气候变化影响天文观测

2022-02-03 16:24:00莫琰坚导读与全球变暖有关的气候气候变化会影响天文观测。这是变化科隆大学科学家参与的一项研究的结果。国际研究小组在智利阿塔卡马沙漠旁的影响超大型望远镜(VLT

与全球变暖有关的气候变化会影响天文观测。这是天文科隆大学科学家参与的一项研究的结果。国际研究小组在智利阿塔卡马沙漠旁的观测超大型望远镜(VLT)上研究了一系列气候参数，欧洲南方天文台(ESO)在该望远镜上运行。气候除其他事项外，变化该团队评估了几十年来温度，影响风速和风向以及大气中水汽含量的天文数据。这表明温度升高到高于世界平均水平，观测并且由于空气湍流(所谓的气候视线)也使图像模糊增加。

题为《气候变化对天文观测的变化影响》的研究发表在本期《自然天文学》上，可以在线查看。影响它的天文结果不仅对于天文学家使他们的观测适应不断变化的环境条件很重要，而且在计划新的观测大型望远镜(例如目前正在巴拉那附近建造的极大型望远镜(ELT))时也必须加以考虑。

来自地球物理与气象研究所的科隆科学家，教授Susanne Crewell博士和ChristophBöhm参与了这项研究。过去，他们已经在1211合作研究中心“地球-干旱极限的演变”的框架下，在望远镜现场探索了过去，现在和未来的气候的各个方面。文章的第一作者是海德堡马克斯·普朗克天文学研究所的Faustine Cantalloube。

研究人员调查了气候变化在多大程度上影响天文学，尤其是观测质量。该团队专注于智利北部的Paranal天文台，因为它具有记录当地气象条件的整套环境传感器。这些测量结果在过去的三十年中，在一个基本未触及的位置上，提供了最全面的数据集之一。

基于此数据集，天文学家，气候研究人员，大气科学家和气象学家联手确定了重要的气象参数，这些参数对天文观测的质量起着重要作用。数据使他们能够分析三十多年来的长期趋势，以确定气候变化对未来观测的影响。通过四个例子，他们展示了气候变化如何影响或将来可能影响天文台的运行。以ESO运营的VLT为例。

Susanne Crewell说：“数据显示，近四十年来，Paranal天文台的近地温度升高了1.5°C。这略高于自工业化时代以来的全球平均水平1°C。” 由于最初的望远镜冷却系统并非为在这种温暖的条件下设计的，因此，由于温度升高而引起的更频繁的湍流越来越不利于观测质量。因此，在附近的地点建造39米的超大望远镜(ELT)时，必须考虑到下个世纪预期的4°C升高(ICCP气候模拟的最悲观情景)。

特别是，天文学家面临着所谓的“圆顶观测”减少的挑战，这是由于望远镜圆顶内部的湍流而导致的分辨率降低。研究人员还注意到，地面附近空气层的湍流有所增加，从而产生了图像。由于折射率不同的冷空气层和暖空气层的变化更快而变得模糊，但是将其归因于气候变化是困难的，因为还存在结构变化，对流层上层的高风切变与射流有关也导致所谓的“风光环”。当大气湍流条件变化快于望远镜的控制系统可以纠正它们时，就会出现这种现象。这限制了仪器的对比能力，并可能限制系外行星的研究。

通过对宇宙的独特视角，天文学家知道，地球生命的起源是一个复杂的过程，只有在极为罕见的情况下才有可能。我们附近没有第二个地球。因此，9月10日出版的《自然天文学》(Nature Astronomy)一期专门讨论气候问题。特刊旨在提高天文学对气候方面的认识，这对天文学家的工作至关重要。