Зони с изкуствено осветление на небето. Карти на светлинното замърсяване за астрономи аматьори Google Light Pollution Map

Осветителни картиТе ви позволяват грубо да си представите какво и къде може да види един любител астроном, като вземете предвид осветеността от населените места и изберете най-доброто място за наблюдения, ако имате кола.
Картите на осветеността, показани тук, са съставени от членове на форума www.starlab.ru. Те са съставени въз основа на карти на осветеността от приблизително 1998-2001 г. Данните са остарели, но все още не съм намерил по-подробни данни, разделени на зони.

За съжаление, файловете първоначално бяха публикувани на временен ресурс на трета страна, от който бавно изчезват - публикувах ги тук, за да не изчезнат напълно. До него са размерите в мегабайти. Ако имате липсващи светлинни карти, които нямах време да запазя, моля, изпратете ги!

Светлинната карта на Урал не се отваря във всички браузъри. По-добре е веднага да запазите този файл при себе си и да го отворите на компютъра си.

Тези карти на осветеност са удобни, защото не само показват нивото на осветеност, но и са разделени на зони, по които можете да определите какво може да се очаква в дадена област.
Обозначения на цветни зони на дадените карти на осветеност:
черен (Сив(0.01-0.11) - Светлината на Млечния път хвърля сенки върху светлите неща. Облаците са по-тъмни от небето. Няма куполи на осветление. Млечният път показва почти всеки детайл. Наличен магнитуд до 7,1-7,5
Син(0.11-0.33) - Много ясен млечен път със структура. Осветителни куполи с височина до 10-15 градуса. Наличен магнитуд до 6.6-7.0
зелено(0,33-1,0) - Зодиакалната светлина може да се види в добри нощи. Млечният път също се вижда на хоризонта. Наличен магнитуд до 6,2-6,5
Жълто(1.0-3.0) – Млечният път се вижда ясно в зенита, но е трудно различим към хоризонта. Осветителни куполи до 45 градуса височина. Наличен магнитуд до 5,9-6,2
портокал(3.0-9.0) – Млечният път е трудно различим в зенита си. Куполи от светлина по целия хоризонт. Облаците са по-ярки от небето. Наличен магнитуд до 5.6-5.9
червен(9.0-27.0) - Млечният път не е наличен. Над 35 градуса надморска височина небето е сиво. Наличен магнитуд до 5.0-5.5
Бяло (>27.0) [
Съотношението на яркостта на естественото и осветеното небе е посочено в скоби.
Параметърът на величината за квадратна дъгова секунда е посочен в квадратни скоби.
Не забравяйте, че сега осветлението е по-силно. Следователно картите на осветеността са малко остарели и е необходимо да се въведе корекция, като се измести към по-лошо.

По-нови светлинни карти, но без цветово разделение на зони:
Светлинна карта на Минск: Изтегляне (280 kb)
Светлинна карта на Санкт Петербург: Изтегляне (250 kb)

Светлинните карти, разбира се, са полезни, но не можете да избегнете светлинното замърсяване, дори ако тези карти са три пъти правилни... Опитайте да използвате специални филтри, които абсорбират определени части от спектъра на живачни и натриеви лампи на открито.

 или кажете на приятелите си:

Вероятно би било правилно да се отбележи, че визуалните астрономически наблюдения са истинско изкуство, на изучаването на което, като любимо хоби, мнозина посвещават целия си живот. В същото време начинаещият често може да бъде много разочарован от това, което вижда дори през най-качествения и скъп телескоп поради лоши условия за наблюдение и малък опит. Да, точно къде наблюдавате и какви методи на наблюдение използвате може да бъде основният фактор, който изцяло влияе върху резултатите и вашите впечатления от наблюденията.

В тази статия ще се опитаме да говорим по-подробно за всички фактори, които влияят негативно на качеството на изображението, изградено от телескоп, и някои начини за борба с тези фактори.

Небесно осветление. Индустриален фактор

Първото нещо, което обикновено вреди на астрономическите наблюдения и което както астрономите аматьори, така и професионалистите се опитват да избегнат толкова много, е небесното изригване. Разбира се, най-много засегна любителите на астрономията, живеещи в големите градове. Вредното осветление може да бъде разделено на три категории: общо осветление на небето, причинено или от изкуствено осветление на въздуха от фенери, или от естествено осветление на небето, и локално осветление.

Общото осветление на небето се състои от светлина от улични лампи, сгради и други компоненти на градската инфраструктура. Светлината, разпръсната във въздуха, изкуствено увеличава яркостта на фона на небето. Друг значителен източник на светлинно замърсяване в атмосферата може да бъде Луната; особено по време на пълнолуние, нашият естествен спътник отразява достатъчно светлина от Слънцето, за да направи редица интересни мъглявини и галактики недостъпни за наблюдение.

Снимките по-долу показват сателитни карти на индустриалното осветление в областите Киев и Харков - по-осветените региони са маркирани с ярки цветове, а местата с тъмно небе са маркирани с тъмни цветове.

Естествено осветление на небето

Има и естествено осветление на небето - в разгара на лятото, когато е толкова удобно да се извършват астрономически наблюдения, нощите са твърде кратки, сутрешният астрономически здрач започва едва преди края на вечерта. Един наблюдател, дори и в най-тъмното място, получава не повече от час тъмно време, което естествено не е достатъчно за извършване на сериозни наблюдения. Най-кратките нощи в средните ширини се случват на 20 юли. Освен това, дори в предградията, в ъгли с доста тъмно небе, осветлението може да се разпространи от привидно вече далечен град, когато се появи лека мъгла или просто се увеличи влажността на въздуха.
В северните райони има периоди, когато небето изобщо не потъмнява, това са така наречените „бели нощи“, през които не настъпва астрономически здрач, а гражданският здрач продължава през цялата нощ. Бели нощи могат да се наблюдават в райони над приблизително 60-та ширина. Въпреки че „белите нощи“ са наистина вълшебни природни явления, любителите на астрономията, живеещи в северните ширини, си вземат почивка през това време. Дори след полунощ небето има светлосин цвят, сякаш слънцето тъкмо залязва.

А най-известният феномен на естественото осветяване на небето е красивото северно сияние. Те възникват близо до северния полюс поради навлизането в земната атмосфера и последващата йонизация на заредени частици от слънчевия вятър. Явлението е невероятно красиво, но дори и в този момент е невъзможно да се извършват сериозни наблюдения на обекти от дълбокото небе. Но в такива нощи и най-запалените любители на визуалните наблюдения вадят фотоапаратите си, за да заснемат този прекрасен природен феномен.

Локално осветление

Можете да се отървете от този проблем, като използвате обикновена качулка - къса тръба, чиято дължина е равна на диаметър и половина на главното огледало на телескопа. Сенникът на обектива може просто да се навие от боядисан в черно картон, парче черна пластмаса или друг подходящ материал. По този начин, чрез изкуствено увеличаване на дължината на предния участък на тръбата, ние отрязваме всички косо насочени лъчи. Ето как можете просто значително да увеличите контраста на изображението, когато наблюдавате в условия на силно локално осветление. Такава качулка ще бъде не по-малко полезна за телескопи с огледални лещи на системите Maksutov-Cassegrain и Schmidt-Cassegrain, тъй като лъчите, разпръснати по повърхностите на предния менискус или коректор, също могат значително да намалят контраста. В допълнение, сенникът на обектива ще служи като отлична защита срещу падане на роса върху оптиката.

За любителите на обектите от дълбокото небе също е важно да предпазят очите си от излагане на светлина. В края на краищата фините детайли в структурата на мъглявините могат да се видят само след като окото се адаптира добре към тъмното. Много наблюдатели използват пелерини от черен плат или специални окуляри, за да предпазят очите си от външна светлина.

Атмосферна турбуленция

Когато наблюдавате Луната, планетите и двойните звезди, често е необходимо да използвате доста голямо увеличение, което ще бъде доста ефективно само ако качеството на изображението е добро. Но качеството на изграденото изображение може не винаги да зависи само от оптиката на телескопа. Изображението може да се влоши значително и фините детайли може да са невидими поради така наречената атмосферна турбуленция. Същността на това явление е, че масите от топъл и студен въздух се смесват, създавайки струи и вертикални потоци от „трептящ“ въздух, подобно на това, което се случва над огън или гореща повърхност на магистрала. Това силно изкривява изображението.

Струите, преминаващи пред обектива, създават кръгли и динамично променящи се въздушни уплътнения, които действат като некачествена леща, допринасяйки за силна загуба на острота на телескопа. Професионалните астрономи, за да избегнат това явление, разполагат обсерваториите си по склоновете на високите планини и освен това използват адаптивна оптика. Адаптивната оптика е система, която извършва качествени и количествени измервания на атмосферни смущения и въз основа на данни, получени и обработени от компютър, изкривява повърхностите на оптичните елементи, за да се адаптира към атмосферата и да подобри качеството на изображението. Изненадващо, някои западни компании вече разработват подобни технологии за любители на астрофотографията. Днес такива устройства са несъвършени и много скъпи, но може би след известно време всичко ще се промени.

Все пак сега по-достъпна опция е да търсите места за наблюдение с по-стабилно небе. Но ако това не е възможно, е необходимо да се изключи поне изкуствената турбуленция. Сградите, които се нагряват през деня и отдават топлината си през нощта, могат да развалят образа много повече от всякакви атмосферни течения. Трябва да се стремите да се отдалечите от такива източници на топлина.

Астроклимат

Необичайно е, че наблюденията от опитен астроном любител често започват с подробен преглед на прогнозата за времето и не само наличието или отсъствието на облаци през нощта на наблюдение, но и подробен анализ на сателитни карти на облачната покривка и наличието на близки силни циклони , влажност на въздуха, температурна разлика между деня и нощта, сила и посока на вятъра. За да получите уверено най-добрите резултати, на които е способен вашият телескоп, трябва да вземете под внимание всички тези фактори.

Лесно е да се досетите, че освен тъмно небе се нуждаем и от спокойно небе. Разбира се, идеалът би бил ясна нощ някъде високо в планината, където въздухът е много разреден и влажността е ниска, няма вятър и наблизо се издигат топли въздушни течения... Но, уви, малко хора имат възможност често да наблюдаваме в такива условия. Но не се отчайвайте, вместо това можете да изучавате астроклимата достатъчно подробно в достъпна зона. Да кажем една година да водим дневник с отчети за наблюденията и качеството на небето, спокойствието на атмосферата и броя на облачните нощи. В крайна сметка наблюдателят ще получи информация за броя и съотношението на ясните нощи годишно в даден регион, през кои периоди атмосферата е най-стабилна и в същото време могат да се записват прогнози за времето. Такава информация може да бъде много ценна за планиране на бъдещето, особено серийни и систематични наблюдения. Освен това си струва да уловите моменти на внезапни промени във времето. Резките пориви на вятъра, промените в температурата, промените в налягането и влажността са това, което обикновено носи малко радост на любителите на астрономията в прогнозите за времето.

Освен това изображението на небесните обекти може да се промени значително през нощта. Например, много добри условия за наблюдение на планети могат да бъдат непосредствено след залез слънце, когато въздухът все още не се е охладил, или преди изгрев слънце, когато въздухът е приел доста стабилна температура след нощта. Внезапните промени в температурата на въздуха няколко часа след залез слънце обикновено са причина за лоши изображения. Доста добри изображения често могат да бъдат постигнати след полунощ.

За наблюдателя на дълбокото небе системните оценки на прозрачността на атмосферата са важни. Ако прозрачността не е толкова важна за планетите, но спокойствието и стабилността на изображението са по-важни, тогава лека мъгла в небето ще отнеме добра половина от каталога на обектите на дълбокото небе. Прогнозите за прозрачност могат да бъдат направени чрез наблюдение на област от небето, като известен звезден куп, свързан с данни в звезден атлас, каталог или програма за планетариум. Съответно е необходимо да се вземе предвид максималната звездна величина, достъпна за телескопа. Ако най-слабата звезда, която откриете, има величина, близка или дори равна на изчислената максимална величина на телескопа, тогава можете да сте сигурни, че имате красиво, прозрачно и девствено тъмно небе над главата си.

Везна за пикеринг

Известният наблюдател от края на деветнадесети и началото на двадесети век Уилям Пикъринг създаде 10-степенна скала за оценка на качеството на изображението на звезда, дадено от телескоп при различни атмосферни условия. Скалата варира от едно до десет и от най-лошото състояние на атмосферата до най-доброто (вижте анимацията). Водени от това, можете сами да определите спокойствието на атмосферата над вашата платформа за наблюдение. Но трябва да запомните, че за да получите спокойно изображение, първо трябва да оставите оптиката на телескопа да се охлади и да приеме температурата на въздуха. И ако и след това изображението на звездата не стане ясно, не трябва да прибирате телескопа в килера, защото през нощта състоянието на атмосферата все още може да се промени, а междувременно можете да се посветите на наблюдението на обекти от дълбокото небе.

Заключение

След като разбере основните изисквания, чието изпълнение е необходимо за успешни наблюдения, начинаещият може да се обърка и да заключи, че в неговите условия, често балкон на апартамент в многоетажна сграда, е напълно невъзможно да се проведе достатъчно високо- качествени наблюдения. Но това съвсем не е така; астрономическите наблюдения зависят изцяло от това колко усърдие и здравословен ентусиазъм влага наблюдателят в постигането на целта. Всеки може да подобри и защити своето място за наблюдение, за да постигне по-добри резултати; някои от препоръките в тази насока ще очертаем във втората част на статията „Изкуството на визуалните наблюдения“.

И сега, за да завършим статията, нека да разгледаме примера на известния американски наблюдател Джордж Алкок (1912-2000). Още като дете Джордж, който е сериозно запален по астрономията, изучава небето с помощта на обикновен бинокъл. Интересното е, че Джордж Алкок откри маса от комети, астероиди и нови звезди, използвайки обикновен бинокъл и звезден атлас. Като толкова опитен наблюдател, дори в най-населените със звезди райони на Млечния път, Джордж забеляза нови звезди. Заради заслугите си Алкок е признат за гигант в астрономията както от аматьори, така и от професионалисти и става член на Британското кралско астрономическо дружество и Нюйоркската академия на науките. Примерът на Джордж Алкок ясно показва, че посредствените условия за наблюдение и скромното оборудване изобщо не са толкова сериозна пречка за постигане на изключителни резултати от наблюденията.

27 ноември 2014 г., 13:32 ч

Първият в света атлас на изкуственото осветление на небето (пълното име - "Световен атлас на изкуствената яркост на нощното небе в зенита на морското равнище") е съставен от италиански и американски учени въз основа на сателитни данни. Сравнявайки получената информация с данните за гъстотата на населението, те успяха да разделят всички жители на планетата на групи в зависимост от изкуственото осветление на небето в мястото им на пребиваване. Оказа се, че една пета от населението на планетата, повече от половината жители съответно на САЩ и ЕС, както и малко над 40% от населението на Русия са лишени от възможността да видят Млечния път, зодиакална светлина и повечето от съзвездията с невъоръжено око в мястото им на пребиваване. И накрая, една десета от жителите на Земята и 1/7 от жителите на Европа и Русия са лишени от възможността да видят небето, поне донякъде напомнящо нощното небе.

Освен че показва степента на светлинно замърсяване на небето в близост до градове и други населени места, тази карта точно отразява икономическата ситуация и разпределението на населението в различни части на света. Ясно се виждат Централна и Северна Европа, източното крайбрежие на САЩ и Япония. Югозападна Европа, Източен Китай, Северна Индия, регионите на европейската част на Русия и Източна Украйна „светят“ малко по-слабо. Най-яркото „петно“ в Африка е в западната й част, в Нигерия, но това се обяснява не с човешка дейност, а с изригвания на горящ природен газ.

Странно, силно сияние близо до Фолкландските острови, които са населени повече с овце, отколкото с хора, също може да бъде изненадващо. Според съставителите на атласа причината се крие в активния добив на газ и нефт в тази зона (очевидно свързаният газ се изгаря). Подобно „осветление“ може да се наблюдава и в Северно море, Южнокитайско море и Персийския залив.

Градско небе без светлинно замърсяване.

Ето как би изглеждало небето в града, ако в него се виждаха звезди.

Времетраене, обработено от астрофотографа Серхио Гарсия Рил

Астрофотографът Серхио Гарсия Рил реши да създаде симулирана версия, наречена „Нощно градско небе“.
„Снимам звездното небе от няколко години, което ми наложи да пътувам извън града, за да го видя и снимам поради светлинното замърсяване“, пише Рийл на уебсайта си. „Но исках да направя комбинация от снимки, където небето може да се види в рамките на града, и направих всичко по силите си, за да се опитам да симулирам как би изглеждало без светлинно замърсяване.“
Неговите видеоклипове включват градовете Хюстън, Далас, Остин и Сан Антонио.

Изкуствено осветление на небето

Преместено от Meteoweb.narod.ru

Първият в света атлас на изкуственото осветление на небето (пълното име - "Световен атлас на изкуствената яркост на нощното небе в зенита на морското равнище") е съставен от италиански и американски учени въз основа на сателитни данни. Сравнявайки получената информация с данните за гъстотата на населението, те успяха да разделят всички жители на планетата на групи в зависимост от изкуственото осветление на небето в мястото им на пребиваване. Оказа се, че 2/3 от населението на света, 99% от населението на САЩ и Европейския съюз и 87% от жителите на Русия живеят в райони със забележимо светлинно замърсяване. Освен това една пета от населението на планетата, повече от 2/3 и половината от жителите съответно на САЩ и ЕС, както и малко над 40% от населението на страната ни са лишени от възможността да видят Млечния Начин с невъоръжено око в мястото им на пребиваване. И накрая, една десета от жителите на Земята и 1/7 от жителите на Европа и Русия са лишени от възможността да видят небето, поне донякъде напомнящо нощното небе.
Данните, необходими за съставянето на този атлас, бяха събрани с помощта на сателитна система, която събира радиация в широк диапазон от 440 до 940 нанометра и е особено чувствителна към лъчи от 500-650 nm. Именно в този диапазон излъчват основните „виновници“ за осветяването на небето: мощни живачни (545 и 575 nm) и натриеви лампи (540-630 nm). И така, цялата територия на Земята е разделена на следните зони: черно (, тъмно сиво (0.01-0.11), синьо (0,11-0,33), зелено (0,33-1), жълто (1-3), оранжево (3-9), червено (9-27) и бяло (>27). Стойностите, посочени в скоби, показват колко пъти изкуствената яркост на небето надвишава средната естествена.

"Лека" карта на света.

Естествената яркост на небето е яркостта на такава област, в която окото не може да различи отделни звезди. Основните причини, поради които нощното небе, дори в най-дълбоките кътчета на Земята, не е напълно черно, са следните: сияние в горните слоеве на атмосферата (химични реакции, излъчващи фотони, причинени от облъчване на атмосферни газови молекули през предходния ден), отразена слънчева светлина от междупланетни частици (т.н. зодиакална светлина), звездна светлина, разпръсната от междугалактически прах, комбинирана светлина от отделни звезди, невидими за окото, и други причини.
Вижте колко точно тази карта отразява икономическата ситуация и разпределението на населението в различните части на света. Ясно се виждат Централна и Северна Европа, източното крайбрежие на САЩ и Япония. Звукът е малко по-слаб в югозападна Европа, източен Китай, северна Индия, региони на европейската част на Русия и източна Украйна. Най-яркото „петно“ в Африка е в западната й част, в Нигерия, но това се обяснява не с човешка дейност, а с изригвания на горящ природен газ.
Странно, интензивно сияние близо до Фолкландските острови, които са населени повече с овце, отколкото с хора, също може да бъде изненадващо. Според съставителите на атласа причината се крие в активния добив на газ и нефт в тази област (очевидно свързаният газ се изгаря). Подобно „осветление“ може да се наблюдава и в Северно море, Южнокитайско море и Персийския залив.

Фигурата показва част от територията на Русия. Опитайте се да намерите вашия град или регион на тази карта.
Според съставителите на атласа разпределението на населението по зони на експозиция е както следва:
- черно и сиво - 13%,
- синьо - 7%,
- зелено - 7%,
- жълто - 13%,
- портокал - 26%,
- червено - 26%,
- бяло - 8%.

Карта на Москва и Московска област. Без коментари.

Това често е фонът на небето при снимки, направени с дълги експозиции на места със силно осветяване.
Тази снимка е направена през есента на 2000 г. в района на Западна Москва. Интензитетът на изкуственото осветление е 3 пъти по-висок от естествената яркост на небето (границата на оранжевата и жълтата зона).

Електрическото осветление създава мъгла в небето - светлинно замърсяване - което ни затруднява да видим звездите.

Хипнотизиращата гледка на звездното небе дължим на възникването на представите за безкрайността на Вселената и множеството светове, мечтата за полет до звездите... Тя неизменно вдъхновява художници, писатели и поети. Колко стихотворения са посветени само на Млечния път! „Месецът не се вижда. Млечният път блести... Звездите си говорят.” - пише Константин Балмонт през 1895 г.

Карта на светлинното замърсяване в Русия (цветни кодове на следващата фигура)

Цветови кодове за илюстрации. Първата колона показва съотношението на изкуствената яркост на небето към естествената. Второ, изкуствената яркост на небето в mcd/кв.м.

Световна карта на светлинното замърсяване

Карта на светлинното замърсяване на САЩ

Карта на светлинното замърсяване на Европа

Страните от Г-20, класирани по население, изложено на светлинно замърсяване (в μd/кв.м.).

Страните от Г-20, класирани по най-голямата замърсена площ

Но ето изненада: американски и италиански физици са открили, че една трета от човечеството, включително 60% от европейците и почти 80% от северноамериканците, в момента не могат да видят Млечния път. Причината за това е светлинното замърсяване, създавано през нощта от изкуственото осветление на населени места и пътища.

Светлината от изкуствени източници на светлина, разпръсната в атмосферата, увеличава яркостта на нощното небе. Тези, които са летели със самолет през нощта, са виждали огромни светещи куполи над големите градове. Небето обаче свети и над незаети зони, тъй като светлината на голяма надморска височина може да пътува много далеч от източника.

Този атлас показва, че около 83% от световното население, включително повече от 99% от населението на Съединените щати и Западна Европа, живее при светлинно замърсяване на небето. Небето се счита за замърсено, когато изкуствената яркост в зенита надвишава 14 миликандела на квадратен метър (mcd/sq.m). Имайте предвид, че яркостта на безлунно нощно небе при ясно време е 200 mcd/sq.m.

Най-замърсената страна в света е Сингапур, където цялото население живее под небе, което е толкова ярко, че окото не може да премине към нощно виждане. Голяма част от населението, живеещо с това ниво на светлинно замърсяване, се намира в Кувейт (98%), Катар (97%), Обединените арабски емирства (93%), Саудитска Арабия (83%), Южна Корея (66%) и Израел (61%). Струва си да се отбележи, че това се дължи на високата компактност на населението в тези страни. Почти всички жители на Сан Марино и Малта не могат да видят Млечния път.

Най-слабо засегнатите от светлинното замърсяване страни са Чад, Централноафриканската република и Мадагаскар, където повече от три четвърти от жителите живеят в девствено небе. Големи райони на Канада и Австралия също запазиха най-тъмните си небеса.

От големите европейски държави Германия е най-малко замърсена, а Испания е най-замърсена. Нощното небе остава непокътнато само в малки области в Шотландия, Швеция и Норвегия. Леко нощно светлинно замърсяване се среща в 23% от зоната между 75°N и 60°S, 88% от Европа и почти половината от Съединените щати, въпреки огромните открити пространства на американския запад. Русия има огромни площи незамърсена територия (повече от 80%), но повече от 90% от населението й живее под светло замърсено небе.

Skyglow пречи на наземните оптични астрономически наблюдения. Ефектите от светлинното замърсяване върху хората все още са слабо разбрани. Как възможността да съзерцаваш пълно звездно небе влияе върху личностното развитие? В крайна сметка това е дълбока промяна в фундаменталния човешки опит. Както отбеляза един от авторите на произведението, вече има цели поколения хора в Съединените щати, които никога не са виждали Млечния път.

Светлинното замърсяване има значително въздействие върху природата. Изкуствената светлина може да обърка насекоми, птици, морски костенурки и други диви животни, поставяйки ги в смъртна опасност.

Управлението на светлинното замърсяване може да си струва да се обмисли. Можете да екранирате източниците на светлина, да намалите яркостта им или просто да ги изключвате понякога.

Интерактивна карта на замърсяването и други данни можете да видите на