标题：太阳塔
概述
太阳塔，又称为塔式太阳望远镜，是专门用于观测太阳的天文设备。太阳塔的高度通常在20米以上，目的  太阳望远镜在避免受到地面被太阳能加热产生的热辐射造成的大气扰动，塔的顶部安置观测太阳的定天镜，将太阳光垂直导入正下方安置的成像系统和观测仪器。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。
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。 又名塔式太阳望远镜。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  美国基特峰国立天文台的太阳塔。热气流隔开，塔内的空气  南京大学的太阳塔层次大致是水平的，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。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(见彩图)。[1]
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。
建造历史
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，是世界上最早见成的太阳塔。紧接着，150尺高的太阳塔也在1912年完成。60尺的太阳塔现在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），就是用来研究契忍可夫辐射；还有魏兹曼学院的太阳能塔
太阳塔望远镜
用于观测太阳的大型仪器。人们不能直接用肉眼去看太阳，因为强烈的阳光会伤害我们的眼睛；而且在太阳光的照射下，由于地面热空气上升，会使物体的像发生抖动，这是在日常生活中常常见到的现象。为了见效地面空气对太阳像的这种干扰，人们都将观察太阳的仪器放在外形看起来像一座宝塔似的建筑物里，这种塔一般高达20米以上，在塔顶放一块反光镜，将太阳光垂直转射到装在塔内的望远镜上面，再传到各个观测太阳的附属设备上，以便对太阳的各种特性进行科学研究。人们将这种装置在塔形建筑内的观测太阳的仪器称为“太阳塔”或者“塔式望远镜”。第一架太阳塔是美国天文学家海尔于1904年设计并制造的。
太阳塔发电
烟囱效应造电:澳大利亚千米“太阳塔”工程 
澳大利亚EnviroMission公司正在准备建造一个规模庞大的太阳能风力发电站，即“太阳塔”工程。该发电装置位于澳大利亚新南威尔士州（New South Wales）温特乌斯郡（Wentworth）的波朗格（Buronga）。 
这座高达1000米的“太阳塔”发电容量达到200MW，足够20万户家庭使用，相当于澳大利亚Tasmania州首府Hobart全市或者墨尔本主要郊区Geelong全市的用电量。 
“太阳塔”投入运行之后，每年可以减少至少90万吨温室气体CO2的产生，生命周期分析为2.5年（名词解释：生命周期分析主要是针对产品进行的，是对某种产品从原料采掘到生产、到产品直至其最终处置的过程，考察其对环境的影响）。 
澳大利亚“太阳塔”工程共分为六个阶段进行：设计优化（已完成）、商业可行性预测和探讨（已建成）、可行性最终讨论（正在进行）、设计和施工方案的最终审定、施工和调试、投入商业运作。Enviro Mission目前还处于第三阶段运作，主要包括项目协作和筹集资金。而南非提出的一项计划更加雄心勃勃，他们想要建造高达1500米的太阳塔，用来为纳米比亚的首都供电。
技术原理
“太阳塔”技术原理如下：太阳对“太阳塔”底部圆盘状集热器中的空气加热，由于“烟囱效应”，集热区域的空气被太阳辐射加热后便向塔底部流去，在塔内集中并形成一股向上流动的强大空气流，热气流沿着“太阳塔”这根“烟囱”继续向上升，推动塔内特别设计的一组32台每台发电容量为6.25MW的涡轮，产生电力。塔底入口处空气温度为70℃，空气流速为15m/s，塔顶空气出口温度为20℃。到了晚上，白天积聚在热能存储单元中的热能，此时开始释放出来，继续推动涡轮旋转，因而“太阳塔”可以一年365天、一天24小时不间断地工作。
中试样机
为了确保澳大利亚“太阳塔”发电的成功，德国的设计者和建造工程公司Schlaich Bergermann and Partner联同西班牙政府，在西班牙的Manzanares建造了一个小型的样板装置进行中试。中试样机在1982至1989间的7年运行中产生了50KW的电能。中试的研究结果验证了这种风道式太阳能发电的构想是可行的，过程中取得的数据为下一步扩大规模的设计提供了依据。
设计者
“太阳塔”之设计出自于德国著名建筑工程师J?rg Schlaich教授的手笔。J?rg Schlaich教授是建造慕  太阳塔尼黑奥运场的德国公司Schlaich Bergermann and Partner的始创合伙人之一，这德国公司曾建造香港的汀九桥（Ting Kau Bridge）及加拿大蒙特利尔奥运场。
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，也是中国唯一一座塔式太阳望远镜。 
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  大阪太阳塔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。
发展趋势
烟囱效应造电:澳大利亚千米“太阳塔”工程 澳大利亚EnviroMission公司正在准备建造一个规模庞大的太阳能风力发电站，即“太阳塔”工程。该发电装置位于澳大利亚新南威尔士州（New South Wales）温特乌斯郡（Wentworth）的波朗格（Buronga）。  设计效果图这座高达1000米的“太阳塔”发电容量达到200MW，足够20万户家庭使用，相当于澳大利亚Tasmania州首府Hobart全市或者墨尔本主要郊区Geelong全市的用电量。 
“太阳塔”投入运行之后，每年可以减少至少90万吨温室气体CO2的产生，生命周期分析为2.5年（名词解释：生命周期分析主要是针对产品进行的，是对某种产品从原料采掘到生产、到产品直至其最终处置的过程，考察其对环境的影响）。 
澳大利亚“太阳塔”工程共分为六个阶段进行：设计优化（已完成）、商业可行性预测和探讨（已完成）、可行性最终讨论（正在进行）、设计和施工方案的最终审定、施工和调试、投入商业运作。EnviroMission目前还处于第三阶段运作，主要包括项目协作和筹集资金。 
据英国媒体2002年9月7日披露，澳大利亚政府日决定全力支持“大型环保能源工程”的建设——造一座高达1000米的“太阳塔”，这一高度将是世界上目前最高的建筑——加拿大国家铁塔CN塔的近2倍！ 
现代“巴比伦通天塔”， 简单地说这项工程是一个规模极为庞大的太阳能风力发电站。它的工作原理也很简单——对流原理，即热空气向上升，冷空气下降——而那座高达1000米的“太阳塔”的作用则和一根烟囱的作用类似。在这根“大烟囱”的底端，是一个直径达7000米的集热器（如右图），太阳对这个圆盘形状的集热器中的空气加热，然后，温度将达到65℃的热空气从四面八方向集热器中部的“太阳塔”汇集，形成了一个巨大的温室。接着，由于对流效应，热气流沿着“太阳塔”这根“大烟囱”以35英里每小时的高速度继续向上升，推动“烟囱”内部特别设计的涡轮，并产生电力。到了晚上，这个发电系统依然可以工作。白天积聚在热能存储单元中的热能，此时开始释放出来，继续推动涡轮旋转。和传统的风力发电系统不同，这个“太阳塔”不管天气好坏都可以很顺利地工作。道理很简单，它可以自己产生风动力，而且一天24小时、一星期7天永不间断。工程中那根1000米高的“太阳塔”，有人把它形容成是现代的“巴比伦通天塔”，如果它真能建起来的话，即使在离开地面100多公里的太空中，也将清晰可辨。