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第三节 中国科学院上海天文台

2007/9/14 10:58:11

一、历史沿革

清同治十一年(1872年),法国天主教会在上海徐家汇肇嘉浜西岸,今蒲西路221号正式建立天文台,1872年12月正式开始黄道光和气象要素的一般记录。光绪二十六年(1900年)在上海西南的佘山山顶建立了佘山天文台,并安装了当时雄踞东亚第一的40厘米双筒折射式望远镜。光绪三十四年,地磁工作搬迁到江苏昆山绿葭浜。此后一段时间内,徐家汇、佘山、绿葭浜三台并立,管理机构设在徐家汇天文台,徐台台长如同总台长。民国18年,绿葭浜地磁台并入佘山天文台。至1950年,两台已陈旧破败,人员寥寥无几,工作处于瘫痪状态。

1950年12月12日,由华东军事管制委员会、中国科学院、军委气象局组成的“徐家汇及佘山天文气象管理委员会”正式接管了徐家汇、佘山两个天文台,并改称为徐家汇观象台、佘山观象台。1951年6月19日,中国科学院紫金山天文台、地球物理研究所上海联合工作站成立,对两观象台进行联合管理。1954年6月4日,联合工作站撤销。地磁、地震工作部门划归中国科学院地球物理所。徐家汇和佘山两观象台分别属于中国科学院紫金山天文台领导。1962年8月14日,中国科学院决定徐家汇、佘山观象台合并组成上海天文台,直属中国科学院领导。

1990年,中国科学院上海天文台,已发展成为以天体测量学为主,相应开展天体物理学和天体力学研究的天文台。

1990年,上海天文台科研人员在国际上首次采用天文方法预测新的厄尔尼诺事件正在形成,引起国际注意,《中国科学报》、《解放日报》等陆续予以报道。上海天文台1.56米天体测量望远镜被列为中科院光学天文联合实验室四个观测基地之一对外开放;佘山VLBI站被列为中科院射电天文联合实验室三个分部之一。9月,由上海天文台和云南天文台共同研制的低纬子午环方案审定会在上海召开。上海天文台“甚长基线干涉测量系统”被《中国科学报》评为中国科学院十大成果之一。

1991年,上海天文台参加欧洲空间局ERS-1计划。5月,全国人卫激光测距网协调会在上海天文台召开,成立全国人卫激光测距协调组。6月,“现代地壳运动和地球动力学研究”被列为国家科委“八五”期间第一批十二个重大基础项目(简称攀登项目)之一,叶叔华任首席科学家。7月,在国际天文学联合会(IAU)第二十一届大会上,叶叔华连任IAU副主席。

1992年,9月,上海天文台负责筹办的IAU156次国际学术研讨会(Colloqium)-“天体测量学的发展及其对天体物理和地球动力学的影响”在上海举行。本年,举行建台120周年纪念活动。参加国际大地测量协会组织的“国际GPS地球动力学服务”合作、美国宇航局的“固体地球动力学计划”和“TOPEX/POSEIDON海洋卫星跟踪研究”合作计划。由国内几十个单位协作承担的攀登计划项目“现代地壳运动与动力学研究”本年起全面展开。

1993年,建立用于精密定轨、定位和测定地球动力学有关参数的综合性GPS分析软件系统SHAGAP,达到国际先进水平;采用本台SLR和VLBI技术,获得上海与澳大利亚、夏威夷、德国、鹿岛等重要国际台站间的基线变化率;采用全球SLR和VLBI资料建立了以实测为基础的现代板块运动模型;进一步开展海洋运动、地震活动与地球自转的关系研究,获得地球自转速率年际变化中的非大气引起部分与海洋角动量变化存在密切关系,以及中纬地区7级以上地震与地球自转10年尺度变化有显著相关性等重要结论。1.56米望远镜实现了CCD照相,望远镜威力大大提高。人造卫星激光测距工作,不仅超额完成了计划观测任务,跟踪的卫星增加到8个,而且帮助长春、北京等站改进观测设备与观测方法取得明显成效。鉴于中国SLR网对ERS-1卫星跟踪观测的贡献,欧洲航天局为上海、武汉和长春三个站颁发了奖状。上海天文台研制的一台工程型氢原子钟首次运往国外(澳大利亚),工作稳定可靠,频率稳定度达2×10-15/秒,得到国外同行的好评。

1994年,上海天文台VLBI基地被欧洲VLBI网(EVN)接纳为正式成员。7月,发生苏梅克-列维9号(SL9)彗星与木星相撞事件,这是人类有史以来第一次准确预报的太阳系天体碰撞事件,上海台参加全国彗木相撞观测网,组织了1.56米望远镜的光学观测和25米望远镜的射电观测,共拍摄到600余幅CCD照片,获得6次撞击的准确时间和撞击的光变曲线,找到大部分撞击遗迹,并测量了遗迹大小,射电观测在12厘米和3.6厘米波段也取得有价值的结果。用地球自转的日长变化预测厄尔尼诺现象取得新结果,提出新的厄尔尼诺事件正在形成的预报;发现全球各地铅垂线变化与海洋南方涛动指数存在相关性;人造卫星激光测距网开始执行与日、澳、俄联合组成的西太平洋激光联测计划,用SLR资料首次获得上海与夏威夷之间的基线变化率,精度为5毫米/年。全球定位系统(GPS)佘山基准站建成。上海台已成为世界上少数几家同时拥有VLBI、SLR、和GPS等多种现代观测手段的台站之一。鉴于中国天文学家、中科院院士、上海天文台研究员叶叔华在天文领域中的突出贡献,国际有关组织授权紫金山天文台将他们发现的3241号的小行星命名为叶叔华星,这是唯一一颗以中国女性命名的小行星。

1995年,科研机构调整:原第一、五、六研究室合并成立“天文地球动力学研究中心”;以原第二研究室为基础成立“天体物理研究室”;以原第三研究为基础成立“时频研究室”;以原第四研究室为基础成立“天文仪器研究室”。5月,完成市政府应急指挥系统(多功能会议厅)工程,这是一个综合发挥各项技术优势、功能强大的应急指挥环境,满足了领导快速决策和指挥要求,受到上海市政府好评。7月,在美国举行的国际大地测量和地球物理联合会(IUGG)大会上,叶叔华首倡“亚太空间地球动力学计划”(APSG),得到各国科学家尤其是亚太地区的代表热烈响应,国际大地测量协会通过决议表示对该项目的支持,亚太地区人口稠密,资源丰富,经济发展快,但地质构造复杂,地质运动剧烈,自然灾害影响很大,因而开展亚太地区的地壳运动研究,具有特别重要意义。10月,以台长赵君亮为团长的中国天文学会代表团首次访问台湾,促进了两岸天文科技的交流。

1996年,海尔—波普彗星观测研究协调组成立,该彗星具有亮度大、回归周期长、活动频繁、彗核大、轨道特殊等特点,受到世界各天文台的重视,1.56米望远镜负责近核结构的观测和研究,并在此后一年多的时间里取得丰富的彗星观测资料和研究成果。5月,首届APSG国家会议在上海举行,60余位天文科学家广泛交流了现代空间新技术在地壳形变、海平面变化和火山、地震活动等研究领域中的监测计划和最新成果,会议通过将APSG中央局设在上海天文台,叶叔华当选为APSG首届执委会主席。6月和10月,上海天文台主办的IAU第一百五十九次专题学术讨论会(Symposium)和第十届国际激光测距会议先后在上海举行。7月,上海天文台Internet网正式开通。9月,“亚太空间地球动力学研究”被列为上海市科技发展基金重点项目。10月,叶叔华当选为上海市科协主席。上海天文台国家攀登项目“现代地壳运动和地球动力学研究”(主持)和“天体剧烈活动的多波段观测和研究”(参加)均完成“八五”结题验收和“九五”续项的专家评审。上海天文台利用VLBI和SLR技术首次测得中国东部地壳相对于欧亚板块的稳定部分存在有向东偏南的水平运动,速率为每年8毫米,证实了中国大陆确有在印度板块作用影响下向东运动的推断,该成果被评为上海市十大科技新闻之一。参加并完成由国家地震局、中国科学院等四部委联合申请的“九五”国家大科学工程“中国地壳运动观测网络”的立项任务。

1997年,参加黑龙江日全食和彗星观测活动,台长赵君亮应中央电视台邀请作“海尔-波普彗星于日全食同观”电视直播科普报告。5月,上海天文台佘山工作站被上海市命名为“上海市科普教育基地”。6月,中科院天文口GOS观测网第一次工作会议在佘山工作站召开,正式成立中科院天文口GPS观测网协调组。8月,在日本召开的IAU第二十三届大会上,金文敬当选为地球自转委员会副主席。11月,叶叔华星命名典礼在上海分院举行。上海天文台首次采用地面和卫星测高等多种观测技术,综合研究了地球、太平洋海域和中国沿海的海平面变化,发现我国东部沿海近30多年来正处于太平洋海区海平面上升速率增加最快的区域,并对上海沿海海平面在未来50年内的上升趋势作出了预测估计。10月,APSG在亚太地区联合进行一次多种空间技术的国际同步联测工作-“APSG/APRGP97Campaign”,VLBI、GPS、SLR、DORIS和PRARE等多种空间新技术参与观测,观测结果的综合分析将进一步推动天文地球动力学和全球性环境问题及自然灾害之关系的深入研究。

1998年,国家大科学工程项目“中国地壳运动观测网络”,全面进入工程建设,该网络以GPS观测技术为主,辅以VLBI、SLR等空间技术,结合精密重力和精密水准测量,构成覆盖中国大陆构造块体主要地震带的高精度、高时空分辨率、准动态的三维观测体系,将为地震预报、地壳运动及其动力学研究和天文学的发展提供了重要的基础数据。上海天文台负责上海、长春、乌鲁木齐、昆明、武汉、北京等基准站中VLBI、SLR、和GPS的建设和运行,同时负责部分数据共享子系统的建设。上海天文台激光测距组采用滤波技术、单光子雪崩二极管接收技术,结合光、机、电、计算机、卫星轨道计算和数据处理等先进技术和方法,建立了中国第一个白天人造卫星激光测距系统,使该项技术跻身于国际先进行列,该成果获上海市科技进步一等奖。

1999年7月,国家天文观测中心正式成立,上海天文台VLBI观测基地、VLBI实验室、7个研究团组和2个院士进入国家天文观测中心创新课题,与国家天文观测中心签订了聘用合同。12月,由中科院上海天文台、测量与地球物理研究所和同济大学共同组建的中科院天文地球动力学联合研究中心成立仪式在上海天文台举行,该中心正式启动,并挂靠上海天文台。7月,上海天文台天文科技发展有限公司正式成立,下辖物业管理中心、时频研究中心、天文仪器研究中心和若干实业公司,标志着上海天文台开发工作进入企业化运作的新模式。

二、研究领域

90年代,上海天文台是从事基础科学研究的研究所,以天文地球动力学和银河系及星系天体物理为主要学科发展方向,是中科院光学天文联合实验室总部及其佘山基地、中科院射电天文联合实验室VLBI分部所在地,拥有1.56米光学天文望远镜、25米射电天文望远镜及VLBI系统、60厘米人卫激光测距仪、Reque8100GPS接收机和高精度氢原子频标等大中型科研设备,建有上海人卫激光测距(SLR)站,甚长基线干涉测量(VLBI)站和全球卫星定位系统(GPS)固定基准站。

上海天文台是国家“八五”基础研究重大关键项目“现代地壳运动和地球动力学研究”的负责单位之一,叶叔华是该项目的首席科学家,由于成绩显著,“九五”得以续项。此外,还参加攀登项目“天体剧烈活动的多波段观测”、“大规模科学与工程计算方法和理论”,国家重大科学工程“中国地壳观测网络”,军工项目“北斗一号”工程中的时统分系统和“921工程飞船精密定轨”的研究,并取得重要进展。

在照相天体测量和恒星天文学领域,着重于确定疏散星团的自行和成员,测定近距暗星的三角视差和变星自行利用月掩星技术测定恒星角直径等。佘山观象台保存有约7000余张天文底片,是该领域深入研究极为宝贵的资料。上海天文台自行设计的1.56米天体测量望远镜的建成又有力地推动了该领域研究的发展。

天体物理方面,主要开展星团与银河系结构、演化和动力学研究,球状星团变星研究,密近双星的分光与测光研究,耀星巡天,星系团的成员、结构和动力学研究,星系与宇宙大尺度结构的数值模拟,量子宇宙学及黑洞,星际物资和活动星系核等的起源和演化研究。近年来,上海天文台与西欧、美、苏、印等10多个VLBI站合作,进行了射电源的精细结构,脉泽源的特性和引力透镜检测等观测研究,取得可喜结果,还利用高空气球远红外观测研究银心和恒星形成区的结构与演化等。

上海天文台的其他研究领域还包括标准时频研究、氢原子钟和新型天文仪器设备研制等工作、时频服务,激光卫星预报服务和地球自转参数服务、以及相对论天体力学,小行星普遍摄动和天文学史的研究工作。

到1999年止,随着中科院创新工程和国家天文观测中心的启动,上海天文台奉行“有所为、有所不为”的精神,将有限的资源集中于若干基础性、战略性、前瞻性的创新课题中,这些重点研究领域包括:空间飞行器精密定轨及其应用,卫星激光测距技术及其应用,射电天体测量与天球参考系,地球自转与全球变化、星团与银河系结构,活动星系核的VLBI研究、宇宙学研究等。

上海天文台负责编辑出版的刊物有《天文学进展》、《上海天文台年刊》、《地球自转参数年报》、《地球自转参数快报》、《原子时公报》等。

 

1962~1999年上海天文台人员统计表

年份

职工人数

科技人员

高级人员

中级人员

年份

职工人数

科技人员

高级人员

中级人员

1962

119

96

2

10

1984

385

277

9

117

1965

145

96

4

16

1985

390

281

9

117

1969

161

101

4

-

1986

387

274

52

142

1971

169

96

4

17

1987

385

275

61

141

1972

194

53

4

12

1988

372

272

71

147

1973

254

147

4

19

1989

378

279

69

147

1974

292

185

4

22

1990

377

280

77

147

1975

347

218

4

20

1991

377

282

79

147

1976

392

237

4

18

1992

374

269

78

145

1977

349

246

4

16

1993

365

281

91

142

1978

379

223

8

47

1994

356

260

95

135

1979

377

260

8

95

1995

345

268

95

128

1980

379

257

8

95

1996

346

230

97

89

1981

377

259

8

100

1997

339

213

100

75

1982

378

260

8

112

1998

333

218

93

72

1983

388

265

9

112

1999

306

208

87

59

 

上海天文台院士一览表

姓名

类别

叶叔华

中国科学院数理学部

苗永瑞(已故)

中国科学院技术科学部

朱能鸿

中国工程院

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