Зона штучного засвічення неба. Карти засвітки для астрономів-аматорів Карта світлового забруднення google

Карти засвіченнядозволяють приблизно уявити, що і де може побачити астроном-аматор з урахуванням засвічення від населених пунктів і вибрати найкраще місце для спостережень, якщо є машина.
Наведені тут карти засвічення складено учасниками форуму www.starlab.ru. Вони складалися на основі карт засвітки приблизно 1998-2001 років. Дані застаріли, але докладніших, з поділом на зони, я поки що не знайшов.

На жаль, вихідні файли викладені на сторонньому часовому ресурсі, з якого потихеньку зникають - виклав тут, щоб не зникли остаточно. Поруч дано розміри в мегабайтах. Якщо у вас є зниклі карти засвічення, які я не встиг зберегти - надішліть будь ласка!

Карта засвітки Уралу відкривається не у всіх браузерах. Краще збережіть цей файл до себе і відкривайте його на своєму комп'ютері.

Ці карти засвічення зручні тим, що вони не просто показують рівень засвічення, але й розділені на області, за якими можна визначити, на що ПРИМІРНО можна розраховувати в тій чи іншій місцевості.
Позначення кольорових зон на картах засвічення:
Чорний (Сірий(0.01-0.11) - Світло чумацького шляху відкидає тіні на світлі речі. Темні небо хмари. Куполів засвічення немає. Чумацький шлях виявляє майже всі деталі. Доступна зоряна величина до 7.1-7.5
Синій(0.11-0.33) - Дуже точний чумацький шлях із структурою. Куполи засвічення до 10-15 градусів висоти. Доступна зоряна величина до 6.6-7.0
Зелений(0.33-1.0) - Зодіакальне світло можна побачити доброї ночі. Чумацький шлях видно і біля обрію. Доступна зоряна величина до 6.2-6.5
Жовтий(1.0-3.0) - Чумацький шлях добре видно в зеніті, але важко відрізняється до горизонту. Куполи засвічення до 45 градусів висоти. Доступна зоряна величина до 5.9-6.2
Помаранчевий(3.0-9.0) - Чумацький шлях важко розрізняється в зеніті. Куполи засвіток по всьому горизонту. Хмари яскравіше за небо. Доступна зоряна величина до 5.6-5.9
червоний(9.0-27.0) - Чумацький шлях недоступний. Вище за 35 градусів висоти небо сіре. Доступна зоряна величина до 5.0-5.5
Білий (>27.0) [
У круглих дужках зазначено співвідношення яскравості неба натурального та засвіченого.
У квадратних дужках вказано параметр зоряної величини квадратну секунду дуги.
Не забувайте, що зараз освітлення стало сильнішим. Тому карти засвічення дещо застаріли і потрібно вводити поправку, зсуваючись у гірший бік.

Нові карти засвічення, але без колірного розбиття по зонах:
Карта засвітки Мінська: Завантажити (280 кб)
Карта засвітки Санкт-Петербурга: Завантажити (250 кб)

Карти засвітки звичайно корисні, але від світлового забруднення нікуди не дінешся, будь ці карти тричі правильними... Спробуйте скористатися спеціальними фільтрами, які поглинають певні частини спектра ртутних і натрієвих вуличних ламп.

 або розкажіть друзям:

Напевно, правильно буде відзначити, що візуальні астрономічні спостереження – це справжнє мистецтво, вивченню якого, як улюбленому хобі, багато хто присвячує все життя. У той же час новачок часто може бути сильно розчарований побаченим навіть у найякісніший і найдорожчий телескоп через погані умови спостережень і малого досвіду. Так, саме те, де Ви спостерігаєте, і які застосовуєте методи спостережень, може бути основним фактором, що цілком впливає на результати та Ваші враження від спостережень.

У цій статті ми постараємося докладно розповісти про всі фактори, що негативно впливають на якість зображення, побудованого телескопом і деякі способи боротьби з цими факторами.

Засвічування неба. Індустріальний фактор

Перше, що зазвичай шкодить астрономічним спостереженням і чого так старанно намагаються уникнути як любителі астрономії, так і професіонали – це засвічення неба. Найбільшою мірою вона торкнулася, звичайно ж, любителів астрономії, які проживають у великих містах. Шкідливе засвічення можна умовно поділити на три категорії – це загальне засвічення неба, обумовлене або штучним підсвічуванням повітря ліхтарями, або природним підсвічуванням неба, і локальне засвічення.

Загальне засвітлення піднебіння становить світло від вуличних ліхтарів, будівель та інших складових міської інфраструктури. Світло, що розсіюється в повітрі, штучно підвищує яскравість неба. Ще одним істотним джерелом світлового забруднення атмосфери може бути Місяць, особливо в повний місяць наш природний супутник відображає достатню кількість світла від Сонця, щоб зробити недоступним для спостережень низку цікавих туманностей і галактик.

На знімках нижче зображені супутникові карти індустріального засвічення Київської та Харківської областей - яскравими кольорами відзначені більш засвічені регіони, а темними кольорами місця з темним небом.

Природне засвітлення неба

Існує також природне засвітлення неба - у самому розпалі літа, коли проводити астрономічні спостереження так зручно, ночі надто короткі, ранкові астрономічні сутінки вже починаються тільки давши закінчитися вечірнім. Спостерігач, навіть у темному місці, отримує трохи більше години темного часу, якого природно недостатньо щодо серйозних спостережень. Найбільш короткими ночі у середніх широтах бувають у 20-х числах липня. Крім цього, навіть у передмісті, в куточках з досить темним небом засвітка може поширюватися від, здавалося б, вже віддаленого міста, коли з'являється слабкий туман або просто підвищена вологість повітря.
У північних районах є періоди, коли небо взагалі не темніє, це так звані «білі ночі», в цей час не настає астрономічний сутінок, а всю ніч триває цивільне. Спостерігати білі ночі можна в областях, що знаходяться вище приблизно 60-ої широти. Хоча «білі ночі» є справді чарівним явищам природи, любителі астрономії, що проживають у північних широтах, беруть на цей час відпустку. Небо навіть після опівночі має світло-блакитний колір, ніби Сонця ось-ось тільки село.

А найзнаменитішим явищем природного засвітлення неба є чудові північні сяйва. Походять вони поблизу північного полюса внаслідок потрапляння в атмосферу Землі та подальшої іонізації заряджених частинок сонячного вітру. Явище неймовірно прекрасне, але й у цей час проводити скільки серйозні спостереження дип-ской об'єктів неможливо. Але в такі ночі навіть найзатятіші любителі візуальних спостережень дістають свої фотоапарати, щоб зняти це чудове природне явище.

Локальне засвічення

Позбутися цієї проблеми можна з використанням простої бленди - короткої труби, довжина якої дорівнює полуторному діаметру головного дзеркала телескопа. Бленду можна просто згорнути з картону пофарбованого в чорний колір, шматка чорного пластику або будь-якого відповідного матеріалу. Таким чином, штучно збільшивши довжину переднього відрізка труби, ми відсікаємо всі косо-спрямовані промені. Ось так просто можна значно підвищити контраст зображення при спостереженні в умовах сильного локального засвічення. Не менш корисною буде така бленда для дзеркально-лінзових телескопів системи Максутова-Кассегрена і Шмідта-Кассегрена, оскільки промені, що розсіюються на поверхнях переднього меніска або коректора, можуть також істотно знизити контраст. До того ж бленда буде відмінним захистом від роси, що випадає на оптику.

Для любителів дип-ської об'єктів важливим є ще й захист очей від засвічення. Адже розглянути тонкі деталі у структурі туманностей можна лише після того, як око добре адаптувалося до темряви. Багато спостерігачів використовують накидки з чорної тканини або спеціальні наочники, щоб захистити очі від попадання стороннього світла.

Турбуленція атмосфери

При спостереженні Місяця, планет та подвійних зірок часто необхідно застосування досить великого збільшення, яке буде досить результативним лише у разі хорошої якості зображення. Але якість побудованого зображення які завжди може залежати лише від оптики телескопа. Зображення може сильно псуватись, а тонкі деталі бути непомітними через так звану турбуленцію атмосфери. Суть цього явища полягає в тому, що маси теплого і холодного повітря перемішуються, створюючи струмені та вертикальні потоки «тремтячого» повітря подібно до того, як це відбувається над вогнем або розжареною поверхнею шосе. Це сильно спотворює зображення.

Проходять перед об'єктивом струменя створюють округлі та динамічно змінювані ущільнення повітря, які працюють як неякісна лінза, що сприяє сильній втраті різкості телескопа. Професійні астрономи, щоб уникнути цього явища, мають свої обсерваторії на схилах високих гір, а, крім того, застосовують адаптивну оптику. Адаптивна оптика це система, яка проводить якісні та кількісні вимірювання хвилювання атмосфери і, виходячи з отриманих та оброблених комп'ютером даних, спотворює поверхні оптичних елементів, з метою підлаштуватися під атмосферу та підвищити якість зображення. Дивно, але деякі із західних фірм вже розробляють подібні технології для любителів, які займаються астрофотографією. На сьогоднішній день подібні пристрої недосконалі і дуже дорогі, але можливо через деякий час все зміниться.

Все-таки зараз доступнішим варіантом є пошук наглядових майданчиків із більш стабільним небом. Але якщо такої можливості немає, потрібно виключити хоча б штучну турбуленцію. Будинки, що розжарилися за день, які протягом ночі віддають своє тепло, можуть зіпсувати зображення набагато сильніше, ніж будь-які атмосферні потоки. Потрібно прагнути віддалятися від таких джерел тепла.

Астроклімат

Незвичайно, але спостереження досвідченого любителя астрономії найчастіше починаються з детального перегляду прогнозу погоди і не просто наявності або відсутності хмар у ніч спостережень, а докладного аналізу супутникових карт хмарності та наявності сильних циклонів, вологості повітря, перепаду температури між днем ​​і вночі вітру. Щоб впевнено отримати найкращий результат, на який здатний ваш телескоп, доводиться враховувати всі ці фактори.

Нескладно здогадатися, що окрім темного неба, нам потрібне ще й спокійне небо. Звичайно, ідеальною буде ясна ніч десь високо в горах, де повітря дуже розряджене, а вологість низька, ніякого вітру і теплих потоків повітря, що піднімаються поблизу... Але, на жаль, мало хто має у своєму розпорядженні можливість часто спостерігати в таких умовах. Але не варто зневірятися, натомість можна досить докладно вивчити астроклімат у доступній місцевості. Скажімо протягом року вести журнал зі звітами про спостереження та якість неба, спокій атмосфери та кількість хмарних ночей. Зрештою спостерігач отримає інформацію про те, скільки та співвідношення ясних ночей у році в даному регіоні, в які періоди атмосфера найбільш стабільна, водночас можна записувати прогнози погоди. Подібна інформація може виявитися дуже цінною для планування майбутніх, особливо серійних та систематичних спостережень. Крім того, варто вловлювати моменти різкої зміни погоди. Різкі пориви вітру, перепади температури, зміни тиску та вологості це те, що зазвичай мало тішить любителів астрономії у прогнозі погоди.

Крім цього, зображення небесних об'єктів може сильно змінюватися протягом ночі. Ось, наприклад, дуже непогані умови для спостереження планет можуть бути відразу після заходу сонця, коли повітря ще не встигло охолонути, або перед сходом, коли повітря прийняло досить стабільну температуру після ночі. Різкі зміни температури повітря, через кілька годин після заходу сонця, зазвичай і є причиною поганого зображення. Найчастіше досить хорошого зображення можна досягти після опівночі.

Для спостерігача дип-скай важливими є систематичні оцінки прозорості атмосфери. Якщо для планет прозорість не така важлива, а важливіший спокій і стабільність зображення, то легкий серпанок на небі забере у Вас добру половину каталогу об'єктів дип-скай. Провести оцінки прозорості можна, спостерігаючи ділянку піднебіння, наприклад відоме зоряне скупчення, прив'язуючись до даних у зоряному атласі, каталозі чи програмі планетарії. Відповідно, при цьому потрібно враховувати гранично доступну телескопу зоряну величину. Якщо виявлена ​​Вами найбільш тьмяна зірка має зоряну величину, наближену або навіть рівну розрахунковій граничній величині телескопа, то можна бути впевненим, що у Вас над головою прекрасне, прозоре і первозданно темне небо.

Шкала Пікерінга

Відомий спостерігач кінця дев'ятнадцятого та початку двадцятого століть Вільям Пікерінг створив 10-ти бальну шкалу для оцінки якості зображення зірки, що дається телескопом при різному стані атмосфери. Шкала росте від одного до десяти і від найгіршого стану атмосфери на краще (див. анімацію). Керуючись цим, можна визначити для себе спокій атмосфери над Вашим наглядовим майданчиком. Але треба пам'ятати, що для того, щоб отримати спокійне зображення, потрібно спочатку дати оптиці телескопа охолонути і прийняти температуру повітря. А якщо навіть після цього зображення зірки не стало чітким, не варто згортати телескоп у комірчину, адже протягом ночі стан атмосфери може ще помінятися, а тим часом можна присвятити себе оглядовому спостереженню об'єктів дип-скай.

Висновок

Розібравшись в основних вимогах, виконання яких необхідно для успішних спостережень, новачок може заплутатися і зробити висновок, що в його умовах, найчастіше це балкон квартири в багатоповерховому будинку, проведення досить якісних спостережень цілком неможливо. Але це зовсім не так, астрономічні спостереження повністю залежать від того, скільки старанності і здорового ентузіазму спостерігач доклав до виконання мети. Кожному під силу покращити та захистити свій наглядовий майданчик, щоб досягти кращих результатів, деякі з рекомендацій з цього приводу ми викладемо у другій частині статті «Мистецтво візуальних спостережень».

Нині ж, на закінчення статті, давайте розглянемо приклад відомого американського спостерігача Джорджа Олкока (1912-2000г.). Ще в дитячі роки Джордж, будучи не на жарт захопленим астрономією, вивчав небо за допомогою простого бінокля. Цікаво, що масу комет, астероїдів та нових зірок Джордж Олкок відкрив за допомогою звичайного бінокуляра та зоряного атласу. Будучи настільки досвідченим спостерігачем, навіть у найгустонаселеніших зірками ділянок Чумацького Шляху, Джордж помічав нові зірки. За свої заслуги Олкок був визнаний гігантом астрономії як любителями, так і професіоналами, він став членом Британського Королівського Астрономічного Товариства та Нью-Йоркської Академії Наук. Приклад Джорджа Олкока яскраво відображає те, що посередні умови спостережень і скромне обладнання це зовсім не така серйозна перешкода, щоб досягти визначних результатів спостережень.

November 27th, 2014 , 01:32 pm

Перший у світі атлас штучного засвітлення піднебіння (повна назва - "Всесвітній атлас штучної яскравості нічного неба в зеніті на рівні моря") був складений італійськими та американськими вченими на основі супутникових даних. Зіставивши отриману інформацію з даними про щільність населення, вони зуміли розділити всіх жителів планети на групи залежно від штучного засвічення неба у місці їхнього проживання. Виявилося, що п'ята частина населення планети, більше половини жителів США та ЄС відповідно, а також трохи більше 40% населення Росії позбавлені можливості бачити Чумацький Шлях, зодіакальне світло та більшість сузір'їв неозброєним оком у місці свого проживання. І нарешті, десята частина жителів Землі та 1/7 жителів Європи та Росії позбавлені можливості бачити небо, що хоч скільки-небудь нагадує нічне.

Крім того, що ця карта показує ступінь засвітки піднебіння поблизу міст та інших населених пунктів, вона точно відображає економічну ситуацію та розподіл населення у різних частинах світу. Виразно видно центральну та північну Європу, східне узбережжя США, Японію. Дещо слабше "світиться" південно-західна Європа, східний Китай, північ Індії, райони Європейської частини Росії, східна Україна. Найяскравіша "пляма" в Африці знаходиться в її західній частині, в Нігерії, але пояснюється це не діяльністю людей, а смолоскипами природного газу, що горить.

Здивування може також викликати дивне сильне свічення неподалік Фолклендських островів, населених більше вівцями, ніж людьми. За словами укладачів атласу, причина криється в активному газо- та нафтовидобуванні в цьому районі (мабуть, спалюється попутний газ). Аналогічну "засвітку" можна спостерігати також у Північному морі, Південно-Китайському морі та Перській затоці.

Міське небо без світлового забруднення.

Так виглядало б небо міст, якби у ньому було видно зірки.

Таймлапс в обробці астрофотографа Серхіо Гарсія Рілл

Астрофотограф Серхіо Гарсія Рілл вирішив створити змодельовану версію під назвою "Небо нічного міста".
"Я робив зйомки зоряного неба протягом кількох років, для цього через світлове забруднення мені потрібно було виїжджати з міста, щоб побачити та сфотографувати його", пише Ріль на своєму сайті. "Але я хотів зробити комбінацію знімків, коли небо можна бачити в межах міста і доклав усіх зусиль, щоб спробувати імітувати його так, як воно виглядало б без світлового забруднення»
Його відео включає міста Х'юстон, Даллас, Остін та Сан-Антоніо.

Штучне засвічення неба

Перенесено з Meteoweb.narod.ru

Перший у світі атлас штучного засвітлення піднебіння (повна назва - "Всесвітній атлас штучної яскравості нічного неба в зеніті на рівні моря") був складений італійськими та американськими вченими на основі супутникових даних. Зіставивши отриману інформацію з даними про щільність населення, вони зуміли розбити всіх жителів планети на групи залежно від штучного засвічення неба у місці їхнього проживання. Виявилося, що 2/3 населення Землі, 99% населення США та Європейського Союзу та 87% жителів Росії живе в районах із помітним світловим забрудненням. Більше того, п'ята частина населення планети, понад 2/3 і половина жителів США та ЄС відповідно, а також трохи більше 40% населення нашої країни позбавлені можливості бачити Чумацький Шлях неозброєним оком у місці свого проживання. І нарешті, десята частина жителів Землі та 1/7 жителів Європи та Росії позбавлені можливості бачити небо, що хоч скільки-небудь нагадує нічне.
Дані, необхідні для складання цього атласу, були зібрані за допомогою супутникової системи, що збирає випромінювання в широкому діапазоні від 440 до 940 нанометрів і особливо чутливою до 500-650 нм променів. Саме в цьому діапазоні випромінюють головні "винуватці" засвічення піднебіння: потужні ртутні (545 і 575 нм) та натрієві лампи (540-630 нм). Отже, вся територія Землі розбита на такі зони: чорну (, темно-сіру (0,01-0,11), синю (0,11-0,33), зелену (0,33-1), жовту (1-3), помаранчеву (3-9), червону (9-27) і білу (>27). Зазначені в дужках величини показують, у скільки разів штучна яскравість піднебіння перевищує усереднену природну.

"Світлова" карта світу.

Природна яскравість неба є яскравістю такої ділянки, на якій око не може розрізнити окремі зірки. Основні причини, через які нічне небо навіть у найглухіших куточках Землі не абсолютно чорне, такі: свічення у верхніх шарах атмосфери (хімічні реакції з випромінюванням фотонів, викликані опроміненням молекул газу атмосфери протягом попереднього дня), сонячне світло, відбите міжпланетними частинками (т .н. зодіакальне світло), світло зірок, розсіяне міжгалактичним пилом, сукупне світло зірок, невидимих ​​оком окремо та інші причини.
Погляньте, наскільки точно відображає ця карта економічну ситуацію та розподіл населення у різних частинах світу. Виразно видно центральну та північну Європу, східне узбережжя США, Японію. Дещо слабше "фонять" південно-західна Європа, східний Китай, північ Індії, райони Європейської частини Росії, східна Україна. Найяскравіша "пляма" в Африці знаходиться в її західній частині, в Нігерії, але пояснюється це не діяльністю людей, а смолоскипами природного газу, що горить.
Здивування може також викликати дивне сильне свічення неподалік Фолклендських островів, населених більше вівцями, ніж людьми. За словами укладачів атласу, причина криється в активному газо- та нафтовидобуванні в цьому районі (мабуть, спалюється попутний газ). Аналогічну "засвітку" можна спостерігати також у Північному морі, Південно-Китайському морі та Перській затоці.

На малюнку представлена ​​частина території Росії. Спробуйте знайти на цій карті своє місто чи регіон.
Згідно з даними укладачів атласу, розподіл населення по зонах засвічення такий:
- чорна та сіра - 13%,
- синя – 7%,
- зелена – 7%,
- жовта – 13%,
- помаранчева – 26%,
- червона – 26%,
- біла – 8%.

Карта Москви та Московської області. Без коментарів.

Такий часто буває фон неба на фотографіях, отриманих із тривалими експозиціями в місцях із сильним засвіченням.
Ця фотографія отримана восени 2000 року у західному Підмосков'ї. Інтенсивність штучного засвічення в 3 рази вище природної яскравості піднебіння (кордон помаранчевої та жовтої зон).

Електричне освітлення створює в небі серпанок – світлове забруднення, яке заважає нам бачити зірки.

Заворожливому видовищу зоряного неба ми завдячуємо появою ідей про нескінченність Всесвіту та множинності світів, мрію про політ до зірок… Воно незмінно надихає художників, письменників та поетів. Скільки віршів присвячено одному тільки Чумацькому шляху! «Місяць не видно. Світить Чумацький Шлях ... Зірки між собою розмову ведуть. - писав Костянтин Бальмонт 1895 року.

Карта світлового забруднення Росії (позначення кольору на наступному малюнку)

Кольорові позначення для ілюстрації. У першій колонці зазначено ставлення штучної яскравості піднебіння до природної. По-друге – штучна яскравість піднебіння в мкд/кв.м.

Світова карта світлового забруднення

Карта світлового забруднення США

Карта світлового забруднення Європи

Країни G20, розставлені за чисельністю населення, що піддається впливу світлового забруднення (мкд/кв.м).

Країни G20, розставлені за величиною забрудненої території

Але ось несподіванка: американські та італійські фізики з'ясували, що третина людства, у тому числі 60% європейців і майже 80% жителів Північної Америки нині не можуть бачити Чумацький шлях. Причина цього - світлове забруднення, яке у нічний час створюється штучним освітленням населених пунктів і доріг.

Світло від штучних джерел освітлення, розсіяне в атмосфері, призводить до підвищення нічної яскравості піднебіння. Ті, хто літав на літаках у нічний час, бачили величезні куполи, що світилися, над великими містами. Однак небо світиться і над вільними територіями, оскільки світло на великих висотах може йти дуже далеко від джерела.

Цей атлас показує, що близько 83% населення світу, зокрема понад 99% населення США та Західної Європи, живуть під світловим забрудненням неба. Небо вважається забрудненим при штучній яскравості в зеніті, що перевищує 14 міліканделів на квадратний метр (мкд/кв.м). Зазначимо, що яскравість безмісячного нічного неба за ясної погоди становить 200 мкд/кв.м.

Найзабрудненіша країна світу - Сінгапур, де все населення живе під небом, яке так яскраво, що око не перемикається на нічний зір. Велика частка населення, яке живе з таким рівнем світлового забруднення в Кувейті (98%), Катарі (97%), Об'єднаних Арабських Еміратах (93%), Саудівській Аравії (83%), Південній Кореї (66%) та Ізраїлі (61%). . Варто зауважити, що це пов'язано з високою компактністю населення в цих країнах. Не можуть побачити Чумацький шлях практично всі жителі Сан-Марино та Мальти.

Найменше постраждали від світлового забруднення Чад, Центрально-Африканська Республіка та Мадагаскар, у них понад три чверті мешканців живуть в умовах незайманого неба. Великі території Канади та Австралії також зберегли найтемніше небо.

З великих європейських країн найзабрудненішою виявилася Німеччина, а забрудненою - Іспанія. Нічне небо збереглося первозданним лише на невеликих територіях у Шотландії, Швеції та Норвегії. Легке світлове забруднення ночей зазнає 23% території між 75° північної широти та 60° південної широти, 88% території Європи, і майже половина США, незважаючи на великі відкриті простори американського заходу. Росія має величезні площі незабрудненої території (понад 80%), але при цьому понад 90% її населення живе під засвіченим небом.

Світіння піднебіння перешкоджає наземним оптичним астрономічним спостереженням. Вплив світлового забруднення на людину поки що мало вивчений. Як впливає на розвиток особистості можливість споглядати повноцінне зоряне небо? Адже це глибоке зміна фундаментального людського досвіду. Як зауважив один із авторів роботи, у США вже є цілі покоління людей, які ніколи не бачили Чумацький Шлях.

Світлове забруднення помітно впливає на природу. Штучне світло може заплутати комах, птахів, морських черепах, інших диких тварин, наражаючи їх на смертельну небезпеку.

Можливо, варто замислитись над керуванням світловим забрудненням. Можна екранувати джерела світла, знижувати їхню яскравість або просто іноді вимикати.

Інтерактивну карту забруднень та інші дані можна переглянути