Горное небо - для вас!

Для начала несколько слов о терминологии.

Естественное свечение ночного неба, обусловленное свечением звезд и атмосферы, называется ниже естественной яркостью неба или просто естественной яркостью. Искусственная засветка называется искусственной яркостью неба. Общее свечение неба, обусловленное естественными и искусственными источниками, называется общей яркостью неба.
Ниже перечисляются основные результаты исследования свечения ночного неба в КрАО.

1. Наибольшие изменения общей яркости неба в течение ночи наблюдаются в полосах R и I и сильно зависят от зенитного расстояния (Z): 0.3-0.4 mag (для Z=60o) и 0.12-0.25 mag (для Z=45град).

2. Общая яркость неба заметно уменьшается в течение первой половины ночи и достигает минимальных значений ближе к часу ночи. Особенно отчетливо такое поведение наблюдается в южном направлении.

3. В первой половине ночи общая яркость неба заметно больше в южном направлении, чем в западном. Особенно отчетливо этот эффект проявляется в полосах B и V (см. Рис. 1). Последующий анализ показал,
что этот эффект обусловлен влиянием засветки от “финских домиков”, которые расположены ближе  всего к АЗТ-11, на расстоянии 200 метров.

4. Среднее значение общей яркости неба в полосе V равно 20.81 mag/sec2.

5. Наименьшая общая яркость неба в южном направлении наблюдается в период с половины первого до трех часов ночи и составляет около 20.85 mag/sec2.

Рис. 1. Изменения общей яркости неба в полосе V в южном и западном направлениях для Z=45град. До полуночи яркость неба в южном направлении на 0.1 mag больше, чем в западном.

Для сравнения средней общей яркости неба в КрАО с яркостью неба в других обсерваториях в Таблице 1 приведены значения этого параметра для десяти широко известных обсерваторий мира. В последней колонке таблицы дана разность между общей и естественной яркостью неба (∆V). Согласно критерию МАС, эта разность не должна превышать ~ 0.1 mag. При вычислении значений ∆V, величина естественной яркости неба принималась на уровне 21.99 mag/sec2 (R.H. Garstang, 1989 PASP 101, P. 306). Анализ таблицы 1 показывает, что ситуация с общей яркостью неба в КрАО достаточно удручающая: величина ∆V для нашей обсерватории равняется 1.18 mag, в этом смысле хуже нас только Lick и M. Wilson. Поэтому любое дальнейшее повышение яркости неба в КрАО крайне не желательно.

Таблица 1. Фон неба в различных обсерваториях (из статьи R.H. Garstang, 1989 PASP 101, P. 306.)

Используя измеренную общую яркость неба (20.81 mag/sec2) и принимая естественную яркость неба за 21.99 mag/sec2, мы можем оценить искусственную яркость неба в КрАО. Оценка искусственной яркости неба составляет 21.26 mag/sec2

На Рис. 2 приведена карта светового загрязнения Крыма по официальным данным из “Light Pollution Science and Technology Institute” (inquinamentoluminoso.it/worldatlas/pages/index.htm). Из этого рисунка видно, что наибольшее влияние на засветку в КрАО оказывают такие населенные пункты, как Симферополь, Севастополь, Бахчисарай, Ялта и Алушта. Мы можем оценить вклад этих населенных пунктов в искусственную яркость неба по следующей формуле:

Vmag = 29 + 0.02r + 2.5 log(r2/n), (1)

где: r – расстояние до города в км., n – число жителей (см. Климик В.У. и др., в сб. “Атмосферная нестабильность и адаптивный телескоп”, Ленинград, Наука, 1988, С. 122.).

В таблице 2 приведены результаты вычислений вклада в искусственную яркость неба от перечисленных выше населенных пунктов. Данные о численности населения взяты с демографического сайта Украины, а
расстояния определены с помощью специального сервиса в программе Google Earth.

Из таблицы 2 видно, что оценка вклада в искусственную яркость от окружающих населенных пунктов (без учета поселка Научный) составляет 21.90 mag/sec2. Тогда расчетная общая яркость неба без учета п. Научный составит 21.19 mag/sec2. Но реальная измеренная общая яркость равна 20.81 mag/sec2. Если предположить, что разница между расчетной и измеренной общей яркостью неба обусловлена дополнительной засветкой от п. Научный, то вклад последнего в искусственную засветку должен составить 22.14 mag/sec2.
Другими словами, вклад поселка Научный в искусственную яркость ~44%, тогда как вклад окружающих городов ~56%. Т.о., вклад п. Научный в искусственную яркость неба сравним с общим вкладом от таких крупных населенных пунктов как: Симферополь, Севастополь, Ялта, Бахчисарай и Алушта. Теперь мы можем оценить возможный вклад в засветку от новостройки. Согласно имеющейся у меня информации, жилищно-бытовой комплекс будет включать в себя: 22 квартирный жилой дом для НИИ КрАО, гостиницу
на 19 номеров, два 7-этажных дома на 23 и 28 квартир, два 3-этажных дома по 9 квартир в каждом и два сблокированных по 4 дома типа «таунхауз». Общее количество квартир около 120, общее число жителей порядка 300, расстояние до АЗТ-11 от этого комплекса 870м. Подставляя в формулу (1) число жителей (300) и расстояние (0.87км) мы получим 22.52 mag/sec2.
Вклад от жилищно-бытового комплекса может составить 22.52 mag/sec2. В этом случае искусственная яркость возрастет с 21.26 до 20.96 mag/sec2, а общая яркость неба изменится с 20.81 до 20.61 mag/sec2. Таким образом, жилищно-бытовой комплекс добавит нам порядка 0.3 mag к искусственной яркости неба или около 0.2 mag к общей яркости неба. Следует заметить, что все вычисления выполнены для телескопа АЗТ-11, который находится на самом большом расстоянии от строительства по сравнению с другими инструментами КрАО и подвержен наименьшему влиянию засветок от новостройки.
Ниже я привожу основные выводы, сделанные мною в прошлогоднем докладе с той только разницей, что в круглых скобках показаны новые значения, полученные с учетом возможного влияния от жилищно-
бытового комплекса.
• Среднее значение общей яркости неба в КрАО в полосе V равно 20.81 (20.61) mag/sec2.
• Искусственная яркость в полосе V достигает 21.26 (20.96) mag/sec2, что в ~2 (2.6) раза превышает естественную яркость ночного неба, обусловленную звездами и атмосферой на зенитном расстоянии 45град.
• Вклад поселка Научный в искусственную яркость неба может составлять до 44% (58%), а вклад удаленных городов - до 56% (42%).
• Вклад нового жилищно-бытового комплекса оценивается как 22.52 mag/sec2, что приведет к увеличению общей яркости неба на 0.2mag.
Все приведенные выше расчеты сделаны только для «постоянной» засветки от жилищно-бытового комплекса. Здесь не учитывается ни уличное освещение, ни вклад от фар нескольких десятков автомашин, которые будут курсировать по дороге к новостройке, ни регулярная засветка от костров и праздничных фейерверков, которые будут устраиваться отдыхающими и новыми жителями поселка.
В заключение я хотел бы высказать свое мнение относительно ведущегося строительства. Карта светового загрязнения показывает, что КрАО находится в зоне близкой к минимально возможным засветкам для Крыма (см. Рис.2). Мои расчеты подтверждают это и предсказывают, что общая яркость неба без учета п. Научный могла бы быть ~ 21.19 mag/sec2. Но реальная измеренная общая яркость равна 20.81 mag/sec2. Как относится к этим результатам - зависит от нашей жизненной позиции.
Если мы считаем, что наше будущее – это достаточно приличный научно-исследовательский институт, входящий в состав Таврического университета, с отличной наблюдательной базой для проведения студенческой практики, то настоящая и будущая ситуация с засветкой не должна вызывать никаких опасений: мы можем спокойно превращать Научный в курортный поселок.
Если же мы считаем, что наше будущее – это одна из крупнейших в Европе действующих ОБСЕРВАТОРИЙ, то мы должны принять немедленные меры не только для прекращения любого увеличения искусственной засветки, но и для планомерного снижения засветок за счет всех имеющихся в нашем распоряжении средств: начиная со снижения мощности и количества ламп уличного освещения, и кончая разработкой долговременной стратегии, которая позволит нам со временем разнести телескопы и жилые помещения на максимально большое расстояние друг от друга.

8 июня 2009г,   с.н.с. Гранкин К.Н.