Устойчивость и прозрачность атмосферы


roman
Пятьдесят процентов успеха в астрономических наблюдениях приходится на качество телескопа, другие пятьдесят процентов — на качество атмосферы. Зачастую начинающий наблюдатель, дождавшись ближайшей ясной ночи и направив свой новенький телескоп на яркую планету, бывает разочарован увиденным. Вместо отчетливого диска планеты, материков на Марсе или деталей строения атмосферы Юпитера он видит нечто бесформенное и размытое. Первым делом он начинает винить неудовлетворительное качество оптики своего телескопа. Однако виновата не оптика, а нестабильная атмосфера.
 
К сожалению, в отличие от плохого телескопа, атмосферу не обменяешь на лучшую, поэтому у подавляющего большинства любителей астрономии нет другого выхода, кроме как ловить те редкие моменты, когда атмосфера станет наиболее спокойной и позволит раскрыть потенциал телескопа. Любители астрономии выделяют два понятия, характеризующие состояние атмосферы, — устойчивость атмосферы или качество изображения (Astronomical seeing) и прозрачность (Transparency).
 
Устойчивость атмосферы и качество изображения 
Спокойная атмосфера является обязательным условием при наблюдении объектов, которые требуют большого увеличения, — Луны, планет и тесных двойных звезд. Если воздух спокоен, вы сможете применить максимально возможное увеличение, на которое способен ваш телескоп, в противном случае ваши наблюдения обречены на неудачу.
 
Здесь следует выделить три основных причины плохого изображения:
- нестабильность самой атмосферы, вызванная флуктуациями в плотных слоях атмосферы, которые приводят к мерцанию звёзд;
- «бурление» воздуха, вызванное смешиванием теплых и холодных потоков около земной поверхности, т.е. струи теплого воздуха внутри трубы неостывшего телескопа.
С последней причиной достаточно легко бороться: перед наблюдениями следует привести телескоп в тепловое равновесие с окружающей средой, иными словами остудить. На эту процедуру, как правило, уходит от 20 минут до нескольких часов, в зависимости от телескопа
 
Первые две практически неустранимы, если, конечно, не брать в расчет путешествие в горы, где влияние атмосферы минимально.
Существует несколько способов оценки качества изображения, например шкала Пикеринга. Но для повседневных задач достаточно упрощенной схемы, состоящей из пятибалльной шкалы, которая приведена ниже.
 
1 - очень плохо
Плохо
 
2 - плохо
Poor
 
3 - удовлетворительно
нормально
 
4 - хорошо
хорошо
 
5 - отлично
отлично
 
Просто направьте свой телескоп на яркую звезду и, применив большое увеличение, сопоставьте увиденную вами картинку со шкалой. Данная оценка удобна для быстрого определения качества изображения и последующего внесения отметки в дневник наблюдений. 

Однако вы можете воспользоваться и полной шкалой Пикеринга.

 
 
Прозрачность
Еще один фактор, влияющий на результативность наблюдений, — прозрачность атмосферы. Этот показатель особенно важен для наблюдения туманностей, галактик и звездных скоплений. Вероятно, вы обращали внимание, что при прочих равных условиях (отсутствие Луны и засветки) ночи очень сильно отличаются друг от друга. Например, в одни ночи небо как бы молочное, звезд видно мало и они тусклы, а другие ночи очень темные, звезды сияют как алмазы и их настолько много, что не сосчитать.
 
Виной всему — водяной пар, пыль, дым и пыльца, находящиеся в атмосфере и рассеивающие свет.
 
seeing_transparency
 
К несчастью, так получается, что редко выпадает ночь, когда атмосфера спокойна и одновременно кристально прозрачна. Зачастую эти два фактора несовместимы. Зимними ночами небо, как правило, прозрачное, но неспокойное, а летом — наоборот. Наилучшие ночи по прозрачности и спокойствию атмосферы обычно выпадают осенью и весной.
 
Любители астрономии из американского астрономического клуба SAC разработали шкалу оценки прозрачности атмосферы. Конечно, эта шкала достаточно условная, но вполне годится для пометок в дневнике наблюдения.
 

Рейтинг

Расшифровка

0

Абсолютная облачность. Полное отсутствие звёзд

1

Более 50% неба покрыто облаками

2

От 25% до 50% неба покрыто облаками

3

От 10% до 25% неба покрыто облаками

4

Облаков не наблюдается, но стоит плотный туман, через который просвечиваются наиболее яркие звезды, самые слабые из которых имеют 4-ю зв. величину

5

Немного туманно, видны звезды 5-й величины. Видны наиболее яркие участки Млечного Пути

6

Наблюдается едва заметная туманная дымка. Однако видны только наиболее яркие участки Млечного Пути (в созвездиях Стрелец, Лебедь...) Едва заметны звезды 5,8

7

Заметны звезды 6-й величины, просматриваются менее яркие участки Млечного Пути. Боковым зрением заметен Зодиакальный свет

8

Заметны звезды слабее 6-й величины, а тусклые участки Млечного Пути уверенно видны. Зодиакальный свет виден прямым зрением.

9

Отчетливо видны звезды слабее 6-й величины. Тусклые участки Млечного Пути уверенно видны (в созвездии Лира, Весы... ). Противосияние заметно боковым зрением.

10

Мириады звезд усеивают небосвод. Млечный Путь яркий, широкий и виден от горизонта до горизонта. Яркое Противосияние тянется почти через всё небо.

 
 
Есть хороший способ определить, насколько хорошая ожидает нас прозрачность атмосферы предстоящей ночью. Для этого посмотрите на Солнце невооруженным глазом, предварительно прикрыв его диск рукой или каким-либо подходящим предметом. Если небо вокруг Солнца окажется белесым на большом расстоянии от диска, то прозрачность плохая, а если голубое небо примыкает к солнечному диску почти вплотную, рассчитывайте на ночь с хорошей прозрачностью.
 
Дополнение от 13.05.2016.
Предлагаю вашему вниманию, более простую и понятную шкалу прозрачности атмосферы, которую рекомендую использовать при описании наблюдений.  Ниже в комментариях:
 

av5

Автор Роман Бакай. 2008 год

Роман является основателем и шеф-редактором сайта RealSky.ru,
где он пишет о практической любительской астрономии, дает советы новичкам
на форуме и ведет личный блог.
Так же, Роман основал компанию R-Sky по производству оборудования необходимого для каждого любителя астрономии.



Рекомендуем:

Грелки на телескопы. Скажи росе нет!
map2Грелки R-Sky – эффективное средство борьбы с запотеванием и обмерзанием телескопов и фотообъективов. Узнать подробнее...
Грелки на вторичные зеркала Ньютонов
map2Обогреватели на вторичные зеркала помогают предотвратить запотевание и обмерзание вторичного зеркала телескопов системы Ньютон. Узнать подробнее...

Отзывы пользователей


Шкала измерения Прозрачности от астрономического общества SAC, которую несколько лет назад я привел в данной статье, хотя и известна во всем мире, но на мой взгляд имеет кучу недостатков и несостыковок. В своей реальной астрономической практике мне не удалось ей воспользоваться.

 

Поэтому за годы наблюдений я собрал и обработал свою статистику ночей, на основании которой хочу предложить собственный рейтинг прозрачности. 

 

Данный подход опирается на два принципа.  Первый - рейтинг состоит из пяти пунктов, так как чрезмерное злоупотребление критериями приводит к излишней путнице и сложности сопоставлений. 

 

Второй принцип исходит из того, что наблюдения дипскай следует проводить на темном небе, с минимальной предельной звездной величиной равной 6. Я бы рекомендовал от 6,2. Т.е начиная от синей зоны и дальше. 

 

Лично я провожу регулярные наблюдения под небом, где в типичную наблюдательную ночь я вижу звезды 6,4-6,5. В Лучшие ночи 6,8.

 

Так же, я хотел бы отметить тот факт, что моя шкала характеризует не столько прозрачность, сколько пригодность атмосферы в общем.

 

Шакала прозрачности атмосферы (RealSky Transparency Scale)

 Рейтинг  

Описание
5

Уникальная по состоянию атмосферы ночь. Как правило, таким ночам предшествует темно-синее небо в течении всего дня.

 

Ночью небо очень темное как невооруженным глазом, так и в окуляре телескопа. Звезды видны отчетливо ясно, тут и там можно увидеть кучи нерешенных звездных облаков. Много мелких звездных точек. Облака Млечного пути имеют удивительные подробности. 

 

При прохождении теста на предельную звездную величину по Малой медведице (или другому известному тесту) вы видите звезды тускнее на 0,3-0,5 величины, чем в типичную ночь (на 4 балла). 

Такие ночи - мечта астронома, они позволяют вытянуть максимальные подробности из небесных объектов, вы ощущаете нехилую прибавку в апертуре вашего телескопа. Хорошо знакомые объекты выглядят ярче и отчетливей, показывая новые подробности. Так же появляется шанс рассмотреть тусклые скопления галактик и едва уловимые особенности в других сложных объектах.

 

В средней полосе России, такие ночи встречаются, как правило, осенью или весной.

4

Типичная хорошая наблюдательная ночь. На небе отсутствуют облака начиная с заката и в течении всей наблюдательной ночи. Предшествующим днем цвет неба был от синего, до сине-голубого и только около Солнца наблюдалась небольшая белесость. Есть ощущение, что ночь будет на 5.

 

После приезда на место наблюдения, неадаптированный глаз видит небо черным, Млечный путь яркий и контрастный, яркие планеты слепят глаз. По мере наступления темновой адаптации, начинаешь замечать, что небо немного светлеет. В окуляре на средних фокусных расстояниях так же видно, что небо не такое темное, как идеальной ночью. 

 

Невооруженным глазом видны все стандартные туманные объекты (M31, M33, M13 и тд). 

 

В  окуляре туманности и галактики показывают удивительные подробности, а звездные скопления показывают мелкую звездную пыль. 

 
3

Удовлетворительная ночь. Весь день по небу ходят облака на разной высоте. Небо светло-голубое, белесое. Ближе к закату облака начинают расходится, но градиент неба все равно остается светло-голубым. 

 

Ночью небо светло-серое, млечный путь отчетливо виден, но создается впечатление легкой приглушенной яркости. Невооруженным глазом видны М31, Xh Персея и многие другие туманные объекты. Есть ощущение, что на некоторых участков неба ярость звезд немного приглушена по сравнению с остальными.  

 

В окуляре небо откровенно светло-серое, даже на относительно коротких фокусах.   

 

Изображения относительно ярких туманностей и галактик удовлетворительное, звездные скопления невыразительные. 

 

Наблюдать можно и нужно, но ваши способности разглядеть наиболее тонкие детали в структурах галактик и планетарных туманностей минимальны. Не стоит пытаться браться за сложные объекты, такие как скопления галактик или выявления тонких структур. 

 

Стоит отметить, что и планеты не показывают былых подробностей, хотя все еще интересны. 

 
2

Неудовлетворительная ночь. Весь день по небу ходят облака на разных высотах, переодически небо становится пасмурным. Ближе к ночи облака начинают расходится, но видны высокие перистые-тонкие облака. Небо белесое. 

 

Ночью звезды не яркие. Во многих местах видны сквозь пелену. У горизонта серьезная облачная дымка. По небу проходят темные и светлые облака среднего яруса. Млечный путь едва угадывается. 

 

Туманности и галактики представляют собой жалкое подобие того, что можно увидеть в лучшие ночи. Планеты мутные и не яркие. Как правило в результате такой прозрачности, наблюдения оказываются сорваны.

1

 Пасмурно.  Плотная дымка.  80-90 % неба занимают облака среднего и верхнего яруса. 

 

4 пользователям понравилось это

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
Поделиться на других сайтах


Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас