四季星彩

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星・天文に関係する日々の記録

カテゴリ:  ・Sky Quality Meter( 12 )

ペルセウス座流星群の時期が近づいてきました。夜空の暗い場所を求めて、検索でこのブログに到達される方が毎年増します。

ところでWeb上には光害マップと検索するといろいろありますが、各マップの色でどの程度の天の川や星空が見えるのかということを詳細に謳ったサイトは見られませんでした(昨今だとおおまかな記載ならこちら「光害.net」に有ります。)

海外では空の暗さを階級分けし天の川・星空の見え方を付記したBortle Scale(ボートル スケール)が有名ですが、多くの光害マップはBortle_scaleとの紐づけが弱い(単に「この色はこの夜空の暗さ・数値です。」を示しただけ(学術的には正しいですが))ため、各マップに描かれた空の暗さ示す色や単位を読み取り、Bortle Scaleのこのランク相当くらいか、と頭の中で変換するパターンが実情でした。

当時このような背景と、どの暗さから天の川が見えるのだろうという好奇心から10年程前、実際の天の川・星空の見え方と光害マップの色・数値の紐づけをしたく、SQM(Sky Quality meter)にてデータの取得とその各場所での星空の見え方を記録しました。


天の川・星空の見え方と日本国内の光害状況との対比をここではまとめました。
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Q.天の川を見るには、どれくらいの暗さの所に行けばいいですか?
A.以下マップの黄緑色以上の暗さの所に行って頂けると良いでしょう。

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黄緑色の場所でも、以下の場合は見え方を阻害します。
  ・雲がある時。霞や霧、PM2.5などで透明度が悪い時
  ・月・太陽が出ている時。日出・日没前後約1.5時間内
  ・天の川が夜空にない時期・時間帯
  ・視界が狭すぎる場所
  ・街灯が近くにある時
  ・眼に光を当てた時
  ・自動車のライトをつけっぱなしにしている時 (他の方の迷惑にもなります)
  ・視力を上げる補助器具(眼鏡、コンタクトetc)を忘れた場合

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【夜空の見え方表】
e0208718_19221736.jpg
(
表クリックで拡大)
・記載者がデータ取得時に得た情報であり、Bortle scaleとは見え方に差があるかと思います。しかし、参考にはなると考えます。
・『夜空の見え方表』で詳細記載通り、黄色エリアでも天の川は見えますが、より詳細に且つ感動的に見たい場合は、可能な限り暗い場所に行かれることをお勧めします。

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【光害マップ】
GoogleマップにSQM(Sky Quality meter)で計測したプロットを掲載しています。およそ北関東を中心に約5kmメッシュで計測しました。最遠はオーストラリアのプロットです。各データは10年程前です。10年前なので使い物にならないかというとそうでもなく、局所的に見れば街灯の設置前後や大型店舗の有無前後で大幅に変わりますが、広範囲で見ればそれほど大きな変化はないようです。

・SQMによる調査(Googleマップにプロット)
e0208718_1963145.jpg

・上記プロットと衛星画像を組み合わせ処理し、『夜空の見え方表』の色と対比させたのが以下の光害マップとなります。(各画像をクリックで拡大可)

【北海道】
e0208718_195366.jpg
【東北】
e0208718_1952077.jpg
【関東】
e0208718_1954050.jpg
【中部】
e0208718_1955815.jpg
【関西】
e0208718_1962020.jpg
【中国・四国】
e0208718_1963923.jpg
【九州】
e0208718_1965929.jpg

最近では、以下の優れたサイトもあります。これがBortle_scaleの階級別色、天の川の見え方別に切り替えられるなどになってくれると、私が目指していた物になります。
・Light pollution map info

よい星空をお楽しみください。
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by Starlight_365 | 2017-08-11 18:08 |  ・Sky Quality Meter | Trackback | Comments(0)
北海道
e0208718_195366.jpg
東北
e0208718_1952077.jpg
関東
e0208718_1954050.jpg
中部
e0208718_1955815.jpg
関西
e0208718_1962020.jpg
中国・四国
e0208718_1963923.jpg
九州
e0208718_1965929.jpg
光害マップ部分拡大版です。いずれの画像もクリックすると拡大します。500KB制限がある中、文字が何とかぎりぎり読めるようにしました。
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by starlight_365 | 2011-06-18 19:13 |  ・Sky Quality Meter | Trackback | Comments(0)
e0208718_18584887.jpg
                                                  (画像クリックで拡大)
光害マップに国道・鉄道・都道府県境・海岸線を加えました。マニュアル記入なので、著しく異なる場合ご指摘ください。

Sky Quality Meter を使った実測値結果は「Sky Quality Meter : SQM その3」をご参照ください。
色別の天の川の見え方は「Sky Quality Meter : SQM その4」を参照ください。


ところで、深夜道楽のぴんたんさんのブログでは、北緯・東経を入力するだけでその地の光害状況を、光害指数という形で表現できるすばらしいソフトが公開されています。北天・天頂・南天寄りと目的に合わせて表現できるのがすばらしいですね!
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by starlight_365 | 2011-06-18 19:03 |  ・Sky Quality Meter | Trackback | Comments(0)
Sky Quality Meter : SQM その3で紹介したGoogleマップを利用したSQM-Mapですが、このデータを元に人工衛星のデータを加工したのが、以下の日本地図となります。
e0208718_0433211.jpg
                                                       画像クリックで拡大
 オレンジより明るいところは飽和してしまって、白色としています。従って、黄色より暗い場所しか示されていません。星の見え方はSky Quality Meter : SQM その4を参考にしてください。

 このデータは、天頂を計測した時のデータのため、暗いところに行っても低空には光芒があることがあります。八ヶ岳から関東の光芒が見えたり、大台ヶ原から大阪の光芒が見えたりしているので、全周150km以上光害源が無いことが望まれますが、そのような場所は本州には有りません。そのため、見たい方向に光害源が無い観測地に行くことをお薦めします。

 ご存じの通り、東北地方太平洋沖地震の影響で、東北の太平洋側はこの画像よりももっと暗くなっていると思われます。また、ブログを徘徊してると計画停電時は暗くなったとの書き込みも見られました。ここ数ヶ月、全くフィールドに出かけることが出来ていないのですが、実際は如何なのでしょうか?

海岸線入りは「Sky Quality Meter : SQM その10」に
分割拡大図は「Sky Quality Meter : SQM その11」に表示しました。
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by starlight_365 | 2011-04-24 01:12 |  ・Sky Quality Meter | Trackback | Comments(0)
平滑化されたデータに対し、最終処理を行います。Sky Quality Meter : SQM その6の仮定に基づいた変曲点(Inflection point)は、21.40[mag/arcsec^2]となりました。そのFigureを以下に示します。Y軸は対数としました。
e0208718_1711271.jpg

 次に真の曲線(True Curve)がどこなのか、に関して、決定係数R^2の最大値で決めます。決定係数R^2の変化を以下のFigureに示します。
e0208718_17511240.gif


 以上から、ノーマルSQMで計測できる最暗等級は21.99[mag/arcsec^2]であることがわかりました。逆に、これより暗い数値が出た場合は、疑う必要があると考えられます。
 
e0208718_17333527.jpg
 理論値相当が22.1[mag/arcsec^2]であることから、0.11[mag/arcsec^2]の差しかなく、ノーマルSQMでも十分空の暗さを正しく計測できることがわかりました。
 ただし、ノーマルSQMの計測範囲は広いため、惑星の明るさ、天の川の明るさ、黄道光の明るさの影響を受けやすく、それらの影響を受けにくくするには、計測範囲が狭いSQM-Lを購入する方が安定的に空の暗さを計測出来るものと考えられます。
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by starlight_365 | 2011-03-27 17:40 |  ・Sky Quality Meter | Trackback | Comments(0)
 それでは、データ処理に入りたいと思いますが、処理に当たりSky Quality Meter : SQM その6冒頭のFig.Brightness-Countは0.1等級ごとにプロットを打ちましたが、まじめに0.01等級ごとにカウントしました。
 Excelで同じ数値の個数をはき出す手段は有るのでしょうか?残念ながら無知なのでわからず、約2000あるデータをチマチマと数えていたので、正直これが一番時間がかかりました。

 0.01等級単位でプロットした新Figureがこちらです。
e0208718_23104246.jpg

 よくよく見ると、イガイガと突出するプロットがあります。部分拡大したのがこちらです。
e0208718_23124069.jpg

 Figureからは、**.*5、**.*0のキリの良い数字で突出していることがわかります。すなわちキリの良い数字にしようと、人間の心情が入ってしまっています。---A

 次に、SQM自体の出荷精度は、Unihedron社のマニュアルに記載されており、±0.1[mag/arcsec^2]です。---B

 Aに対しては、0.05間隔で突出することから、5データの移動平均をかけます。例えば、20.13が正しくても20.15まで粘ってチャンピオンデータを採用したり、逆に20.12が正しくても切りよく20.10を申請することが考えられます。この場合、最高データ23.27[mag/arcsec^2]ですが、頭23.28,23.29[mag/arcsec^2]を0countとして移動平均を実施しています。

 Bに対しては、製造ばらつきであることから、上記Aのデータ処理後、±0.1相当幅内にある21データに対し標準偏差に基づいた重み付き移動平均をかけます。重み付き比は、0.004、0.007、0.010、0.013、0.020、0.025、0.060、0.120、0.190、0.220、中心:0.24以下折り返しにて実施しています。移動平均をかける時は、どこからスタートするのかが気になるポイントなのですが、ここでの仮定条件は、最高データ23.27[mag/arcsec^2]が公差幅で良い機材が回ったと仮定します。すなわち、23.17[mag/arcsec^2]からスタートさせます。

 A処理後のFigureを以下に示します。
e0208718_023451.jpg

 さらに、B処理後のFigureを以下に示します。
e0208718_024112.jpg

 処理前のデータと全処理後のデータをまとめると以下になります。
e0208718_0275819.jpg

イガイガしていたデータが滑らかになりました。

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by starlight_365 | 2011-03-21 00:34 |  ・Sky Quality Meter | Trackback | Comments(0)
ノーマルSQMで計測できる最暗値はいくらになるのでしょうか?
Sky Quality Meter : SQM その2にて残件となっていました。こう進めようという案は前から有ったのですが、時間的にやっと出来るようになりました。

 進めるに当たり、2つの問題があります。以下図にて、1つは21.3等級相当より明るいデータの取り扱い。2つ目は、目立ちたがり屋によって真の最暗値より暗いデータをどのように切り分けるかです。ちなみに、赤ラインは既出理論値相当の22.1等級です。
e0208718_21404236.jpg

第一の問題に対して、以下の仮定を入れます。
 ・この場所は暗いであろうとして投稿したデータと、暗さに対する意識無く、この場所はこういう暗さであるという情報系のデータが存在するとする。そして、この2つの母集団の内前者は、最もデータが集まるグループであり、最もデータが集まっている等級部より暗い側のデータが最暗値に近いデータであるとする。
 以下図中、2つの母集団の境界を「Inflection point」として、その変曲点より左側のデータを用います。

 第二の問題に対しては、真値が唯一とすると、データは指数関数に乗ると仮定し、X-Axis:Brightness(等級)、Y-Axis:Count(データ個数)とした時、X(y)=A+e^(-By)に乗ると考えられ、切片A相当が真値に相当します。
 ここで、目立ちたがり屋データに対しては、一番暗いデータを順に削除していった時の上記指数関数でフィッティングを掛け、それぞれの決定係数R^2が最も大きい時のフィッティングが正と判断し、その時の切片AがノーマルSQMで計測できる最暗値とします。
  図に描くと、Questionable Curveが目立ちたがり屋のCountであり、True Curveが真値に向かう関数となります。

e0208718_22425039.jpg


もし、目立ちたがり屋データが含まれていると、トビデータと認知されるため、決定係数R^2の数値が悪くなるはずです。
e0208718_2333380.jpg


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by starlight_365 | 2011-03-06 23:38 |  ・Sky Quality Meter | Trackback | Comments(0)
 Google Earthで夜の衛星画像と一緒に見ることが出来るのをご存じでしょうか?

 関東平野の灯りを縁取るように黄色(19.5~20.0等級)プロットがあることがわかります。
e0208718_2461752.jpg
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リンク先のGoogle Earhをインストールして頂き、以下Google mapの右上部「Google Earthで表示」から開くことができます。
e0208718_332229.jpg

 以下のように「開く」「保存」を促されますが、「開く」だと直接Google Earthが立ち上がります。「保存」だとkmlファイルを一旦保存し、それをGoogle Earth側で開く手順となります。Google Chromeだと下にタブが出来ます。
e0208718_3164260.jpg
         Explorer                 Firefox                  Opera 
「SQM調査」のデータが取り込まれた状態が以下です。左サイドバーの「場所」タブに「SQM調査」が取り込まれています。
e0208718_3304350.jpg
 困ったことに、全プロットの名前が表示され、見にくいです。まとめて名前を非表示にすることができません。

 トップの画像のようにプロットのみにするには、マウスで画面をつまみながらぐりぐり小刻みに動かすと文字が薄くなるので、それを利用するか、左サイドバーの「SQM調査」部表示・非表示「レ」チェックマークのオンオフを連打するといいでしょう。16連打や炎のコマを使う必要は有りません。←気になる人は調べてください(^^;
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e0208718_482364.jpg



左のサイドバー下に「レイヤ」があります。それをクリックして左図通り「ギャラリ」→「NASA」→「Earth街の灯り」にチェックマークを入れると、夜の衛星画像を表示出来ます。
e0208718_413489.jpg

 終了時、「お気に入りに保存」としておくと、次回、再設定する必要はありません。
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by starlight_365 | 2011-01-16 04:28 |  ・Sky Quality Meter | Trackback | Comments(0)
                     記号・Bortle's Scaleとの対応表
e0208718_252499.jpg
                                                         (表をクリック)

 SQM-Mapと本対応表は、夜半以降にて見た時に相当します。従って、夜半前に観望する場合は、ワンラクンク明るい色を参照してください。

 他、記載内容は暫定です。観望する時の多くは、20.5以上の場所を目指すため、それ以下の明るい場所での評価は、過去の記憶などを辿ってこんな感じだったかなという内容を記載してます。随時、機会があれば修正していきます。
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Q.天の川を見るには、どの記号相当の所まで行けばいいですか?
A.
       夜半前でしたら、緑色以上の暗さの所に行って頂けると良いでしょう。
      夜半以降なら、黄色以上の暗さの所に行って頂けると良いでしょう。


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「記号・Bortle's Scaleとの対応表」をみると、オレンジ色から天の川を見ることが出来ます。しかし、それなりに天の川など見慣れた者が見ている、という条件を加味すると、初心者の方はワンランク暗い色の所に行った方がよいでしょう。
 事実、オレンジ色エリアで天の川を見ても、字の如くの「川」にはほど遠く、光りのざらつきを見ているだけで、正直感動や楽しさはありません。あれが天の川の一部ですと説明されても、「はぁ」という気分になるかと思います。

さらに、以下のグラフは各時間ごとの空の暗さ曲線ですが、夜半前と後では色記号でいうとワンランク色が異なることがわかります。すなわち、夜半前ではSQM-Mapの色をワンランク明るい側にずらして見て頂く必要があります。
 星ナビ2010.6月号を参照するなら、ツーランク(1.0等級相当)異なる場所もあります。
e0208718_036659.jpg

 以上の二点から、夜半前ではツーランク(オレンジ色→緑色)以上暗い場所、夜半以降ならワンランク(オレンジ色→黄色)以上暗い場所をお奨めします。

もちろん、天文マニアはどれだけ明るいところで天の川が見えるかの限界に挑戦も良いでしょう。

 いずれも直近に街灯が無い所、月が無い空の状態で見てください。また、時期・時間帯によって、そもそも天の川が出ていない場合も有りますので、事前に「今日の星空」にて検索してください。AstroArtsさんがわかりやすいと思います。

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by starlight_365 | 2011-01-09 20:10 |  ・Sky Quality Meter | Trackback | Comments(0)
 あの観測地はどの程度暗いのでしょうか?
 そういう疑問から、SQMで確認していたのですが、観望地だけだとなかなかデータが集まらないものです。
 いっそのこと、観望地にこだわるのをやめて、SQM-Mapを作れないかと考えました。薄々、本州ではオーストラリアで見たようなまともな観測地は無いと気づき、それなら天の川が見え出すマップ作りにしてみようと試みたのがこれです。
e0208718_2591588.jpg
                           リンク : SQM-Map

 ざっくりですが、80%が2009~2010春までのデータ、15%程がそれ以前のデータ、5%程が2010夏以降となります。数年で急激に明るさが変わるわけないので、同じ土俵でプロットしましたが、自分もびっくりするほどの綺麗な分布が作れていると思います。

 データ取得方法は、【参考】というコメントが無いプロットは、市街光が落ち着き出す23:00以降のデータとなります。すなわち、23:00以降走り回っているわけです。最近Webで徘徊したデータや星ナビ2010.6月号を見る限り、やはり0:00以降が理想のようですが、-0.30程度ずれるプロットがあることとなります。

 機差は、公称±0.10とのことですが、同じ個体を使用しているので、相対比較は可能です。
 データは、3~6回中3回ほど連続して表示されたデータを採用しています。但し、数値が安定しない場合や、空を見た感覚からして良い数値、または悪い数値が出ている時は、しつこく20回近く安定するまで計測している場合もあります。また、私の個体は、一回目に良い数値がでるため、それは切り捨てしています。
すなわちチャンピオンデータは採用していません。比較的控えめだと思っています。

 本データはは天頂のみを限定としています。従って、暗い所であっても、低空にドーム状の光芒が広がっているところは多々です。



【記号と等級】
e0208718_3193497.jpg21.75以上 22.00未満
e0208718_3195125.jpg21.50以上 21.75未満
e0208718_320367.jpg21.25以上 21.50未満
e0208718_3201624.jpg21.00以上 21.25未満
e0208718_3202757.jpg20.75以上 21.00未満
e0208718_3203762.jpg20.50以上 20.75未満
e0208718_3244019.jpg20.25以上 20.50未満
e0208718_3245454.jpg20.00以上 20.25未満

e0208718_328166.jpg19.75以上 20.00未満

e0208718_3281016.jpg19.50以上 19.75未満

e0208718_330887.jpg19.25以上 19.50未満

e0208718_3302355.jpg19.00以上 19.25未満

e0208718_3323647.jpg18.75以上 19.00未満

e0208718_3325010.jpg18.50以上 18.75未満

e0208718_333927.jpg18.00以上 18.50未満

e0208718_3332667.jpg17.50以上 18.00未満

e0208718_333473.jpg17.50未満

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by starlight_365 | 2011-01-04 03:37 |  ・Sky Quality Meter | Trackback | Comments(8)
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