سالروز رحلت پيام آور اخلاق و مهربانی حضرت محمد(ص)؛ شهادت سمبل بخشندگي و گذشت امام حسن مجتبي(ع) و شهادت امام رضا(ع) بر دوستداران و رهروان واقعي اين بزرگواران تسليت باد. روابط عمومي    
 چهارشنبه 1 آذر 1396 | 3 ربيع الاول 1439 | 22 نوامبر 2017
مسير :
»
»
»
راهبردهايي براي حداقل سازي برافروختگي آسمان در اطراف رصدخانه ها-قسمت اول

راهبردهايي براي حداقل سازي برافروختگي آسمان در اطراف رصدخانه ها-قسمت اول
پنجشنبه 7 اَمرداد 1389 - 02:30 | شاخه : | 1313 بازدید | 0 دیدگاه

 راهبردهايي براي حداقل سازي برافروختگي آسمان در اطراف رصدخانه ها-قسمت اولچکيدهدر بيشتر كشورهاي جهان، نورهاي ناشي از نورپردازي‌هاي خارجي موجب مزاحمت براي رصدخانه‌هاي نجومي مي‌شوند. بخش از اين نور در جو پخش و پراكنده شده و هاله‌اي نوراني را شكل مي‌دهد. اين پديده برافروختگي آسمان ناميده مي‌شود.
گزارش فني پيش رو، راهبردهاي جامعي را براي مهندسين روشنايي و سياستگذاران اجتماعي ارائه مي‌دهد تا از ميزان برافروختگي آسمان بكاهد. همچنين جنبه‌هاي نظري آلودگي آسمان را به دقت مورد بحث قرار داده و توصيه‌هايي در مورد حداکثر مقدار مجاز براي نصب نور با در نظر گرفتن  ضرورتهاي رصدخانه‌هاي نجومي، ارائه مي‌دهد. اين مقادير بايد به عنوان مقادير حدي در نظر گرفته شوند.
مهندسان روشنايي بايد كليه اقدامات لازم را در جهت ايجاد پايين‌ترين سطح مجاز براي طراحي انجام دهند مگر آنكه در جايي نياز باشد که اين حدود را تخفيف دهيم.
در عمل پياده‌سازي اين راهبردهاي كلي به مقررات اجتماعي جاري نيز بستگي دارد.
 
1- هدف گزارشراهبردهاي كلي و جامعي براي مهندسان روشنايي و سياستگذاران ارائه شده است تا از مزاحمت نوري رصدخانه‌هاي نجومي كاسته شود و يا حتي از آن پرهيز گردد. اين راهبردها بر برافروختگي آسمان متمركز شده‌اند؛ درخشندگي پراكنده‌اي كه در آسمان شهرهاي بزرگ فرودگاهها و مجتمع‌هاي صنعتي، در طول شب به چشم مي‌آيد.
گزارش‌ حاوي پيشنهاداتي است كه موجب كاهش برافروختگي آسمان مي‌گردد. بايد توجه داشت كه برافروختگي آسمان تنها منحصر به شيوه طراحي نورپردازي نيست، بلكه به شرايط جوي (رطوبت، ذرات معلق و گرد و غبار، وجود ابرها، آلودگي جوي، مه گرفتگي و ...) نيز وابسته است. توصيه‌هاي ارائه شده در گزارش در چهارچوب فتومتريك[1] ارائه شده‌اند. مقدار نور تأييد شده به بالاي سطح افق به صورت نسبتي از نور چراغ داده شده است كه براي طراحي چراغها ([2]ULOR) يا ميزان نور آنها در موقعيت‌هاي عملي به كار مي‌رود (ULORinst).
بايد توجه شود كه ULOR مربوط به چراغها و ULORinst مربوط به روشنايي‌هاي نصب شده است. در جاهاي ديگر بعضي اوقات پارامتر [3]UWLR نيز استفاده مي‌شود. اصطلاحات فني كه در اين گزارش به كار رفته است در بخش 3 توضيح داده شده است. مقادير ذكر شده براي نسبت نور نصب شده تابيده شده به بالا (ULORinst) كه در گزارش ذكر شده‌اند بايد به عنوان مقادير حدي در نظر گرفته شوند. مهندسين و طراحان روشنايي بايد هر كاري براي برآوردن رعايت اين حد و انجام دهند مگر اينكه در جاهايي لازم
باشد تخفيفي در اين حدود دهند. بايد توجه شود كه مقادير ذكر شده در گزارش براي بيشترين مقدار مجاز برافروختگي آسمان، مربوط به جو پاك و تميز مي‌باشند. رطوبت، ذرات گرد و غبار، ابرها و مه گرفتگي ممكن است موجب شوند مقادير مربوط به برافروختگي آسمان از مقادير ذكر شده در اين گزارش فراتر رود.
  
 
2- معرفي بيشترين مزاحمت (چه براي ستاره‌شناسان و چه ديگران) از نورپردازي ضعيف ناشي مي‌گردد، چه در تجهيزات و چه در نصب. در نتيجه قسمتي از نور (گاهي اوقات بخش اعظم آن) در نهايت بر جايي مي‌تابد كه نبايد بتابد؛ مردم ممكن است از خيرگي آن دچار رنجش شوند و اين نور مزاحم موجب از بين رفتن تاريكي مورد نياز افراد گردد.
ممكن است گياهان و جانوران نيز از نور اضافي دچار آزار شوند. اين نور مزاحم را نور مزاحم مي‌ناميم. دقت شود كه همه اين آثار بيانگر ضررهاي اقتصادي نيز مي‌باشند كه آثار منفي پولي و محيطي در خود دارند.
بهبود كيفيت پاسخ مسئله است. اين حقيقت كه تقريباً همه مردم از سويي از نورپردازي سود مي‌برند و از سوي ديگر از نورهاي مازاد دچار آزار مي‌گردند، موجب ارائه مفهوم ناحيه‌بندي گرديده است: يعني اعمال مقررات متفاوت براي ايجاد محدوديت در نواحي گوناگوني كه نور مزاحم در آنها موجود است، بسته به نوع فعاليتي كه در آن ناحيه‌ها انجام مي‌گيرد. جوامع، ايالات و مناطق مختلفي كه رصدخانه‌هاي مهمي در خود دارند، مقرراتي براي محدود نمودن آلودگي نوري وضع کرده­اند.
 اينكه ممكن است نور به عنوان عاملي آلاينده در نظر گرفته شود به دلايل زير است:
-       موجب به خطر افتادن ايمني مي‌شود (مثلاً براي رانندگان)
-       ايجاد مزاحمت‌هاي اكولوژيكي مي‌كند (مثلاً براي گياهان و جانوران)
-       موجب نويزهاي بصري و محيطي مي‌شود.
-       موجب اتلاف انرژي مي‌گردد.
 
3- اصطلاحات فني·        كنتراست (C): كنتراست بين هر شئ يا محيط پس زمينه‌اش اينگونه تعريف مي‌گردد
كه Lb درخشندگي شئ و Lb درخشندگي پس زمينه است. كنتراست عامل تعيين كننده مهمي براي ديدن اشيا است. براي اشيايي كه کناره‌هاي مبهمي دارند، بعضي اوقات ممكن است تعريف ديگري به كار برده شود، كه بر مبناي شبكه‌اي از نورهاي تيره و روشن متناوبي است كه با درخشندگي آنها بطور سينوسي تغيير مي‌كند.
كه L1 بيشترين درخشندگي در نوارهاي روشن و L2 كمترين درخشندگي در نوارهاي تاريك است.
·    خاموشي شبانه: زماني كه در طي آن الزامات سخت گيرانه‌تري اعمال مي‌شود (براي كنترل نور مزاحم). اغلب شرايطي از بهره‌برداري روشنايي است كه توسط اجازه مسئولان كنترل مي‌شود و در ساعات معيني از شب به برخي از روشنايي‌هاي خاموش اعمال مي‌گردد.
·        آلودگي نوري: عبارتي كلي براي نشان دادن كليه آثار مضر نورپردازي مصنوعي
·    نور مزاحم: نوري كه به علت مقدار، جهت تابش و يا ويژگي‌هاي طيفي خود موجب آزردگي، ناراحتي و حواس پرتي و يا كاهش توانايي ديد مي‌شود.
·        موقعيت مرجع (نقطه مرجع): منطقه‌اي كه در آن آلودگي نور تشخيص داده شده است.
·    برافروختگي آسمان: روشن شدن آسمان شب در اثر بازتابش امواج (مرئي و غير مرئي)، و پخش ناشي از جو (ملکولهاي گاز، ذرات معلق و...) در جهت رصد نجومي است كه شامل دو بخش جداگانه است:
الف- برافروختگي آسمان طبيعي: بخشي از برافروختگي آسمان كه قابل نسبت دادن به تشعشعات اشياء سماوي و اجرام درخشان در بالاي جو زمين است.
ب- برافروختگي آسمان مصنوعي: آن بخش از برافروختگي آسمان كه قابل نسبت دادن به پرتو افشاني منابع نوري مصنوعي است (مانند نورپردازيهاي خارجي) كه شامل نورهايي است كه مستقيماً به بالا تابانيده مي‌شوند و نورهايي كه در اثر انعكاس سطح زمين به بالا مي‌تابند.
·     نورهاي پراكنده: نورهايي كه به خارج از محدوده‌اي كه تجهيزات نورپردازي براي آن طراحي و تعبيه شده‌اند، مي‌تابند.
·        نسبت نورهاي تابيده شده به بالا (ULOR): درصد شار تابيده شده به بالاي سطح افق يك چراغ در زمان طراحي
·    نسبت نورهاي تابيده شده به بالا پس از نصب (ULORinst): درصد شار تابيده شده به بالاي سطح افق يك چراغ پس از نصب.
·    ناحيه: محدوده‌هايي كه فعاليت‌هاي خاصي در آنها صورت مي‌گيرد و لازم است كه محدوديت‌هاي براي نورهاي مزاحم اعمال گردد. ناحيه‌ها با E1، ... تا E4 مشخص مي‌شوند.
4- واحدهاعلم ستاره‌شناسي و مهندسي روشنايي هر دو بر علم فتومتري[4] تکيه دارند. مبناي هر دو يكي است اما قراردادها و واحدهايي كه به كار مي‌برند متفاوت است. در مهندسي روشنايي، واحدهاي فتومتريك[5] معمولاً مربوط به مبحث فتوپيك مي‌شود؛ واحدهايي چون لومن[6]، لوكس[7]، كندل[8] و كندل به متر مربع.[9]وزن واحدهاي راديومتريك بر طبق منحني حساسيت چشم است. [منحني ]
در ستاره‌شناسي طبقه‌بندي بصري اجرام آسماني براساس واحد نوري است كه از آنها به چشم مي‌رسد كه به آن قدر[10] مي‌گويند، مانند نوري كه از ستارگان به چشم ما مي‌رسد. و مقياس آن مقياسي لگاريتمي است. بيشترين نوري که چشم انسان مي­تواند ببيند با قدر صفر و کمترين با قدر6 نشان داده مي شود.
 پس فتومتري نجومي براساس شار تابشي اجرام آسماني است. كل شاري كه توسط يك سيستم آشكارساز اندازه‌گيري مي‌شود به توزيع طيفي شار تابيده شده توسط جسم و حساسيت طيفي دستگاه آشكارساز بستگي دارد. با وجود تفاوت تعاريف در فتومتري ستاره‌شناسي و فتومتري مهندسي روشنايي، هيچ تبديل سر راستي براي تبديل مقادير نجومي به مقادير مهندسي روشنايي وجود ندارد. در اين گزارش تمام مقادير فتومتريك براساس واحدهاي فتوپيك (لومن، لوكس، كندل ...) به كار مي‌رود. تبديل زير نيز به كار برده شده:
"تراكم نوري معادل cd/m² 10×3/2 متناظر است با [11]"
تاثير برافروختگي آسمان توسط مقايسه روشنايي آن با روشنايي آسمان در مساعدترين شرايط رصدي تعيين مي‌شود. آسمان هيچگاه مطلقاً تاريك نيست حتي وقتي كه هيچ عامل تأثيرگذار مصنوعي وجود نداشته باشند. بطور معمول مينيمم نور طبيعي پس زمينه را  در نظر مي‌گيرند كه متناظر است با  4-10×52/3.
 
5- عوامل برافروختگي آسمانبر افروختگي آسمان شب نتيجه نوري است كه به بالا مي‌تابد و سپس به سوي زمين بازپخش مي‌گردد. قسمتي از نورهاي پراكنده مستقيماً به بالا مي‌تابند كه در اثر ضعف در طراحي است يا اينكه از پايين به سمت هدفي در بالا تابانيده مي‌شود. قسمت ديگر نورهايي كه موجب برافروختگي آسمان مي‌گردند، نورهايي هستند كه دقيقاً به سمت هدف هدايت مي‌شوند اما در اثر انعكاس نور از سطح آن اجسام، بخشي از نور به بالا مي‌تابد مانند سطح جاده‌ها، چمن‌ها و ساختمانها كه مقدار قابل توجهي از نور را به بالا منعكس كرده و در بر افروختگي آسمان نقش دارند.
منابع اصلي نورهاي پراكنده كه براي رصدهاي نجومي مزاحمت ايجاد مي‌كنند عبارتند از:
-       تابلوهاي تبليغاتي
-       روشنايي محوطه مراكز خريد، پاركينگها، ايستگاههاي راه‌آهن و ...
-       نور افكن‌هاي ساختمانها، ديسكوها، بناهاي يادبود و آثار تاريخي
-       نورپردازي بيلبوردها
-       نورپردازي گلخانه‌ها
-       نورپردازي اماكن صنعتي، فرودگاهها و ...
-       نورپردازي تجهيزات ورزشي
-       روشنايي معابر و جاده‌ها
بسيار مشكل است كه ايده‌اي كلي براي نشان دادن نقش و اهميت هر يك از اين عوامل در برافروختگي آسمان بيان كنيم. تأثير هر كدام از جايي به جاي ديگر فرق مي‌كند همچنين قوانين محلي يا كشوري نيز عامل تعيين‌كننده‌اي در تأثيرگذاري آنها به شمار مي‌رود.
6- فرمول برافروختگي آسمانبراي شناخت آثار برافروختگي آسمان بايد درك نمود كه همه  انواع رصدِ نورهاي تابشي از اشيا[12]، در حقيقت رصدِ كنتراست آنهاست. اگر درخشندگي يك شي را Lb و درخشندگي پس زمينه‌اش را Lb بناميم، كنتراست اينگونه است:

(1)
نورهاي پراكنده موجب ايجاد يك هاله نوري مي‌شوند كه سرتاسر ميدان درصدي را مي‌پوشاند. که درخشندگي آن را Lv مي‌ناميم. اين ميزان درخشندگي بايد به درخشندگي‌هاي ذكر شده در فرمول قبل افزوده شود، كه موجب كاهش كنتراست مي‌شود:

(2)
درحاليكه صورت كسر ثابت مانده، مخرج آن بزرگتر شده و در نتيجه

(3)
هنگاميكه شئ رصدي، يك ستاره باشد، شايد گمان رود كه درخشندگي آن برابر با درخشندگي ذاتي سطح آنجرم باشد و بنابراين خيلي خيلي بزرگتر از Lr خواهد بود. اما بايد توجه كرد كه چون ستاره بسيار از ما دور است درخشندگي ناشي از برافروختگي آسمان در مقابل آن عامل تاثير گذاري به شمار مي‌رود.
براي چشم غير مسلح، كمترين زاويه براي ديدن اشياء آسماني تقريباََََ برابر يك دقيقه کمان[13] است. اين بدين معناست كه براي چشم غير مسلح Lo زياد بزرگ نيست. بنابراين حتي براي يك رصد كننده ماهر و در شرايط عالي، محدوده آشكارسازي با چشمان غير مسلح چيزي در حدود قدر شش مي‌باشد.
تفاوت دامنه‌ها تعيين كننده محدوده قدر[14] است.

(4)
كه I1 و I2 شدت نور دو ستاره‌اي هستند كه با هم مقايسه مي‌شوند.
براي تعيين تأثير برافروختگي آسمان، كمترين درخشندگي در مساعدترين شرايط رصدي را Lo1 و در شرايط آلودگي نوري Lo2 را مي‌ناميم. درخشندگي زمينه براي اين دو شرايط به ترتيب Lb و Lv مي‌باشد، كه Lv=aLb برطبق معادلات 1 و 2 در آستانه حساسيت كنتراست C و  مساوي مي‌باشند:

(5)
تاز مانيكه Lb در مقايسه با Lo2، Lu و Lo1 كوچك باشد مي‌توان از آن صرفنظر كرده و از صورت كسر حذف نموده، پس فرمول 5 به صورت زير مي‌شود:

(6)
با قرار دادن Lo1 و Lo2 به جاي I1 و I2 در فرمول 4 داريم:

m=-2.5 Log (a+1)
(7)
اين فرمول "فرمول برافروختگي آسمان" ناميده مي‌شود.
كه نشان‌دهنده كاهش محدوده قدر در اثر برافروختگي آسمان است.

 


[1]- علم سنجش نور مرئي به منظور درك روشني آن براي چشم انسان

[2] - Upward Light Output Ratio

[3]- Upward Waste Light Ratio

[4] ندازه‌گيري چگالي شار تشعشعي

[5]ا واحد ميزان نور

[6] واحد شدت نور

[7] حساسيت روشني چشم در روز

[8] واحد شدت روشنايي

 [9]واحد تراكم نور (درخشندگي)

[10]-Magnitude

؛ هر دايره36درجه و هر درجه 6دقيقه و هر دقيقه نيز به 6ثانيه تقسيم مي گردد. يک ثانيه کمان:arc sec[11]

چه در طيف مرئي و يا عکاسي از اجرام آسماني و يا رصد با استفاده از ادوات ديجيتال و الکترونيکي[12]

[13]- هر دايره به 36درجه تقسيم مي‌شود و هر درجه به واحدهاي كوچكتري به نام دقيقه، هر درجه 6دقيقه است و هر دقيقه هم به 6ثانيه تقسيم مي‌گردد.

(Limiting Magnitude)-2 اصطلاحي نجومي است كه نشان‌دهنده قابليت آشكارسازي نورهاي رسيده از اجسام بسيار دور است.
 


 
 
 
با تشکر از آقاي مهندس عتيقي و خانم مهندس مسلمياميررضا قلي زاده  
 


اشتراک گذاری در:

بیان دیدگاه

- لطفاً نام و دیدگاه‌ خود را با حروف فارسی تایپ کنید.
- سایت انجمن نجوم آماتوری ایران مجاز به ویرایش ادبی دیدگاه‌ها است.
- دیدگاه‌هایی که حاوی مطالب کذب، توهین یا بی‌احترامی و موارد مغایر با قوانین کشور باشند منتشر نخواهند شد.
- دیدگاه‌ها پس از تأیید منتشر می‌شوند.
نام:(اجباری)
رایانامه:(اجباری)
دیدگاه:

کد امنیتی:
(از چپ به راست)
https://telegram.me/iranastronomy
هم اکنون