Jakie mam niebo, czyli...

[Setaarius]

...jakość nieba. Nie będę tutaj tworzył na nowo koła tylko wkleję opis Piotrka Guzika -


Co jakiś czas na forach astronomicznych przewija się pytanie o to, skąd się dowiedzieć, jak ciemne jest niebo w danym miejscu. W odpowiedziach mieszają się zwykle źródła (mapy) podające to, jak dużo światła emituje Ziemia z danego miejsca, z modelową jasnością tła nieba w danej miejscówce.

Niedawno, na jednej z takich stron: https://www.lightpollutionmap.info pojawiły się fantastyczne dane. Po pierwsze, na mapie tej dostępne są już dane na temat emisji światła z powierzchni Ziemi z 2017 roku (ta warstwa jest chyba automatycznie włączona przy wejściu na stronę). Porównując je z danymi z poprzednich lat, warto zwrócić uwagę na to, że to są dane pochodzące tylko z jednego miesiąca, a fluktuacje (zwiazane między innymi z różnymi warunkami atmosferycznymi) są w znakomitej więszkości miejsc wieloktrotnie większe niż zmiany w oświetleniu.

Na mapie tej pojawiła się jednak coś o wiele ciekawszego. Po włączeniu warstwy "WA 2015" zobaczymy mapę modelowej jasności tła nieba w zenicie w danej miejscówce (na podstawie danych z 2015 roku). Mapa ta jest nową wizualizacją danych, które wcześniej pojawiały się między innymi tu: http://www.waarnemen.com/darkskies/, tyle że tu nie dość, że jest w towarzystwie danych "komplementarnych" (pomiary jasności Ziemi z urządzenia VIIRS na satelicie SUOMI oraz pomiary z mierników SQM), to jeszcze dane te są znacznie dokładniejsze niż na wcześniejszych wizualizacjach.

Jeśli przy włączonej warstwie "WA 2015" klikniemy w interesującą nas miejscówkę, zobaczymy tabelkę podobną do tego:
Zenith sky brightness information
Coordinates 49° 33′ 40″ N 21° 20′ 28″ E
SQM 21.73 mag./arc sec2
Brightness 0.220 mcd/m2
Artif. bright. 45.4 μcd/m2
Ratio 0.261
Bortle class 1
Elevation 507 m

Mamy tu odpowiednio:

1. Współrzędne miejsca
2. Modelową jasność tła nieba (przy założeniu bardzo dobrej przejrzystości oraz naturalnej jasności tła nieba równej 22 mag/"2) w wielkościach gwiazdowych na sekundę łuku do kwadratu
3. Modelową jasność nieba w milikandelach na metr kwadratowy, przy założeniach takich jak powyżej
4. Modelową jasność sztucznego światła (rozproszonego przez atmosferę) przy takich samych założeniach jak powyżej
Stosunek 4. do 3. Im większy, tym więcej mamy sztucznego światła w zenicie. Watrość "Ratio" równa 1 oznacza, że w zenicie mamy tyle samo światła sztucznego, co naturalnego, a więc niebo jest dwa razy jaśniejsze niż byłoby w przypadku braku LP. To jest przy założeniu, że przejrzystość jest bardzo dobra, a naturalna jasność nieba wynosi 22 mag/"2. W rzeczywistości zarówno naturalna jasność nieba, jak i ilość LP znacząco się zmieniają.
5. Jakość nieba w skali Bortle'a - tu niestety chyba jest to potraktowane zbyt "liberalnie". Miejscówki, które zgodnie z opisem skali Bortle'a powinno się określić jako 2-3 tu są już oznaczone jako 1.
6. Wysokość miejscówki nad poziomem morza.



Z pomiarów SQM-L (których wykonałem już chyba blisko 1000 w kilkuset różnych miejscówkach) wynika, że w najciemniejsze (pod względem naturalnego świecenia nieba), przejrzyste noce w okresie wegetacji roślin jasność nieba odczytywana przez miernik po północy, kiedy część sztucznego oświetlenia gaśnie (przynajmniej w niektórych miejscowościach) jest bardzo bliska tej "prognozowanej". Dla przykładu, w ciemne przejrzyste noce po północy:



Kraków: mapa: 18.80, SQM-L: 18.8 - 19.0
Krosno: mapa: 20.42, SQM-L: 20.3 - 20.4
Koskowa Góra: mapa 21.32, SQM-L: 21.2 - 21.3
Czuszów: mapa 21.40, SQM-L: 21.2 - 21.3



To, co pozwoli najłatwiej porównać dwie miejscówki to w tym wypadku parametr podpisany "Ratio". Jak już pisałem wyżej, mówi nam on o tym, jak dużo jest w danej miejscówce w zenicie sztucznego światła w porównaniu do naturalnego. Zwykle miejscówki z mniejszym "Ratio" będą też miały lepszy horyzont. Choć tu oczywiście dużo będzie zależało od rozmieszczenia łun. Można się jednak spodziewać, że tam, gdzie jasność nieba w zenicie jest lepsza, tam i łun przy horyzoncie jest mniej.

Po przejrzeniu tej mapy wynotowałem sobie kilka ciekawych wartości tego współczynnika ("Ratio"):



Miejscówki na południe od Krakowa:

Kudłacze - 1.04
Koskowa Góra - 0.85
Wilczyce - 0.62

Miejscówki na północ od Krakowa:

Biórków Mały - 1.82
Czuszów - 0.71
Dosłońce - 0.63
Trzonów - 0.50

Miejscówki w Beskidzie Niskim:

Franków - 0.48
Przymiarki - 0.47
Lubatowa, pola - 0.41
Oderne - 0.34
Mszana, skrzyżowanie - 0.26
Tylawa - 0.25
Przełęcz Szklarska - 0.23
góra Tokarnia - 0.18
Radocyna - 0.17
Wyszowatka - 0.16
Moszczaniec, łąka - 0.15
Huta Polańska - 0.15
Ożenna - 0.15
Czeremcha - 0.13
Czystogarb - 0.13



Miejscówki w Bieszczadach:
Stężnica - 0.099
Osławica - 0.089
Roztoki Górne - 0.054
Przełęcz Wyżna - 0.046
Przełęcz Wyżniańska - 0.045
Wołosate - 0.045



Inne ciemne miejsca:

Gorce ~0.5
Babia Góra ~0.5
Karkonosze ~0.5
Tatry - 0.3 (Tatry Wysokie)
Pogórze Przemyskie - 0.18 (kilka km na południe od Birczy)
Roztocze - 0.13 (m.in. Puszcza Solska)
Drawieński Park Narodowy - 0.12 (okolice Zatomia)
Polesie - 0.11 (kilkanaście km na północ i zachód od Włodawy)
Puszcza Augustowska - 0.09
Północna część Mazur - 0.09 (przy granicy z Obwodem Kaliningradzkim, na północ od Kętrzyna i Giżycka)

Dla porównania jasne miejsca:
Centrum Krakowa ~30
Katowice ~30
Centrum Warszawy ~60
Szklarnia w Stężycy okok Dęblina ~200



Warto tutaj zdać sobie sprawę z tego, że wartość 30 dla Krakowa czy Katowic oznacza, że niebo jest tam około 30-krotnie jaśniejsze niż naturalnie. Z drugiej strony wartości ~0.05 w Bieszczadach oznaczają, że niebo jest tam o około 5% jaśniejsze niż naturalne. Innymi słowy, ilość LP w Krakowie czy Katowicach jest jakieś 600 razy większa niż w Bieszczadach.

Oczywiście jakość nieba to nie tylko jego jasność w zenicie. Drugim bardzo ważnym czynnikiem jest przejrzystość nieba, która szybko się poprawia wraz z wysokością nad poziomem morza. Dlatego niebo w górach w miejscówce, w której ten współczynnik wynosi 0.5 może sprawiać lepsze wrażenie niż niebo na nizinach w miejscówce, w której wspomniany współczynnik wynosi 0.1.

Na koniec warto jeszcze zauważyć, że naturalna zmienność jasności nieba jest całkiem duża i w jasne (pod względem naturalnego świecenia nieba - airglow) noce w Bieszczadach niebo będzie jaśniejsze niż w ciemne (znów pod względem airglow) noce w miejscówkach, w których "Ratio" wynosi 0.5.



Pozdrawiam
Piotrek