太阳塔

观测太阳的天文设备

太阳塔（英语：solar tower），又称为塔式太阳望远镜，是专门用于观测太阳的天文设备。

基本信息

有两种方式从太阳身上汲取能量，一种就是通过光电板将太阳光直接转化为电能。但是，太阳光也可以产生热量，可以通过镜面将太阳光聚焦从而产生蒸汽带动发电涡轮机。这就是第二种方式，也被称为太阳热或聚焦太阳能。

太阳塔外形是塔式建筑物，通常高20米以上。塔的顶部一般安置定天镜，将入射的太阳光线垂直向下反射，进入成像光学系统和附属仪器。这种结构是美国海耳在1904年提出的。他在地面20～30米高度处，用小望远镜目视观测,发现太阳像的清晰度比近地面观测有明显提高，表明近地面的上升热气流对成像质量有严重影响。如果将定天镜置于20米以上高度处，并用空心圆塔将向下反射的光路同近地面上升热气流隔开，塔内的空气层次大致是水平的，就可消除上述影响。基于这个理由，美国威尔逊山天文台在1908年首先建造太阳塔，取得良好观测结果。此后，许多国家相继建造。

发展历史

传统的用于观测的天文台不需要安置在地面高度以上的位置，因为在晚上进行观测时，地面的辐射已经降至最小值了。

在1904年，威尔逊山天文台建造了水平式的雪太阳观测台，很快的就发现热辐射会妨碍观测的进行。几乎就在雪观测台开始运作的同时，60尺高的太阳塔就开始规划，在1908年完成，是世界上最早建成的太阳塔。紧接着，150尺高的太阳塔也在1912年完成。

60尺的太阳塔仍用于日震学的研究工作，而150尺的高塔仍活跃于加州大学的太阳周期计划中。

这个项目的观测设备也用于其他的研究计划，例如，太阳塔的切连科夫效应实验（STACEE），就是用来研究切连科夫辐射；还有魏茨曼科学研究学院的太阳能塔。

主体结构

太阳塔通常建为双层结构，内塔顶部支承定天镜，中间安置太阳望远镜成像光学元件，在塔底或地下竖井内设置大型太阳摄谱仪及其他附属仪器，以便对太阳进行多方面观测。外塔顶部支承圆顶和观测室地板，从而减小仪器的振动。现代真空太阳望远镜,有建为塔式结构的，被称为真空太阳塔。

各国情况

南京大学太阳塔

南京大学太阳塔(The Solar Tower of Nanjing University)位于南京东郊紫金山南麓，1979年建成。南京大学太阳塔塔高21米，定天镜口径60厘米，成像镜口径43厘米，焦距2170厘米。南京大学太阳塔是中国第一座太阳塔，也是中国一座塔式太阳望远镜。

南京大学太阳塔1982年通过国家级鉴定并正式投入观测。主要的观测仪器是一台多波段成像光谱仪，主要在Hα、CaⅡ8542和HeⅠ10830埃波段配有CCD探测器，能以高时间和高光谱分辨率获得太阳活动的二维光谱。此外，还配备有Hα滤光器进行单色光跟踪和观测。太阳塔的研制获1985年国家首届科技进步二等奖。通过太阳塔的观测，已获得大量太阳活动(耀斑、日珥、黑子等)的光谱资料。利用这些资料已取得了一系列重要成果：项目“太阳活动22周观测和研究”获教育部科技进步一等奖(1995)和国家自然科学三等奖(1997)，“太阳耀斑光谱诊断和日冕物质抛射物理机制的研究”获教育部自然科学一等奖(2004)。

大阪太阳塔

日本名城大阪于1970年成功举办了世界博览会，这也是首届在亚洲举办的世博会。而在大阪世博会上最受人关注的建筑莫过于日本现代艺术大师冈本太郎设计的太阳塔。大阪世博会使太阳塔家喻户晓，成为了当年一座新潮的地标性建筑。

太阳塔的造型像是一个冲天巨人，其高举的双臂托起富丽堂皇的节日广场的巨大屋顶。太阳塔上有四个寓意世界过去、现在和未来的大面具：塔顶是光芒四射的“黄金之面”，塔中央有“太阳之面”和“暗黑之星”注视着节日广场，最底端的“地底之星”照耀着“逝去的世界”。塔中展示相继演绎着“人类与生活”、“人类与自然”、“人类与科技”和“人类战胜自我”的主题。中心展品生命之树表现了“生命力量”。大树从塔底至塔顶，树枝依次环绕而上，排列着自然界从原始生物到人类的292种生物体，科技手段则赋予了40余种模型以生命活力，使它们拥有呼吸、可以运动。这些栩栩如生、生动有趣的展品，揭示了生物进化的里程，把大自然的造化演绎得淋漓尽致。五分钟“生命之树”的攀登里程，却跨越了地球生物演变的悠久岁月，来到顶部平台，顿时，又会被光学制造出来的特殊七色太阳光芒所震慑。此时，地下传来的“大地之歌”与高空回响的“天堂之歌”和谐交融，共演一曲“生命的礼赞”。大阪世博会后，日本政府1972年正式确定了“还绿于民”的方针，将世博会园区改造成万博纪念公园。历经8年的整修，直到1980年公园才建设完成。太阳塔位于万博纪念公园正门口，前往公园参观的人第一眼就会看到它。

太阳塔正面的“黄金之面”和“太阳之面”仍然像39年前那样照耀着每一个前来参观的游人。太阳塔高65米，是纪念公园中的最高建筑。由于太阳塔坐落在公园的中心地带，又是公园中最醒目的标志，因此成为迷路儿童的航标塔。来公园游玩的家长通常会告诉孩子，找不到爸爸妈妈就到太阳塔下面去等，太阳塔会为你指路。太阳塔是世博会辉煌历史上的一座纪念碑，它承载着人们对1970年大阪世博会的美好回忆，也承载着人们对美好未来的憧憬。

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