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西チベット天体観測環境調査の紹介と京都3.8mレプリカ設置の可能性
佐々木敏由紀(国立天文台)
吉田道利(広島大)
姚永強(中国国家天文台）

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話の概要
なぜ西チベット天体観測環境調査をするのか
西チベットの天体観測環境の調査状況
写真でのツワーガイド
京都3.8望遠鏡を西チベットに置こう！
西チベット3.8m望遠鏡の役割

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SiteSurveyWS_201204Beijing_Sasaki.pptx

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

日中共同のサイト調査の経緯とまとめ
1) 中国西部域のサイト調査は、姚永強教授を中心に2003年から始まった。
新疆ウィグルのカラス（Karasu) と西チベットのオマ（ Oma)
2) ラサで2004年に開かれたサイト調査WSに日本人研究者数名が参加し、サイト調査を共同で実行する提案が姚永強教授から持ちかけられた。
日本側は対応して、10μm帯中間赤外線カメラを用いた全天雲モニタ装置、接地境界層微熱乱流計測装置（ CT2 sensors ）、気象計測装置を2007年に設置した。
3) オマでの晴天率は冬期にはマウナケアに匹敵することが示された。
夏期は良くなく、日本並みである。
4) CT2 計測に基づく接地境界層のシーイング量は地表高36mまでで 0.1 arcsecであった(オマ、Nov. 2008）。
中国側はDIMM/MASS/(SNODAR)を用いたシーイング評価を断続的に実施している。
5) 晴天率の高いと想定されるガー山に新規に2010年からサイト調査を実施している。
強風環境であるのでガー山は天体観測サイトとしてふさわしくない(との私の結論)。
6) カイラス山の西側地域に晴天率、シーイング状況の良いサイトを選定して天体観測環境調査を行うように提案している。
7) 設置するべき望遠鏡として、京都3.8m望遠鏡のレプリカを真剣に検討している。
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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

A site in west Tibet is in an important location for
global astronomical observation network

3sites in west China; Karasu, Oma, and Ali

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

In Planning phase of ELT, west China is one of candidate sites
Dr. Sarazin (ESO) showed a global weather map at SPIE at Kona, 2002 .

Ｇｌｏｂａｌ Ｃｌｏｕｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ

Refer to http://eosweb.larc.nasa.gov/sse/
Meteorology and Solar Energy
Global/Regional Plots4201130313_Okayama38mWS_Sasaki.pptx

Cloud map around west China

西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Arranged only for night data.
Two blue crosses show Hanle (India)
and Maidanak (Uzbekistan). Red crossshows candidate site in Tibet.

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

サイト調査現地の紹介 Karasu / Oma / Gar
For several years Chinese astronomers have been looking for good site in China.

Tours was conducted in MayJune, 2007 to look for sites innorthern Xinjiang,starting Lhasa via Kashi toUrumqi, for more than 3
weeks about 5000km.

Stations at Karasu, Oma and GarKarasu
38:10:29.3 N
74:48:08.7 E4495 m highOma
32:32:39.8 N
83:03:22.0 E
5032 m highGar
32 19 31.72N
80 01 36.04E
5030 m high201130313_Okayama38mWS_Sasaki.pptx

西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

まずは拉薩（Lhasa）へ拉薩（Lhasa）空港に到着
北京からの直行便もあり(約4時間)
ポタラ宮殿

拉薩空港ラウンジ

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

ジョガン寺からポタラ宮ポタラ宮殿のマニ車を回しながら巡礼する
チベットの方々

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Station at Karasu （新疆ウィグル）
Karasu38:10:29.3 N
74:48:08.7 E
4495 m highWeather tower
DIMM dome

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Station at Karasu

西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

新疆ウィグルとチベットとの自治区境界

Karasu38:10:29.3 N
74:48:08.7 E
4495 m high

川越もなんのその．．．

白いスカーフ”カタ”によるチベット式歓迎

熱水吹き出しと温泉

EACOA in Jeju (Korea), 2010

Station at Oma

Collaborative Site Testing in West China ( Sasaki et al.)Omaサイトから西側の平原を眺む

Oma
32:32:39.8 N
83:03:22.0 E
5032m highOmaサイトの観測小屋とCT2用４０ｍ鉄塔

CloudMonitor装置

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Station at Oma
Oma
32:32:39.8 N
83:03:22.0 E
5032m high西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Station at GarGar
32 19 31.72N
80 01 36.04E
5030 m high

アリ空港 高度4300m（世界3位の高さ）（ラサ空港から約2時間30分）

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Station at GarGar
32 19 31.72N
80 01 36.04E
5030 m high

Garサイト201130313_Okayama38mWS_Sasaki.pptx

Station at Gar

西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Garサイトから遠望した獅泉河の町Gar
32 19 31.72N
80 01 36.04E
5030 m high

調査機材設置の10mタワー

獅泉河の町中を流れるインダス川

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Station at GarGar
32 19 31.72N
80 01 36.04E
5030 m highGar に設置したサイト調査機器
可視雲モニター(中国)Weather Station

CloudMonitor
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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

アリ人民病院での高山病入院(3晩)17201130313_Okayama38mWS_Sasaki.pptx

西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Site Surevy Project in west China
中国西部選址的協力
Future telescope plan is considered on base ofScience, Telescope, Instruments and Site.

Site is one of the very important factors for future telescopes.
Site Characteristics:

Clear night, less Cloudinessmost important !
Seeingprecipitable water vapor
Wind strength
Scale height of ground-layer turbulencecoherence time
wavefront outer scale
dust
Earthquake
Accessibility

Infrastructure at Site:
Access road
Housing / Rest room
Electric Power
Water supply
Lab house
Internet connection

Food, BedO2 supply for people at high mountain18

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Site monitoring instruments available and/or planned
Instrument

MethodMeasured value Height range
Meteorological data at several m

Weather Station
Dust counter
Visible whole-sky camera
IR Cloud monitor

Temperature, Humidity, Wind, Pressure
Rain, (Sunshine, IR radiation )Particle countervisible CCD camera
10μm-band MIR camera

Dust particle
Night sky
Cloudinessat several mthrough atmospherethrough atmosphere

DIMM

Differential Image Motion Monitor

Seeingthrough atmosphereMASS
SCIDARCT2 sensor

Multi-Aperture Scintillation Sensor
Scintillation
Scintillation Detection and Ranging
Scintillation
Micro-thermal Turbulence in Surface Layer Turbulence

SNODAR (planned)
Surface layer Non-Doppler Acoustic Radar Scintillation
GPS-PWV (planned)
measure PWV using GPS signal delays
PWV* Currently available instruments (China, Japan)

1km to several 10km
1km to several 10km
0 m to several 10 m
8m～200m
accuracy ～0.5mm

CT2 sensors on
40m tower(at Ali)
Cloud Monitor

Weather Station(at Karasu)

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Cloudiness observed w/ CloudMon at Oma in 2008 and 200921

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Sample Images of CloudMon at Oma on 2008/12/24
All-sky images, every 1 hous, taken w/Cloud Monitor at Oma on 2008-12-24
Ground-based MIR images (Thermal-Eye 2000B Camera, 7.5-13 μm (320x240 pixel array), 1 frame/ 1 min)22

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Comparison between CloudMon (MIR) image and Visible image
on 2007 March 17 05:35:55UT

Using intensity of solar image

CloudMon detection limit of Cloud w/ 5 % extinction

Sun
CloudMonitor image(MIR)

Digital camera(Visible)201130313_Okayama38mWS_Sasaki.pptx

西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Clouds observed w/Weather Satellite and ground-based CloudMon
Weather Satellite, FY2-D in IR(10μm)

MIR Cloud Monitor Camera (7-14μm)

Ground-based Monitoring of Clouds in the sky is very useful to evaluate the site,
as weather satellite data is difficult to clarify localized cloud behaviors.

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Cloudiness judged w/ CloudMon Images at Oma in 2008 Dec.
Clear
Fine/fair/partly cloudy
Cloudy/rainy

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Clear sky ratios at Oma, except summer monsoon season, arearound 70%, which are comparable to at Mauna Kea, Hawaii, andmuch bettre than at Okayama, Japan.
Subaru : statistics during 2000-2010
OAO: summary report during 2008-200926

China-Japan
Collaborative Site Testing in West China
西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

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CT2 measurements at Karasu and at Oma

Temperature sensor
A pair of CT2 sensors w/ 25μm Ni wire
Temperature Structure Coefficient2

2CT (z) CT (z0 ) exp( (z z0 ) / zh )CT

2T (r1 ) T (r2 )

2

r2/3

Image deterioration estimated from CT2( z ) 5.3

1/ 55

7.9 10 P
T2

6/5
2

CT ( z ) z h

3/ 527

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Comparison of image deterioration at Zh with seeing w/ SBIG camera at Oma[注意] 上記第2図中のシーイング値は、 SBIG社による北極星星像サイズ測定値からの変換値であり、28
DIMMによる測定値の約２倍となっている。

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Wind Speed Statistics at Gar and Oma in Nov, Dec, Jan
Gar is the new site near 獅泉河, Alt:5080m. Close to air port, but suffer too strong wind.

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Wind Speed Statistics at Oma and Gar compared with Subaru

Oma

Gar
Gar site is NOT suitable for Telescope
due to strong wind.

Subaru30

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

ピア加振試験による固有振動数測定と風外乱による光学性能劣化の推定
すばる望遠鏡でのピア加振試験
上部ピアに加振 160kgf =>下部基礎の傾き角0.0013”
ピア固有振動数
南北 6.9Hz
東西 6.7Hz
加振
風外乱によるドーム土台の傾斜→ ピアの傾斜→ 光学性能劣化0.07”以下の確認→主鏡面での風速
1-2m/sec 以下の要請→穴あきウィンドースクリーンの採用
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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

ほかにいい場所はないのか？
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Gar

75
81
カイラス山

Clear Sky Ratio Map201130313_Okayama38mWS_Sasaki.pptx

西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Possibly best site near Gar in west Tibet

チベット仏教、ボン教、ヒンドゥー教、ジャイナ教の聖地 Kailash 山（標高6656m）

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Possibly best site near Gar in west Tibet
Ali_AnotherPeak#1

Ali_AnotherPeak#2

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Possibly best site near Gar in west Tibet
Ali_AnotherPeak#2

Ali_AnotherPeak#2

Google Earth shows
Peak#2
東経 80:53:16.27
北緯 32:20:27.27
Alt. 5810m

Peak#1
81:17:59.91
31:48:07.965825m

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

Possibly best site near Gar in west China
70

Gar

75
81

Clear Sky Ratio Map

Peak#2
Peak#1

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

京都3.8望遠鏡を西チベットに置こう！
- Fan-shaped segmented 18 mirros- light-weighted truss structure- 1st light in 2014(?)

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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

西チベット3.8m望遠鏡の役割は何か？
汎地球観測網の重要なサイト
変光星観測サイト網の候補地
http://www.aavso.org/
ガンマ線天体観測サイト -> 専用望遠鏡の設置（広島大）
チェレンコフ光望遠鏡の候補地
Cherenkov Telescope Array
CTA/LST
京都大学望遠鏡技術開発、装置開発の運用拠点化
口径23m
すばる望遠鏡、TMT（国立天文台）、TAO6.5m(東大)に連携（拮抗）する光赤外線望遠鏡
将来のスペース天文学に発展する技術開発、天文研究の進展
京都の文化系仏教系大学のチベット研究拠点への発展を展望しよう。
京大文学部、大谷大学、龍谷大学、．．．
京大東南アジア研究所に相当する研究施設を！

岡山3.8m望遠鏡実現で培われた能力を西チベット3.8m望遠鏡で花開かせよう！
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西チベットに京都3.8mレプリカ設置は可能か？

情報
Medium-Size Telescope Science Workshop
East Asian Core Observatories Association (EACOA)
June 21-25 2013, Kunming, China
http://mstw.csp.escience.cn/dct/page/1
SOCには、土居さん(東大)と吉田さん(広島大)が入っています。
申込み締切 : May 31, 2013

サイト調査に関わる情報の最新版は、
http://sasakihome.info/~sasaki/TibetSiteSurvey/index.html

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