On-sky measurements of atmospheric dispersion: I. Method validation
由于大气层的折射率与波长有关,地面望远镜的观测受到大气层色散差的影响。大气色散校正器(ADC)的使用是补偿这种效应的基础。大气色散校正残差超过~ 100毫角秒(mas)的水平将影响天文观测,特别是径向速度和通量损失。ADC的设计基于大气模型。据我们所知,这些模型从未在天空中进行过测试。本文提出了一种在光学范围内测量天空大气色散的新方法。我们需要的精度优于50 mas,等于大气模型之间的差异。该方法是基于使用交叉色散光谱仪,以确定在每个光谱阶的每个波长的空间分布的质心的位置。利用狭缝光谱仪UVES采集的交叉色散光谱数据对该方法进行了验证。我们测量了蓝臂47 mas的仪器色散,红臂的两个范围为15 mas和23 mas。我们还测量了与UVES手册中引用的值在像素尺度上的4%偏差。在315-665 nm范围内,方法的准确度为~ 17 mas。在这一层面上,我们可以比较和表征不同的大气色散模型,以实现更好的未来ADC设计。
2020-09-03 astro-ph.IM
A Direct Measurement of Atmospheric Dispersion in N-band Spectra: Implications for Mid-IR Systems on ELTs
自适应光学将几乎完全消除10微米处大气湍流对极大望远镜(ELT)一代望远镜的影响。在本文中,我们观测证实,下一个最重要的限制图像质量是大气色散,而不是望远镜衍射。利用6.5米MMT及其独特的中红外自适应光学系统,我们在MIRAC 4-BLINC上使用新委托的光谱模式测量了N波段的大气色散。我们的结果表明,大气色散一般是线性的N波段,虽然有一些剩余曲率。我们比较我们的测量理论,并预测ELT Strehls和图像FHWM有和没有大气色散校正器(ADC)。我们发现,对于许多中红外应用,ELT上需要ADC。
2009-06-11 astro-ph.IM
Atmospheric dispersion correction: model requirements and impact on radial velocity measurements
地面望远镜的观测受到大气色散差的影响,当观测的天顶距不为零时,大气色散差是大气折射率随波长变化的结果。探测系外行星的先驱技术之一是径向速度(RV)技术,该技术可能会受到未经校正的大气色散的影响。目前最高精度的摄谱仪预计将提供10 cm/s的精度(例如,ESSEGO)。为了最小化大气色散效应,可以采用大气色散校正器(ADC)。ADC设计基于天空色散模型,但结果不同;天空色散模型可达到几十毫角秒(mas)(相差高达40 mas);该值接近当前要求(在ESTERO情况下为20 mas)。在本文中,我们描述的测试与ESTERO和HARPS了解大气色散的影响和它的修正RV精度。我们还使用EFOSC 2数据(600 nm和700 nm之间)比较了不同的天空模型,这些数据将用于改进ADC的设计。
2019-10-08 astro-ph.IM
Demonstration of an imaging technique for the measurement of PSF elongation caused by Atmospheric Dispersion
如果没有大气色散校正器,由于大气色散引起的点扩散函数的伸长成为高分辨率成像仪器的严重问题。在这项工作中,我们报告了一种新的技术来测量这种伸长率,校正或未校正,从成像数据。通过使用简单的衍射掩模,可以放大大气引起的色度伸长,从而使测量更容易。我们讨论的理论和设计这样一个面具,并报告使用40厘米Gratama望远镜在格罗宁根大学的概念观测的两个证明。我们使用几何方法,正演建模方法和直接测量的点扩散函数的长度来评估所获得的图像。对于前两种方法,我们报告的测量结果与大气色散模型一致,在0.5弧秒内。伸长的直接测量证明不适合于表征大气扩散。我们的结论是,这种类型的衍射掩模的添加可以是有价值的PSF伸长率的测量。这可以在未来的仪器上实现大气色散的高精度校正。
2022-03-23 astro-ph.IM
On-sky closed loop correction of atmospheric dispersion for high-contrast coronagraphy and astrometry
自适应光学(AO)系统提供高水平的波前校正,现在在天文台很常见。波前校正后图像质量的主要限制之一来自大气折射。大气色散补偿器(ADC)用于校正大气折射。基于由作为望远镜仰角的函数的色散值组成的查找表来应用校正。基于查找表的大气色散校正导致不完美的补偿,从而导致在点扩散函数(PSF)中存在残余色散,并且当需要亚毫角秒精度时是不够的。残余色散的存在会限制使用高性能日冕仪时可实现的对比度,或者会损害高精度天体测量。本文首次提出了直接利用科学路径图像进行大气色散的天空闭环校正。色散测量背后的概念利用焦平面散斑的色度缩放。使用具有足够大数量的致动器的可变形反射镜(DM)生成的自适应散斑网格来精确测量残余色散,并随后通过驱动ADC来校正残余色散。我们已经证明了与斯巴鲁Coronagraphic极端AO(SCExAO)系统的天空闭环校正的残余色散在H波段< 1质量。这项工作将有助于用即将到来的超大望远镜(ELT)直接探测可居住的系外行星,并提供诊断工具来测试需要亚毫弧秒校正的仪器的性能。
2017-10-30 astro-ph.IM
An Atmospheric Dispersion Corrector Design with Milliarcsecond-Level Precision from 1 to 4 microns for High Dispersion Coronagraphy
差分大气折射(DAR)限制了可以耦合到单模光纤中的光量,并为任何光纤跟踪系统提供了额外的复杂性。我们提出了一种基于两个反向旋转棱镜的大气色散校正器(ADC)设计,以满足凯克行星成像仪和表征仪(KPIC)从1.1到4.2微米的系外行星光谱学的需求。由于强烈的大地效应,我们发现,默认的Zemax处方DAR之间的2和4.2微米是不准确的高达15个mas时,与DAR模型计算的第一原则。使用第一原理模型,我们开发了自己的定制ADC优化解决方案,并在任何单个科学波段(J,K,L)中实现了小于4质量的残余色散,直到60度天顶距,同时在整个时间内保持跟踪波段(H)中的残余色散小于3质量,跟踪波段和科学波段之间的残余色散小于2质量。
2020-12-10 astro-ph.IM
The impact of atmospheric dispersion in the performance of high-resolution spectrographs
差分大气色散是由大气引入的波长相关效应。它是影响目标在天空中的位置及其通量分布的仪器误差之一。如果不使用大气色散校正器(ADC)进行校正,这种效应将影响天文观测的结果。在高分辨率摄谱仪中,为了达到10 cm/s的径向速度(RV)精度,ADC预计仅返回几十毫角秒(mas)的残差。事实上,目前最先进的光谱仪保守地要求这种水平的残差,尽管还没有工作来量化大气色散的影响。在这项工作中,我们测试大气色散对天文观测的影响,特别是RV精度下降和通量损失。我们的科学目标是量化在设计阶段满足ADC要求所需的残差量。我们发现,高达100质量的分散体,对RV的影响是可以忽略不计的。然而,在通量损失方面,这种色散在380 nm处可能产生约2%的损失,当效率至关重要时,这是一个重要的值。对ADC残差的要求应考虑ADC将发挥作用的大气条件,以及与RV精度要求和所用引导相机、通量损失公差以及所选玻璃的不同熔化数据相关的所有方面。
2019-11-19 astro-ph.IM
A wide field corrector with loss-less and purely passive atmospheric dispersion correction
本文介绍了VISTA 4米望远镜卡塞格伦焦点的2.5 °视场直径校正透镜的设计。它包括四个具有高紫外线透射率的单一玻璃元件,所有玻璃元件都是轴对称的,以便在天顶操作。一个元件横向移动以提供大气色散校正。对于VISTA应用尤其有利的一个关键特性是,ADC元件可以安装在重力驱动下,因此其操作不需要电机、编码器、电缆或软件控制。一个简单的机械设计,以实现这一点和光学性能的细节。
2014-07-08 astro-ph.IM
Prime focus wide-field corrector designs with lossless atmospheric dispersion correction
宽视场校正器的设计提出了布兰科和Mayall望远镜,CFHT和AAT。设计是Terezibh风格,有5或6个镜头,和适度的负光焦度。它们具有2.2-3度的视场,具有适合光纤光谱的弯曲和远心焦面。一些变体还允许通过改变最后的WFC元件来进行宽视场成像。除了适应光谱学的Terebizh设计外,关键特征是“补偿横向大气色散校正器”的新概念,其中两个透镜可以横向移动少量。这提供了出色的大气色散校正,而无需任何额外的表面或吸收。提出了一种用于提供所需透镜运动的新颖且简单的机构,其对于两个移动透镜中的每一个仅需要3个线性致动器。
2014-06-16 astro-ph.IM
Atmospheric Extinction Coefficients and Night Sky Brightness At the Xuyi Observational Station
本文介绍了紫金山天文台(PMO)盱眙观测站光学宽带大气消光系数和夜空亮度的测量结果。这些测量是基于斯隆数字巡天g,r和i波段的CCD成像数据,使用盱眙1.04/1.20米施密特望远镜进行银河系反中心(XSTPS-GAC)的XSTPS-GAC,银河系反中心数字巡天(DSS-GAC)的测光部分。这些数据是在2009年至2011年的130多个冬夜收集的。我们发现,大气消光系数的g,r和i波段分别为0.70,0.55和0.38 mag/airmass,根据在几个测光夜的观测。由高质量图象测定的夜空亮度的中值分别为21.7、20.8和20.0 mag/arcsec ~ 2,在最佳观测条件下,g、r和i波段的夜空亮度分别为22.1、21.2和20.4 mag/arcsec ~ 2。与其他良好的天文观测站点相比,该站点的消光系数相对较大,主要是由于该站的海拔相对较低(即180米)和湿度较高。
2012-11-20 astro-ph.IM
Atmospheric dispersion corrector for a multi-object spectroscopic mode of HROS-TMT
针对TMT高分辨率光学光谱仪多目标光谱模式,设计了可置于光纤定位器内的单目标大气色散校正器,并展示了其在TMT所有可及仰角下的ZEMAX设计与性能。
2023-10-24 astro-ph.IM
The MICADO Atmospheric Dispersion Corrector: Optomechanical design, expected performance and calibration techniques
如果不使用大气色散校正器(ADC),穿过大气的光的差分光的折射会对图像质量产生严重影响。对于极大望远镜(ELT)来说,这一点在红外线范围内非常适用。MICADO是ELT的近红外成像相机,将采用由两个直径为125 mm的反向旋转Amici棱镜组成的低温ADC。该机制将把大气色散降低到2.5毫弧秒(mas)以下,设定目标为1 mas。在这份报告中,我们提供了一个概述的ADC在MICADO的发展现状。我们总结了光机设计,并讨论了低温环境如何影响性能。我们还将讨论我们的计划,即在冷光瞳中使用衍射掩模来校准和验证仪器完全集成后的性能。
2022-07-06 astro-ph.IM
Design, implementation, and on-sky performance of an advanced apochromatic triplet atmospheric dispersion corrector for the Magellan adaptive optics system and VisAO camera
我们提出了我们先进的三重大气色散校正器(ADC),麦哲伦自适应光学系统(MagAO)的重要组成部分,最近在2012年12月实现了第一光的新颖设计,实验室验证和天空性能。可见光波长的高精度宽带(0.5-1.0微米)大气色散校正对于较暗引导星的波前传感(WFS)和使用VisAO科学相机进行可见AO科学都是必不可少的。在2个空气质量(从天顶60度)和500-1000 nm的波段,我们的三重设计产生了57%的改进,在几何均方根光斑尺寸,一个33%的改进,在20弧秒半径的环绕能量,和62%的改进Strehl比相比,传统的双合设计。这种三联体设计已经在实验室中制造和测试,并集成到MagAO WFS和VisAO科学相机中。我们提出了在天空中的ADC与MagAO系统的操作结果。我们还提出了一个零光束偏差的三重ADC设计,这将是重要的未来AO系统,需要在大范围的空气质量的光轴的精确对准,除了衍射限制的宽带色散校正。
2013-08-22 astro-ph.IM
Closed-loop Atmospheric Dispersion Correction for High-Contrast Imaging with MagAO-X
Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona(亚利桑那大学怀特光学科学学院);Steward Observatory, University of Arizona(亚利桑那大学斯图尔德天文台);Leiden Observatory, Leiden University(莱顿大学莱登天文台);Subaru Telescope, National Observatory of Japan, National Institutes of Natural Sciences(日本国立天文台昴星团望远镜);Northrop Grumman Corporation(诺斯罗普·格鲁曼公司);Starfire Optical Range, Kirtland Air Force Base(柯克兰空军基地星光光学试验场);Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute(平研究所计算天体物理中心);Draper Laboratory(德拉珀实验室)
本研究利用MagAO-X系统实时测量残余大气色散并反馈至ADC进行闭环控制,将残余色散降至亚毫角秒每微米水平,为极大望远镜的系外行星高对比度成像提供关键技术支撑。
2026-08-12 astro-ph.IM
A high precision technique to correct for residual atmospheric dispersion in high-contrast imaging systems
对系外行星的直接探测和光谱分析需要高对比度成像。特别是对于可居住的系外行星,位于距离主星很小的角距离处,使用小内工作角(IWA)日冕仪来有效地抑制星光是至关重要的。反过来,这些日冕仪需要仔细控制直接影响其性能的波前。对于地面望远镜来说,大气折射也是一个重要因素,因为它会导致PSF的拖尾,而这种拖尾不再能被日冕有效地抑制。传统上,大气折射由大气色散补偿器(ADC)补偿。ADC控制依赖于大气的先验模型,其参数仅基于望远镜的指向,这可能导致不完美的补偿。对于像斯巴鲁Coronagaphic Extreme自适应光学(SCExAO)系统这样的高对比度仪器,其采用非常小的IWA日冕仪,PSF的折射引起的拖尾必须在科学波段中小于1 mas以获得最佳性能。本文介绍了第一次剩余大气色散的天空测量和校正。大气色散直接从科学图像中测量,使用人工引入的散斑的自适应网格作为诊断反馈到望远镜的ADC。利用我们目前的设置,我们能够将宽带光(y-到H-波段)中的初始残余大气色散从18.8质量降低到4.2质量,并且仅在H-波段中降低到1.4质量。这项工作与即将到来的超大型望远镜(ELT)特别相关,这些望远镜将需要对其ADC进行精细控制,以实现其全部高对比度成像潜力。
2016-08-27 astro-ph.IM
MACHETE: A transit Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope to survey half of the Very High Energy $γ$-ray sky
目前用于甚高能$γ$射线天体物理学的成像大气切伦科夫望远镜是视场高达几十平方度的指向仪器。我们建议建立一个阵列的两个非转向(漂移)望远镜。每个望远镜将有一个相机与5 $\times$ 60平方度的视场定向沿子午线。一年中大约有一半的天空会经过这个视野。我们已经进行了蒙特卡洛模拟,以估计该仪器的性能。我们期望它能以$\sim$ 0.77%的积分通量灵敏度,$\sim$ 150 GeV的分析能量阈值和$\sim$ 0.1 $^{\circ}$的角分辨率来观测这半边天。对于在特定夜晚经过望远镜的天文物体,我们可以在一个夜晚达到蟹状星云通量的12%的积分灵敏度,这使得它成为一个非常强大的工具,可以使用可操纵的IACT或其他波长的仪器来触发对可变源的进一步观测。
2015-07-09 astro-ph.IM
Extinction correction and on-sky calibration of SCUBA-2
SCUBA-2的试运行包括一个天空下降和校准源观测方案,该方案旨在纳入作为源通量校准标准方法的定期观测,并监测大气不透明度和稳定性。在调试过程中,发现这些方法也可以用来模拟基本仪器对天空噪声和天文信号的响应。新的技术分析天空的性能和大气条件,以及校准观测和天空倾角的结果。
2010-08-04 astro-ph.IM
The development of an optical design tool for atmospheric dispersion correction
在地面天文观测中,由于大气的折射率随波长变化,大气色散会使物体在不同波长下的图像发生偏移。因此,必须使用大气色散校正器(ADC),以避免任何波长相关损耗。对于高分辨率天文仪器,典型的ADC配置是两个反向旋转的棱镜,一组至少四个棱镜配对在一起。随着具有更高角放大率的大型望远镜和具有更高分辨率的摄谱仪的到来,由于对所产生的科学(例如径向速度精度)的影响,对色散校正的要求变得更加关键。我们开发了一个ADC光学设计工具,以便在残差、透射率、图像质量、菲涅尔损耗方面选择最佳的眼镜,同时考虑到ADC工作所需的光谱范围和典型大气条件。演示的工具的能力与不同的熔融数据的影响分析,不同的玻璃Sellmeier系数之间的目录和测量的效果,可以创建一个差异的残差超过几十毫弧秒(mas)。该工具允许对ADC设计阶段的关键步骤进行研究,并加快玻璃选择过程,这对于未来仪器/望远镜的更高要求至关重要。
2019-10-08 astro-ph.IM
Determining Atmospheric Aerosol Content With An Infra-red Radiometer
切伦科夫光子的大气衰减主要由两个过程控制:分子组分的瑞利散射和气溶胶组分的米氏散射。预计气溶胶对大气排放剖面的贡献高达30 Wm $^{-2}$,相当于正常条件下与晴朗天空亮度温度相差约20 C。在这里,我们调查的气溶胶的贡献,在H.E.S.S.站点;将其与望远镜触发率的有效变化进行比较;并讨论如何使用它来提供明确的无望远镜系统学的天空清晰度评估。
2014-07-31 astro-ph.IM
Skymap for atmospheric muons at TeV energies measured in deep-sea neutrino telescope ANTARES
最近不同的实验提到已经观察到大尺度的宇宙线各向异性在TeV的能量,例如米拉格罗,西藏和超级神冈。对于这些能量,宇宙射线应该是接近各向同性的。任何对宇宙线各向异性的测量都可以提供一些关于宇宙线传播和起源的信息。虽然ANTARES中微子望远镜的主要目的是探测高能宇宙中微子,但探测器主要测量向下运动的μ子,这是宇宙射线在地球大气层中碰撞的衰变产物。本文介绍了ANTARES实验中第一年测量TeV能量下行大气μ介子的分析方法,当时最后12条谱线中有5条正在采集数据。
2009-08-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
The estimate of sensitivity for large infrared telescopes based on measured sky brightness and atmospheric extinction
为了评估大气、仪器和探测器噪声对地基红外望远镜灵敏度的影响,建立了一个可以计算极限星等和信噪比的灵敏度模型($S/N$)。用阿里站和稻城站的$\rm M'$波段天空亮度和大气消光的初步测量值对模型进行了检验。我们发现,在$-135^\circ \rm C$一个优秀的科学探测器和仪器所造成的噪音可以忽略相比,$\rm M'$波段的天空背景噪音。因此,对于10米望远镜,当$S/N=3$和总曝光时间为1秒时,受大气限制的星等为阿里的$13.01^{\rm m}$和稻城的$12.96^{\rm m}$。即使在不太理想的情况下,即,当深低温探测器的读出噪声小于$200e^-$,仪器被冷却到低于$-87.2^\circ \rm C$时,上述幅度最多减小$0.056^{\rm m}$。因此,天文学家可以根据大型望远镜在给定红外波段的观测要求,将该灵敏度模型用作指导场地勘测、探测器选择和仪器热控制的工具。
2020-09-24 astro-ph.IM
The atmospheric dispersion corrector for the Large Sky Area Multi--object Fibre Spectroscopic Telescope (LAMOST)
大天区多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)是世界上最大的(孔径4米)宽视场望远镜,配备了最多的光纤(4000根)。对于LAMOST North和LAMOST South,FOV分别为5度和3.5度,线性直径分别为1.75 m和1.22 m。提出并设计了一种新型的LAMOST大气色散校正器。它是由许多透镜-棱镜条组成的分段透镜。虽然它很大,但其厚度仅为12 mm,从而避免了获得大光学玻璃的困难,并且ADC引起的像差很小。沿光轴移动该分块透镜,可以获得不同的色散。讨论了ADC狭缝对衍射能量分布和光阻的影响。对ADC引起的像差进行了计算和讨论。所有这些结果都是可以接受的。这种ADC也可以用于其他光纤光谱望远镜,特别是那些具有非常大的FOV的望远镜。
2011-10-24 astro-ph.IM
An On-Sky Atmospheric Calibration of SPT-SLIM
本文介绍 SPT-SLIM 的实测响应度定标方法,结合仰角扫描、大气辐射计与模拟光谱构建模型,并用于月球观测定标与交叉验证。
2025-10-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
Quantification of the expected residual dispersion of the MICADO Near-IR imaging instrument
MICADO是一种用于极大望远镜的近红外成像仪,其设计目的是提供衍射极限成像和50微弧秒($μ$ as)的天体测量精度。MICADO采用大气色散校正器(ADC)来控制点扩散函数(PSF)的色度伸长。我们必须了解校正后的色散和残差,以达到最佳性能。因此,我们确定了MICADO ADC需要考虑的几个色散来源。首先,我们比较了常见的大气扩散模型,以研究这些模型是否仍然适合MICADO。结果表明,对于H波段的大多数观测,一般大气模式与全大气积分之间的差频散小于10 $μ$。然后,我们进行了误差传播分析,以了解大气扩散的不确定性作为大气条件的函数。此外,我们还研究了测光颜色对天体测量性能的影响。虽然同一视场内恒星之间的折射差异可能很大,但ADC的加入使这种影响可以忽略不计。对于MICADO具体来说,我们发现,目前的光学机械设计占主导地位的剩余色散预算为0.4毫角秒(mas),与0.31 mas的贡献,由于棱镜的定位精度和高达0.15 mas由于玻璃和大气的色散特性之间的不匹配。在MICADO ADC的设计中,我们发现相对天体测量精度达到50 $μ$时,没有出现任何问题。
2020-06-22 astro-ph.IM
Asgard/NOTT: water vapor and CO$_2$ atmospheric dispersion compensation system
该研究针对Asgard/NOTT系统,解决干涉消零器输出信息退化问题,提出利用科学探测器的调谐策略,设计基于可变长度气室的装置补偿CO₂引起的色效应,还介绍了维持天空观测调谐的方法。
2024-07-24 astro-ph.IM
Long-term trends of light pollution assessed from SQM measurements and an empirical atmospheric model
我们提出了在26个地点观察到的光污染的长期(4-10年)趋势,覆盖农村,中间和城市站点,包括斯德哥尔摩,柏林和维也纳三个主要的欧洲大都市区。我们的分析是基于i)天空质量计(SQM)获得的夜空亮度(NSB)测量值和ii)欧洲中期天气预报中心提供的丰富的大气数据产品。我们描述了SQM数据简化程序,其中我们过滤了月球和晴朗天空数据,并使用Puschnig等人(2021)的黄昏方法的更新版本校正了SQM“老化”效应。我们的晴朗天空,老化校正数据揭示了由于大气变化引起的短期和长期(季节性)变化。为了评估长期的人为NSB趋势,我们建立了一个经验大气模型,通过多变量惩罚线性回归。我们的建模方法可以定量研究不同的大气参数的重要性,揭示了地表植被和植被对天顶NSB的影响最大。此外,NSB分别对城市和农村的黑碳和有机物气溶胶敏感。雪的深度被认为是重要的一些网站,而总柱的臭氧叶的影响,一些农村地区。我们11个农村地区的光污染平均每年增加1.7%。在我们的九个城市站点,我们测量到每年增长1.8%,而对于其余六个中间站点,我们发现每年平均增长3.7%。这些数字相当于41、39和19年的两倍。我们估计,我们的方法能够检测到每年小于1.5%的趋势斜率。
2022-10-17 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.ao-ph
An Advanced Atmospheric Dispersion Corrector: The Magellan Visible AO Camera
除了BLINC/MIRAC红外科学仪器外,Magellan自适应次级AO系统还将配备EEV CCD 47,既可用于可见AO科学,也可用作宽视场采集相机。大气色散对衍射极限麦哲伦自适应光学系统点扩散函数(PSF)的伸长的影响在近红外区是显著的。最终形成一个在一个方向上长2000 μ m的PSF,并受到衍射限制对于\pm天顶距为45 °的光源,在0.5-1.0 μ m波段上,另一个波段为30-60 μ m。计划中的Magellan AO系统由一个可变形的次镜和585个致动器组成。这一数量的致动器应足以对大气湍流进行奈奎斯特采样,并将图像校正到波长短至0.7 μ m的衍射极限,而有用的科学可能低至0.5 μ m。为了在这一宽带上实现衍射极限性能,必须将2000 μ m的横向颜色校正到优于10 μ m。传统的大气色散校正器(ADC)由两个相同的反向旋转胶合的双合棱镜组成,用于校正初级色差。我们提出了两种新的ADC设计:第一种由两个相同的反向旋转棱镜三联体组成,第二种由两对胶合的反向旋转棱镜双联体组成,它们使用正常色散和异常色散玻璃以校正初级和次级色差。这两种设计的性能分别比传统的双联体设计好58%和68%。我们还介绍了我们的定制可拆卸宽视场镜头设计,该镜头允许我们的CCD 47在用于AO科学的8.6”FOV和用于采集的28.5”FOV之间来回切换。
2010-10-06 astro-ph.IM
Advanced modelling of Night Sky Background light for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
本研究提出一种基于物理驱动的大气切伦科夫成像望远镜夜空背景光逐像素仿真方法,该方法考虑了多种光源及大气与望远镜因素,经验证其预测精度显著优于传统恒定背景模型。
2025-05-19 astro-ph.IM
A multi-band map of the natural night sky brightness including Gaia and Hipparcos integrated starlight
自然夜空亮度是监测观测点光污染演变的相关输入,方法是从直接测量确定的整体天空亮度中减去自然夜空亮度。它也有助于评估原始夜空的预期黑暗程度。夜空的自然亮度是由来自天体物理源的光谱辐射之和决定的,包括黄道光和大气气辉。所产生的辐射在到达观察者之前通过吸收和散射进行修改。因此,自然夜空亮度是位置、时间和大气条件的函数。我们在这部作品中展示了GAMBONS(盖亚自然天空亮度地图),这是一个用于绘制无云和无月夜晚天空自然夜间亮度的模型。与以前的地图不同,GAMBONS是基于从盖亚目录中获得的大气层外恒星辐射。Gaia-DR 2档案汇编了超过16亿颗G = 21等恒星的天体测量和光度信息。对于最亮的恒星,不包括在盖亚-DR 2中,我们使用依巴谷星表代替。在将漫射的银河光和河外光、黄道光和气辉的贡献加到恒星辐射中之后,并考虑大气衰减和散射的影响,可以估计地面观测者检测到的辐射。这种方法可以适用于任何光度带,如果适当的转换从盖亚波段可用。特别是,我们提出了预期的天空亮度为V(约翰逊),和视觉明视和暗视通带。
2021-01-05 astro-ph.IM
Instrumentation for comparing night sky quality and atmospheric conditions of CTA site candidates
在为下一代成像空气簇射切伦科夫望远镜(“切伦科夫望远镜阵列”CTA)选择合适的地点时,必须考虑许多大气和气候标准。这些数据的精确度不够,因此无法对拟议场址进行比较,也无法根据全面的特征作出最后决定。已经开发了相同的交叉校准仪器,从而可以在不同地点之间进行精确比较,对现有数据进行交叉验证,并对卫星数据进行地面验证。CTA联盟的站点表征工作包选择建造和部署9个自主多用途天气传感器的副本,包括红外云传感器,一个新开发的用于测量夜空光线的传感器和一个全天空相机,整个被称为精确测量天文台站点条件的自主工具(ATMOSCOPE)。我们在这里提出的硬件,结合到ATMOSCOPE和表征其性能。
2015-02-27 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
The Millimeter Sky Transparency Imager (MiSTI)
毫米天空透明成像仪(MiSTI)是一个小型毫米波扫描望远镜,具有直径25厘米的碟形天线,工作频率为183 GHz。MiSTI安装在智利的阿塔卡马,它测量大气水蒸气的排放及其波动,以估计毫米到亚毫米的大气吸收。MiSTI以0.5度的空间分辨率观察水蒸气分布,并且对于1秒的积分时间,它足够灵敏以检测<~ 0.05 mm的多余路径长度。通过将MiSTI测量结果与220 GHz自卸车的测量结果进行比较,我们验证了MiSTI的183 GHz测量结果是正确的,直到220 GHz测量结果中的任何残余系统误差的水平。自2008年以来,MiSTI通过互联网提供全天空不透明度分布和(亚)毫米大气传输曲线的实时(每1小时)监测,从而了解阿塔卡马的(亚)毫米天空状况。
2010-12-30 astro-ph.IM
Design of an atmospheric dispersion corrector and double scrambler for improved fiber coupling and illumination uniformity for the HET HRS
McDonald Observatory, The University of Texas at Austin(麦克唐纳天文台,德克萨斯大学奥斯汀分校)
本文为HET-HRS升级设计静态大气色散校正器与双扰模器,降低残余色散至0.42角秒内,改善光纤耦合与照明均匀性,提升系统光学性能。
2026-09-16 astro-ph.IM
Determining atmospheric aerosol content with an infra-red radiometer
大气切伦科夫光子的衰减主要由两个过程控制:分子组分的瑞利散射和气溶胶组分的米氏散射。预计气溶胶对大气的排放廓线的贡献高达30 Wm $^{-2}$,相当于正常情况下晴空亮温的$\sim20^\circ$ C差异。在这里,我们调查的气溶胶的贡献,在H.E.S.S.站点;将其与望远镜触发率的有效变化进行比较;并讨论如何使用它来提供明确的无望远镜系统学的天空清晰度评估。
2012-12-18 astro-ph.IM physics.ins-det
Atmospheric dispersion and the implications for phase calibration
任何ALMA相位校准策略的成功,其中包括相位转移,取决于对大气路径延迟如何随频率变化的良好理解(例如,Holdaway & Pardo 2001)。我们探讨如何在现实的大气条件下,在ALMA网站使用ATM传输代码的湿色散路径延迟的变化。我们发现湿色散路径延迟成为高频ALMA频段(>160 GHz,频段5至10)的非色散延迟的一个重要部分(> 5%)。此外,除了频带9和10之外,ALMA的4 GHz连续带宽上的色散路径延迟的变化并不显著。对于典型的水蒸气量、水蒸气标度高度和Chajnantor上方的地面压力,色散路径延迟与水蒸气总柱的比率没有显著变化。然而,温度分布,特别是地面温度更重要。考虑到ALMA的辅助校准设备可能存在的限制,在最坏的情况下,色散路径缩放的不确定性将在2%左右,并且在最高频率下对湿路径波动的总体贡献约为1%。
2009-12-15 astro-ph.IM
Atmosphyre: Modelling Atmospheric Chromatic Dispersion for Multi-Object Spectrographs
Atmosphyre是一个Python软件包,用于模拟大气色散对光纤多目标光谱仪的影响,提出导星波长应偏蓝25-45%以减小通量损失,并应用于ELT的MOSAIC,发现引入ADC可显著减少畸变并提升巡天速度。
2024-07-19 astro-ph.IM
The nature of the near-infrared interline sky background using fibre Bragg grating OH suppression
我们分析了近红外线间的天空背景,OH和O2的排放在19小时的H波段观测与GNOSIS OH抑制单元和IRIS 2摄谱仪在3.9米的AAT。我们发现,OH排放的时间行为是最好的描述由一个逐渐减少,在前半段的夜晚,然后由一个逐渐增加,在后半段的夜晚以下的太阳高度角的行为。我们在1.520微米处测量了仪器热背景很低的线间背景,并研究了它随天顶距、日落后时间、黄道纬度、月球天顶距和月球距离的变化,以确定非热大气发射、黄道散射光和散射月光的存在。黄道散射光太微弱了,无法在综合观测中探测到。由于大气气溶胶的米氏散射,散射的月光可以在月球的小距离(< 11度)看到,但在其他地方太微弱而无法检测到。除了在非常小的月球距离的间隔线背景的分辨率为R~2400时,使用OH抑制光纤是由一个非热大气源的时间行为,类似于大气OH的排放,这表明间隔线背景包含仪器散射的OH为主。然而,在夜间早期,行间背景比OH更快地变暗,这表明快速变暗分子的贡献。在黑暗条件下,绝对线间背景为560 +/- 120光子/s^-1 m^-2 μ m ^-1 arcsec^-2。该值与之前没有OH抑制的测量值相似,表明未抑制的大气排放是行间背景的原因。未来的OH抑制光纤设计可以通过使用从高分辨率光谱获得的更精确的天空线测量来抑制更多的天空线来解决这个问题。
2013-04-11 astro-ph.IM
Atmospheric Light Pollution by Proposed Reflect Orbital Space Mirrors
Slovak Academy of Sciences(斯洛伐克科学院);Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University in Bratislava(布拉迪斯拉发康斯坦丁哲罗大学数学、物理与信息学院);Department of Astrophysical Sciences, Princeton University(普林斯顿大学天体科学系)
该研究针对拟议的反射轨道太空镜,计算其造成的大气光污染,发现单颗54米直径太空镜会显著改变30公里内夜间环境,400颗同时工作时80公里外可见辉光。
2026-08-25 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.ao-ph
Night-sky brightness and extinction at Mt. Shatdzhatmaz
山的光度天空质量。Shatdzhatmaz是斯滕伯格天文研究所高加索天文台2.5米望远镜的所在地,其特点是夜间天空亮度和消光的统计数据。这些数据是作为2007- 2013年使用MASS(多孔径闪烁传感器)设备进行大气光学湍流测量的副产品获得的。偏置夜空亮度测量的因素被认为是一种技术,以减少其对统计的影响。由MASS提供的单波段光度估算很容易转换为标准光度波段。在$B$、$V$、$R$和$I$光谱带中,无月夜空亮度中值分别为22.1、21.1、20.3和19.0等/平方角秒。相同的光度带的中值消光系数为0.28,0.17,0.13和0.09马格。最好的大气透明度在冬季观察。
2016-07-26 astro-ph.IM
Prototype operations of atmospheric calibration devices for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)计划校准系统的大气监测设备正在进行密集的开发,原型设计和测试。全天空照相机、日/月光度计和铁磁记录仪望远镜已逐步部署在未来的CTA站点,其主要目标是确定站点特征,同时能够评估其在现实环境条件下的运行可靠性。所有三个设备都显示出在极端干燥和南部场地的大温度变化以及北部场地冬季偶尔出现的恶劣天气中顺利工作的能力。95%的时间目标可用性尚未达到,主要是由于在没有未来CTA基础设施的情况下,由于安装的远程性而难以修复的轻微硬件故障。在原型操作过程中积累的经验将有助于提高最终仪器的可靠性。拉曼激光雷达,在本次会议的单独会议记录中描述,和红外云高计,准备在布拉格测试,将补充在不久的将来的大气校准设备。正在最后确定CTA运行期间大气校准的最后操作程序,其中包括使用全天空照相机和云高仪监测整个天空的云层,以及使用激光雷达和FRAM精确测量CTA阵列视场内随高度和位置变化的大气传输。
2019-09-17 astro-ph.IM
Global Extinction: Combined Gemini North and South GMOS Photometry Relative to the Gaia Catalog, and Long-Term Atmospheric Change
利用双子座南北双胞胎多目标分光仪(GMOS-N和GMOS-S)的档案数据,在光度测定中寻找长期大气变化的影响。从2003年开始的整个GMOS成像数据库与全天盖亚天体目录进行了比较,产生了~10^6个斯隆r '滤波器样本,截止到2021年。这些与报告的天空和气象条件相结合,而不是一个简单的大气模型加上云与模拟吞吐量。在2009年观察到一个异常的衰减事件,这是一个每十年约2 mmag衰减恶化的趋势(在两个地点相似)。这与60多年来的太阳辐射transmittance记录,气溶胶密度测量以及全球气温每十年上升0.2摄氏度以上是一致的,这对历史数据集或未来调查的校准具有影响。
2022-12-15 astro-ph.IM
Joint estimation of atmospheric and instrumental defects using a parsimonious point spread function model.On-sky validation using state of the art worldwide adaptive-optics assisted instruments
由于光学点扩散函数(PSF)的复杂形状和空间变化,其建模对于自适应光学(AO)辅助观测具有特殊的挑战性。我们的目标是(i)通过与大量成像PSF样本的比较,详尽地证明最近分析模型的准确性,(ii)评估模型最佳的条件,以及(iii)释放该框架的强度,以实现联合估计大气参数、AO性能和静态像差。我们收集了从七个AO系统中获得的4812个天空PSF,并使用相同的拟合算法在各种AO PSF上测试模型,并从模型输出中诊断AO性能。最后,我们强调了这个框架如何使表征的所谓的低风效应的SPHERE仪器和活塞同相误差的凯克II望远镜。在4812个PSF上,该模型在Strehl比(SR)和半高全宽(FWHM)上的误差均达到4%。我们特别说明,Fried参数,这是一个模型参数的估计,是一致的,与已知的看到的统计,并遵循预期的趋势,波长使用MUSE仪器($λ^{6/5}$)和字段(无变化)从GSAOI图像的标准偏差为0.4厘米。最后,我们表明,我们可以检索的差分活塞,提示和倾斜模式的LWE介绍,比较ZELDA测量,以及段活塞错误的凯克II望远镜,特别是楼梯模式,已经从以前的研究中发现的组合。该模型在4%的误差水平下匹配所有类型的AO PSF,并可用于AO诊断、后处理和波前传感目的。
2020-09-02 astro-ph.IM
Atmospheric monitoring in the mm and sub-mm bands for cosmological observations: CASPER2
从地面进行的毫米和亚毫米波长的宇宙学观测受到大气吸收和随之产生的辐射的影响。大气层性能的低频和高频(天空噪声)波动意味着需要采取谨慎的观测战略和/或仪器技术解决办法。大气发射光谱的测量对于精确的校准程序以及现场测试统计是必要的。CASPER 2是一种探测90-450 GHz(3-15 1/cm)光谱区域的仪器,已在阿尔卑斯山开发并验证了其运行。马丁-普普莱特干涉仪(MPI)将来自直径为62厘米的Pressman-Camichel望远镜收集的28弧分(FWHM)视场(fov)的天空辐射与参考源进行比较。干涉仪的两个输出端口由两个在湿低温恒温器内冷却至300 mK的测辐射热计检测。CASPER 2可以执行三种不同的互补干涉技术:幅度调制(AM),快速扫描(FS)和相位调制(PM)。一个地平座可以使天空指向,可能与MITO(毫米和红外Testagrigia天文台,意大利)直径2.6米的望远镜的光轴对准。通过Allan方差分析在5个基准频率推断平均采集光谱的最佳时间尺度。我们提出的动机和大气光谱仪CASPER 2的设计。介绍了仪器的标定方法和初步性能。2010年7月,在MITO的夏季观测活动期间,通过用三种不同程序测量大气发射光谱,对仪器的能力进行了检查。
2012-11-13 astro-ph.CO astro-ph.IM
Near-infrared thermal emissivity from ground based atmospheric dust measurements at ORM
我们提出了一个分析在Observatorio del Roque de los Muchachos(ORM;加那利群岛)测得的气溶胶的大气含量。使用位于国家伽利略望远镜(TNG)的激光二极管粒子计数器,我们探测到了0.3,0.5,1.0,3.0,5.0和10.0微米大小的粒子。计算了大气中粉尘含量的季节变化。春季比夏季多尘,但冬季也可能出现多尘情况。提出了一种在近红外波段估算气溶胶发射率对天空亮度贡献的方法。在近红外光谱中,尘埃辐射对天空背景的贡献与气辉相比可以忽略不计,在沙尘天,在Ks波段的贡献最大,约为8-10%。
2011-07-10 astro-ph.IM
Atmospheric dispersion effects in weak lensing measurements
大气折射的波长依赖性导致有限带宽图像沿高度矢量的伸长,这在弱的引力透镜剪切测量中产生假信号,除非该大气色散被校准并去除到高精度。因为天体测量解和PSF特性通常是从恒星图像校准的,参考星光谱与星系光谱之间的差异将在天体测量位置(dr)和星系波长平均PSF(dv)的二阶矩(宽度)上留下残余误差,我们估计了dv的水平,它将在PSF中引起虚假的弱透镜信号。修正了星系形状,超过了DES和LSST宇宙剪切实验的统计误差。我们还估计了在不同的大气质量和时角下叠加曝光后将产生不可接受的伪失真的dr信号。我们还计算了在griz波段的错误,并发现,分散系统,未校正的,是高达6倍和2倍大的g和r波段,分别比DES的错误预算的要求,但可以安全地忽略在i和z波段。对于LSST要求,g、r和i波段的系数分别约为30、10和3。我们发现,一个简单的校正线性星系的颜色是足够准确的,以减少色散剪切系统在R波段DES和I波段LSST的微不足道的水平,但仍然高达5倍的要求LSST的R波段观测。更复杂的修正可能能够将系统的宇宙剪切误差降低到LSST r波段的统计误差以下。但是g波段的影响仍然足够大,似乎诱导系统学将主导两次调查的统计误差,宇宙剪切测量应该依赖于更红的波段。
2012-09-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
Bright Region Reset: an on-detector strategy for minimizing the impacts of atmospheric emission lines on spectral observations
University of Victoria(维多利亚大学);NRC Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Centre(国家研究委员会赫茨伯格天文学和天体物理学研究中心);NSF’s NOIRlab / International Gemini Observatory(美国国家科学基金会NOIRlab / 国际双子星天文台)
BRR方法通过重置探测器中的明亮区域,防止近红外光谱中大气发射线饱和,同时提高对天空线变化信息的获取,适用于现有望远镜的天空减去方案。
2025-12-02 astro-ph.IM
Nighttime monitoring of the aerosol content of the lower atmosphere by differential photometry of the anthropogenic skyglow
夜间监测低层大气的气溶胶含量是一项具有挑战性的任务,因为缺乏适当的参考自然光源。在这里,我们表明,由于城市灯光的人为夜空亮度可以成功地用于估计任意厚的大气层的气溶胶光学厚度。这种方法需要测量天顶夜空亮度与两个探测器位于限制层高度。结合对整个大气光学厚度的估计(可从地面测量或特定卫星产品获得),这些辐射率的比率提供了对这两个高度之间空气柱的差异气溶胶光学厚度的直接估计。这些测量可以通过光污染研究界广泛使用的单通道低成本辐射探测器进行。
2020-11-06 astro-ph.IM physics.ao-ph
Argentinian multi-wavelength scanning Raman lidar to observe night sky atmospheric transmission
本文讨论了在阿根廷切伦科夫望远镜阵列(CTA)合作框架下,CEICONICET激光雷达部正在建造的多波长扫描拉曼激光雷达,用于测量大气气溶胶消光廓线的光谱特性,以提供更好的传输计算在未来的CTA站点。该激光雷达在355、532和1064 nm处以50 Hz发射7-9 ns的短激光脉冲,在1064 nm处的标称能量为125 mJ。该波长还用于反演紫外线、可见光和红外线范围内的大气(空气、气溶胶和云)后向散射辐射。在紫外和可见光波段增加了拉曼功能,以检索气溶胶消光和水汽廓线的光谱特性。由于预计未来站点的气溶胶光学厚度较低,观测期较短,而且观测时间较长,因此需要加强收集区域。该系统使用六个40 cm f/2.5牛顿望远镜,以避免处理更大的镜面变形,像差问题和更高的成本,这意味着使用具有相同收集表面的单个镜面。此外,更换或重新涂覆单个反射镜会对性能产生轻微影响,但不会影响操作。附加的对准过程已经通过自动镜子对准来解决,以在采集期间遵循观察的视线。该系统的设计是在恶劣的环境条件下运行,因为它完全暴露在外部天气条件下,当它的掩体完全打开时,提供360°观测。
2013-07-18 astro-ph.IM physics.ins-det
Detailed Studies of Atmospheric Calibration in Imaging Cherenkov Astronomy
当前一代的成像大气切伦科夫望远镜允许在100 GeV左右和以上的能量范围内以比以往任何时候都更高的灵敏度探测天空。为了尽量减少导出通量的系统误差,考虑到该技术的量热性质,对大气特性进行全面校准是很重要的。在本文中,我们讨论了一种方法来解决这个问题,通过使用一个共同指向的云高计与H.E.S.S.望远镜,并介绍了这种方法的应用于一组观测数据的结果采取的活动星系核(AGN)PKS 2155-304在2004年。
2010-09-02 astro-ph.IM
maria goes NIFTy: Gaussian Process-Based Reconstruction and Denoising of Simulated (Sub-)Millimetre Single-Dish Telescope Data
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Excellence Cluster ORIGINS(ORIGINS卓越集群);Leiden Observatory, Leiden University(莱顿大学莱顿天文台);Yale University(耶鲁大学);Brookhaven National Laboratory(布鲁克海文国家实验室);European Southern Observatory(欧洲南方天文台);Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)(空间科学研究所(ICE,CSIC))
本文提出基于NIFTy的高斯过程方法,用于重建和分离亚毫米波单盘望远镜数据中的天体信号与大气噪声,提升天空重建精度。
2026-03-27 astro-ph.IM
Aerosol parameters for night sky brightness modelling estimated from daytime sky images
本研究针对天文站点气溶胶光学厚度与不对称参数匮乏的问题,提出利用日出日落前后的晴空辐射测量反演这两个夜空亮度建模关键参数的方法,可快速预估当晚夜空亮度,已通过野外实验验证。
2023-06-11 astro-ph.IM
Estimating linear radiance indicators from the zenith night sky brightness: on the Posch ratio for natural and light polluted skies
从天顶夜空辐射测量值估算水平辐照度对于观测站选址评估、大气光学和环境科学的基础和应用研究是一项有用的操作。这两个量之间的比率,也称为Posch比率,以前已经在一些典型情况下进行了研究,并在一些观测地点进行了报道。在这项工作中,我们(a)概括的波施比的概念,将其扩展到任何一对辐射相关的线性指标,(b)描述其主要的代数性质,(c)提供分析表达式和数值评估的三个基本的夜间组成部分(月光,星光和其他天体物理光源,人造光)。我们表明,水平辐照度(或任何其他线性辐射率指标)一般与天顶辐射率,使其估计从天顶测量,如果一些先验信息的大气状态是可用的。
2022-02-15 astro-ph.IM
Sky Quality Meter measurements in a colour changing world
天空质量计(SQM)已成为最常见的设备,用于跟踪从污染地区到一流天文观测站的天空亮度演变。世界上许多地方已经有了一个庞大的SQM测量数据库。不幸的是,SQM在宽光谱带上工作,其光谱响应以复杂的方式与天空的光谱相互作用。这就是为什么当数据记录在具有不同人造光源的区域中时,光学信号难以解释的原因。夜空的亮度以复杂的方式与地面光发射相关联,同时考虑到大气引起的光学畸变以及来自底层地面的光谱变换。虽然天空辐射的光谱调制已经被认识到,但它仍然没有得到很好的表征和量化。本文分析了不同光源下SQM的光谱特性对天空亮度测量的影响,包括低压和高压钠灯、PC琥珀色和白色LED、金属卤化物灯和汞灯。我们表明,常规转换的辐射亮度的大小是困难的,甚至是不可能的,因为平均波长取决于实际的大气和环境条件,光谱的源,和设备的具体属性。我们将SQM读数与约翰逊天文测光波段和人类视觉感知系统相关联,假设不同的照明技术。这些发现对SQM数据的处理及其改进和/或补救具有直接影响。
2017-01-18 astro-ph.IM
Revisiting the Impact of Atmospheric Dispersion and Differential Refraction on Widefield Multiobject Spectroscopic Observations. From VLT/VIMOS to Next Generation Instruments
大气色散和场差折射对宽场MOS观测造成了严重的限制。通量减少和光谱失真必须通过仔细规划观测来最小化-这对于使用狭缝而不是光纤的仪器尤其如此。这就是VIMOS在VLT的情况,自运行开始以来,MOS观测一直被限制在距离子午线两小时的狭窄范围内,以尽量减少狭缝损失。我们详细回顾了大气效应对VIMOS-MOS谱质量的影响。我们将整个VIMOS FOV中的狭缝损耗建模为目标衰减的函数。我们探讨了子午线上两种不同的狭缝方向:沿视差角(南北)和垂直于视差角(东西)。我们发现,对于在大于20度的天顶距处达到顶点的场,狭缝损耗随着狭缝在子午线处沿视差角取向而最小化。两小时角规则适用于这些使用N-S方向的观测。相反,对于在顶点处天顶距小于20度的场,在子午线处垂直于视差角定向的狭缝使损耗最小化。在这些情况下,MOS观测可以有效地延长到子午线正负三小时。一般来说,使用东西方向将有利于对单个场进行夜间观测。然而,全天空或服务模式的观测需要更详细的计划,这取决于目标的方位角和观测的小时角。我们建立了MOS观测中狭缝对齐的一般规则,这将增加目标的可观测性,提高操作效率,并加快完成方案-这是即将到来的光谱公众调查与VIMOS特别相关的方面。
2014-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Clear sky atmosphere at cm-wavelengths from climatology data
我们利用地基、气球和卫星气候学数据来重建取决于地点和季节的可降水量(PWV)垂直剖面。我们使用这些配置文件来解决通过大气的辐射转移,并获得大气亮温($T_{\rm atm}$)和光学厚度($τ$)在厘米波长。我们通过比较模型柱PWV与PWV的光度测量,在晴朗的天空条件下指向太阳进行验证重建。根据测量结果,我们设计了一个选择标准来过滤气候数据,以匹配PWV水平的晴空条件的期望。我们适用于波兰的32米射电望远镜的位置重建,并在选定的频率,全年无休的$T_{\rm atm}$和$τ$。我们还推导出这些参数的天顶距依赖性,并讨论了使用平面,单层,光学薄大气模型在连续辐射源通量密度测量校准的缺点。我们得到了在晴空条件下PWV- $T_{\rm atm}$和PWV- $τ$的标度关系,并限制了实际的$T_{\rm atm}$和$τ$可以偏离那些单独从气候数据得出的范围。最后,我们提出了一个统计方法来检测晴空,涉及地面测量的相对湿度。使用当地气候数据测试准确性。该方法可能是有用的约束云量的情况下,没有其他(和更强大的)气候数据。
2015-10-29 astro-ph.IM