Himmelkvalitetsmätare vid meteorobservationer?

[Hans Bengtsson]

Det som nog är svårast vid visuella meteorobservationer är att bestämma gränsmagnituden:

http://www.imo.net/visual/major/observation/lm

Gränsmagnituden är en ganska avgörande faktor när man ska bestämma ZHR. Jag har inte tänkt på det tidigare, men borde det inte gå att använda en himmelkvalitetsmätare (Sky Quality Meter, SQM) för detta ändamål? Man borde då kunna få ett mera objektivt värde för gränsmagnituden än vad vanliga skattningar kan ge, och därmed en mera enhetlig ZHR-beräkning.

Jag har själv ingen erfarenhet alls av SQM, men vet ju att SQM-värdet ges i magnituder per kvadratbågsekund. Detta värde borde väl med hjälp av formel/tabell/diagram direkt kunna översättas till gränsmagnitud?

Vore roligt med synpunkter i ämnet!

m v h
Hans Bengtsson

[Corpze]

Tyvärr är det molnigt här i Arvika, annars hade jag begett mig ut och fotat och kunde tagit med mig min SQM...

[Starsoft]

Hej

Det finns en app, "Loss of the night", som går att ladda ned som nog är avsevärt bättre för att skatta gränsmagnitud, jag har testat den men jag har inte samma expertis som Hans så jag har svårt att bedöma hur bra den är men jag tycker den verkar väldigt seriös.

SQM mätaren mäter bara hur ljus himlen är och den säger därmed ingenting om aktuell gränsmagnitud, man kan få samma värde när det inte går att se en enda stjärna som när man har gränsmagnitud 6.

Anders

[Hans Bengtsson]

Hm, där hänger jag inte riktigt med. Om gränsmagnituden är bra så bör ju också SQM-värdet vara bra (dvs högt), det bör rimligen finnas ett starkt samband mellan dessa två saker. En storstadshimmel har dålig gränsmagnitud och lågt SQM-värde, en mycket mörk landsbygdshimmel har bra gränsmagnitud och högt SQM-värde.

m v h
Hans Bengtsson

[glappkaeft]

En helt mulen landsbygdshimmel har dock väldigt dålig gränsmagnitud men fortfarande ett högt SQM-värde.

[Hans Bengtsson]

Jo men mulna himlar kan vi ju bortse från eftersom de inte är aktuella i detta sammanhang.

Jag hittade nu faktiskt en formel när jag googlade:

A reasonable formula to convert SQM readings to NakedEyeLimitingMagnitude (NELM):
NELM=[(SQM-8.89)/2) +0.5]

m v h
Hans Bengtsson

[glappkaeft]

Jo men mulna himlar kan vi ju bortse från eftersom de inte är aktuella i detta sammanhang.

Samma sak borde även gälla om omständigheterna ligger mellan mellan mulet och klart. Gränsmagnitud beror ju dessutom på observatören och är mycket enkel att skatta.

[Starsoft]

Hej

men mulna himlar kan vi ju bortse från

Gränsmagnituden begränsas huvudsakligen av den aktuella transparansen (molnigheten) tillsammans störande ljus från omgivningen, att försöka mäta gränsmagnitud utan att ta hänsyn till båda dessa faktorer lär vara svårt.

A reasonable formula to convert SQM readings to NakedEyeLimitingMagnitude (NELM): NELM=[(SQM-8.89)/2) +0.5]

Den där formeln ger jag inget för, vid ett SQM värde på t.ex. 21 som jag brukar ha vid mitt obs så kan gränsmagnituden ändå variera mellan "inga stjärnor" och ca 6, så för att bestämma gränsmagnituden krävs ändå en manuell skattning av graden av "mulenhet" genom att försöka bedöma hur svaga stjärnor man kan se och vid den skattningen tillför SQM mätaren ingenting.

Jag vidhåller att "Loss of the night" appen är ett betydlig bättre verktyg för att skatta gränsmagnitud.

Anders

[Hans Bengtsson]

En himmel med mycket moln i synfältet kan inte användas vid ZHR-bestämning, och därför kan vi bortse från den varianten. Ingen meteorobservatör skulle komma på tanken att observera om man t.ex. har mycket cirrus. Vad man möjligen kan acceptera är enstaka molnflak med tydliga kanter och klart mellan dessa - man uppskattar då hur stor del av synfältet som täcks av dessa moln.

Likaså är observationer ganska meningslösa om gränsmagnituden är sämre än 5.0, från t.ex. Göteborg är det i stort sett omöjligt att bedriva ZHR-observationer, jag skulle aldrig komma på tanken att göra det. Så själva grundförutsättningen är molnfritt och gränsmagnitud 5.0 och helst bättre än så, det är det som gäller vid meningsfull ZHR-bestämning. Man ska nästan nödvändigtvis befinna sig ute på landsbygden eller på en liten ort.

Erfarenheten har visat att det ingalunda är enkelt att bestämma gränsmagnitud. Två vana meteorobservatörer kan få resultat som skiljer sig åt med en halv magnitud och mer trots att de observerar sida vid sida och under obs-passet noterar lika många meteorer (och således har samma synskärpa). En halv magnituds skillnad har stor betydelse för ZHR-värdet som erhålls, det är i själva verket svårigheten att bestämma gränsmagnitud som är den största enskilda orsaken till spridning av ZHR-värden. Så att det skulle vara "mycket enkelt" kan jag inte instämma i, det är snarare mycket besvärligt. På 70-talet läste jag en del artiklar om detta svårlösta problem i samband med meteorobserverande. Och kunde ju även själv konstatera att problemet fanns.

Av den anledningen vore det väldigt bra ifall det gick att få ett mera objektivt mått på gränsmagnituden - men det är möjligt att SQM inte kan användas för sådana ändamål, jag vet inte. Ifall en SQM ger samma värde en natt med gränsmagnitud 5.0 som en natt med gränsmagnitud 6.0 så funkar det ju inte.

För att sammanfatta min undran:
Är det så att en SQM (jag har aldrig använt någon) inte kan skilja en molnfri natt med dålig transparens och dålig gränsmagnitud från en natt med god transparens och god gränsmagnitud? Om den inte kan göra det så står det klart att den är oanvändbar i detta sammanhang.

Edit:
Det man alltid bör tänka på vid bestämning av gränsmagnitud i meteorsammanhang är att magnituden ska avse förhållandena i eller nära zenit. Vidare är det "slightly averted vision" som gäller. Om man har 5.5 som gränsmagnitud med direkt seende och 6.0 med indirekt seende är det lämpligt att sätta gränsmagnitud 5.7, det är så jag tolkar "slightly averted".

Såvitt jag förstår så utgår appen "Loss of the night" helt enkelt från den vanliga stjärnräkningsmetoden. Den används ofta i meteorsammanhang, men jag förmodar att åtminstone variabelobservatörer som extraknäcker som meteor-dito snarare koncentrerar sig på de allra svagaste synliga stjärnorna och gör bedömningen utifrån dessa. Att titta på andra stjärnor än dessa känns lite meningslöst.

Själva grundproblemet kvarstår dock så länge man inte hittar en mera objektiv metod för bestämning av gränsmagnitud. Nämligen att olika observatörer med samma synskärpa och som rapporterar samma antal meteorer ändå kan rapportera signifikant olika gränsmagnitud, vilket leder till stor spridning i ZHR-diagrammet.

m v h
Hans Bengtsson

[nilsolof]

Jag har själv ingen erfarenhet alls av SQM, men vet ju att SQM-värdet ges i magnituder per kvadratbågsekund. Detta värde borde väl med hjälp av formel/tabell/diagram direkt kunna översättas till gränsmagnitud?

Vore roligt med synpunkter i ämnet!

Möjligen kan mina gamla funderingar över Bradley Schaefers ideer om gränsmagnitud
http://web.telia.com/~u41105032/visual/Schaefer.htm
och Blackwells 2-a världskrigsforskning
http://web.telia.com/~u41105032/visual/blackwel.htm
vara av åtminstone perifert intresse i frågan

Nils Olof

[Hans Bengtsson]

Jag har av synpunkterna som kommit in förstått att en SQM förmodligen inte alls kan användas för att ge en objektiv bestämning av gränsmagnitud. En molnfri natt med gränsmagnitud 5.5 kan ge samma SQM-värde som en annan molnfri natt med gränsmagnitud 6.0?

Och även om det skulle gå att objektivt mäta gränsmagnituden så skulle ett sådant objektivt värde kräva en individuell kalibrering till observatörens synskärpa. En skarpögd observatör skulle få samma gränsmagnitud som en mindre skarpögd, trots att den förstnämnde skulle se fler meteorer. Med manuell skattning av gränsmagnitud löses ju detta automatiskt.

m v h
Hans Bengtsson

[timokarhula]

Jag anser att det finns ett klart samband mellan vad SQM-(L)-mätaren visar och den personliga gränsmagnituden (ZLM) vid molnfritt väder. Olika personer kan dock ha mycket olika ZLM trots att de står sida vid sida och alltså får samma SQM-värden. Det är enkelt att göra sin personliga ekvation utifrån egna mätningar. Om nu korrelationen är helt linjär från ljus himmel till kolsvart himmel låter jag vara osagt.

Iiro Sairanen från Finland har utfört en hel del personliga mätningar som hittas här:

https://www.ursa.fi/wiki/Havaintov%e4li ... tietokanta

/Timo K

[Hans Bengtsson]

Tack Timo! Informationen i den länken du ger visar ju med all önskvärd tydlighet att det finns ett direkt matematiskt samband mellan SQM-värdet och gränsmagnituden, förutsatt att vi har en molnfri himmel (en molnig himmel kan vi bortse från eftersom en sådan i princip ändå inte kan användas vid ZHR-bestämning). Jag får erkänna att jag teoretiskt inte har kunnat riktigt förstå hur det kunde saknas ett sådant samband, därav mina frågetecken i inläggen.

Så den ambitiöse meteorobservatören skulle kunna starta med att inhandla en SQM och sedan göra ett ganska stort antal SQM-mätningar samtidigt med manuella gränsmagnitudskattningar. På så sätt får man sambandet mellan SQM-värde och personlig gränsmagnitud. Vid meteorobservationer kan detta sedan användas, man skulle då kunna objektivt bestämma endast SQM-värden för att fastställa gränsmagnituden och följa hur den eventuellt förändras under passets gång.

Intressant, jag undrar bara om det finns en hake någonstans eftersom jag inte hört talas om metoden bland meteorobservatörer. Men kanske används den redan, jag följer inte aktivt allt som händer inom meteorobservationsbranschen.

m v h
Hans Bengtsson

[timokarhula]

Jag håller med dig att om man gjort en personlig ekvation för sambandet mellan SQM-värdet och egna gränsmagnituden (ZLM) så bör SQM-mätaren kunna visa ett värde för att snabbt kunna beräkna den egna ZLM för tillfället. Jag har märkt att från en och samma plats under likvärdiga ljusförhållanden så varierar SQM från natt till natt och även timme för timme. Det beror nog främst på mängden aerosoler, luftfuktigheten och "airglow" och om apparaten riktas mot vintergatsbandet men där finns korrelationen likväl. Ju torrare luft desto högre SQM-värden och bättre ZLM. I regel får jag de bästa värdena i april då marken är snöfri (SQM-L 21.6 -> ZLM=7.4) då luften är relativt torr. Mina personliga extremvärden från W.A. är SQM 6.2 -> LM -2.2 (Jupiter på dagtid) och SQM 22.07 -> LM 7.9.

SQM-mätaren är suverän när man ska testa nya observationsplatsers mörker och jämföra olika platser. Man behöver inte mörkeradaptera sina ögon i en halvtimme utan apparaten ger ett värde efter några sekunder. Jag brukar göra tre mätningar mot olika delar och högt upp på himlen och ta medianen eller medelvärdet. I regel ligger värdena inom 0.1 enheter.

Midsommaraftonsnatten 2010 roade jag mig med att med jämna intervaller mäta SQM. Mätserien blev så bra att man kunde avgöra tidpunkten för den sanna midnatten (då solen står rakt i norr under horisonten) med några minuters noggrannhet vilket skedde klockan 0:58. SQM var 13.96 då solhöjden var -6º.8. Den ljussvagaste stjärnan jag noterade var den 3.7 mag Beta Aquilae.

/Timo K