湍流会扭曲来自天体的光线，这就是所谓的视宁度。对于现代和未来的大型设备而言，视宁度非常重要。

随着城市现代化程度的提升和人口的增长，特别是望远镜口径的扩大、探测设备灵敏度的提高和对科学目标的重视，城市灯光对天文观测的影响变得不可接受。紫金山天文台、云南天文台、兴隆观测基地等都因为城市的亮化受到了不同程度的影响。

现代天文台，走向无人区

我们先来看看世界上最好的天文台都是什么情况。南极的冰盖之上，具有世界上最稳定、最透明的大气，这是逼近亚空间的观测条件。当然，选址以及后期的建设和运行成本也是直逼空间设施，这是不利因素。除此之外，世界上顶尖质量的台址非常有限，比如夏威夷大岛上的MaunaKea天文台和智利北部阿塔卡玛沙漠地区的天文台，还有相对次一等的西班牙加那利群岛上的天文台。

先不谈台址的观测条件参数，这些顶级的天文台从地貌上看就跟经典的天文台大不一样。这些天文台无一例外都是处于鲜有植被的干旱地区，看起来都是荒漠和裸岩。所以，我国现代天文台选址的基本方向，就是走向高原、走向不适合人类生存的地域。而青海省海西州就符合这样的条件。经过大量前期工作，选址工作在2018年开始了，确定在冷湖赛什腾山区4200米海拔标高点（C区）进行定点选址。

冷湖的观测条件到底如何？

冷湖地区的天文选址很幸运，所有的因素都同时得到了最优的选择！

冷湖台址区域的优质晴夜时间（天文上的测光夜）占比达70%，外加大约15%的部分有云的光谱观时间，每年天文观测可用的时间达300天。冷湖地区属极度干旱地区，有研究显示，在过去60年中，冷湖的年均降水12毫米，但蒸发量却高达3000毫米以上。

我们的分析印证了历史资料的统计结论，这里夜间可沉降水汽柱密度在2毫米以下的时间占比优于美国的MaunaKea天文台（54%），远低于智利和其他地区的大型光学天文台。

截至当前，赛什腾C点的DIMM视宁度直接统计的中位值为0.79角秒（台址网站的统计数值），与世界其他顶级天文台相比，基本持平。

2020年12月20日，50BiN望远镜进行了测试观测。第一幅科学质量图像上恒星的半高全宽值为0.68角秒，而当时的视宁度测量值为0.60，完全吻合。这是冷湖天文观测基地的初光。

随着更多基础设施的建设和进一步测试的开展，相信今后冷湖将成为国际光学天文研究的重要基地，成为人类探索宇宙奥秘、培育原创性科学成果的重要策源地。