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SQM

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23/02/2011 05:44

Equipo SQM montado sobre trípode para mediciones All Sky

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by admin    in Cielo Oscuro,Observaciones

El instrumento más extendido para realizar mediciones de Cielo Oscuro es sin duda el Sky Quality Meter (SQM), de la empresa Unihedron. Es fácil de utilizar, basta con apuntar el sensor hacia el cenit y leer la medida en el visor.

Además de las medidas del cenit, se pueden llevar a cabo otras de toda la bóveda celeste. Sería más fácil utilizar una cámara All Sky, pero mucho más costoso. La idea es ir tomando medidas orientando el sensor hacia diferentes altitudes sobre el horizonte y hacia varios azimuts. Como el área medida por el SQM es de 20º, se puede tener una idea aproximada de la distribución de luminosidad en todo el cielo.

Para llevar a cabo las mediciones lo más cómodamente posible, he montado el SQM sobre un trípode y le he añadido un Inclinómetro. Para orientar el conjunto en Azimut se utiliza una brújula. Un inclinómetro permite obtener la inclinación sobre el horizonte de forma precisa, al ser un instrumento digital. Otras soluciones pasan por adosar un círculo graduado al trípode y medir así el grado de inclinación.

En las fotografías se puede ver el conjunto una vez montado. El SQM se orienta hacia el cenit inicialmente, y con el trípode se puede inclinar hasta conseguir la distancia cenital buscada.

El resultado de las mediciones da una idea más real de la contaminación lumínica que afecta al lugar de observación. Una ventaja añadida es que, al estar georreferenciadas las medidas, esto es, conocemos la latitud y longitud desde la que se realizaron las mediciones, y la orientación de las mismas, es posible conocer las fuentes de la contaminación.

Abajo, un ejemplo de las mediciones, en arcosegundo cuadrado,  realizadas a las afueras de Villatobas (Toledo) el 5 de febrero de 2011. Puede apreciarse la caída de las medidas hacia los 150º de Azimut, y una segunda caída en la dirección de Villatobas. En esa dirección se encontraba la población de Corral de Almaguer que iluminaba el cielo, lo que explica la pérdida de calidad en esa zona del cielo. Se han representado las medidas en el zenit, a 45º y a 60º de distancia zenital. Cuanto mayor es la distancia zenital, mayor es la contaminación, y el área afectada es también mayor

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21/01/2011 16:12

Comparativa de modelos de conversión de magnitudes de Cielo Oscuro

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by admin    in Algoritmos,Cielo Oscuro

En el post anterior he tratado el tema de la conversión de medidas tomadas en unidades de Magnitud por arcosegundo cuadrado a Magnitud límite visual. Entre la documentación disponible sobre el sensor SQM, he encontrado otros modelos que permiten esta conversión. Entre ellos, el más interesante me ha parecido el que aparece en un artículo de Nils Olof Carlin, a partir del trabajo de Schaefer, B.E. Feb. 1990. Telescopic Limiting Magnitude. PASP 102:212-229

Según este trabajo, las expresiones que relacionan ambas magnitudes se describen por las siguientes ecuaciones, que llamaré NELM en el gráfico de abajo. En las páginas de Unihedron, hay una calculadora que aplica las expresiones de Schaefer.

He hecho una comparativa de los dos modelos, el de Garstang, (post anterior), y el de Schaefer (NELM en el gráfico), que se puede ver en las figuras que siguen, mostrando los valores de magnitud límite visual para medidas desde los 16 a las 24 magnitudes por arcosegundo. La primera muestra gráfica reproduce los valores aplicando las ecuaciones 1 y 3 de Garstang, en azul, y en la segunda, he corregido la condición de la ecuación 3 para crear otra expresión lineal comparable a las de Schaefer.

La diferencia se hace menor al disminuir el brillo, y se debe a que en las expresiones de Schaefer se toma como magnitud límite visual de la 7.93. Para comprobar las dos, las he aplicado en un pequeño programa que se puede usar abajo.



Un trabajo, que creo que es muy interesante de cada a las campañas IACO y NIXNOX, y que he comentado con otros en la lista de Cielo Oscuro CelFosc, es estudiar la distribución de valores O-C de la magnitud límite. Siendo O los valores obtenidos visualmente por varios observadores y C el calculado a partir de medidas de magnitud por arcosegundo cuadrado con el SQM. Esto daría una medida de la desviación de cada observador y una expresión para un conjunto de observadores.

Para ello hay que recoger el mayor número posible de medidas visuales y a la vez esos observadores deben haber obtenido medidas con el SQM en las mismas condiciones.

Recuerdo que me interesa cualquier mejora.

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18/01/2011 08:44

Magnitud Visual a partir de Magnitud por Arcosegundo cuadrado

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by admin    in Algoritmos,Cielo Oscuro

En las diferentes iniciativas que se están llevando a cabo para  medir la calidad del cielo, como el proyecto NIXNOX del que ya hemos hablado aquí en alguna ocasión, está muy extendido el uso de sensores, como el SQM. Este tipo de dispositivos presentan las medidas en unidades de Magnitud por Arcosegundo cuadrado. Otros proyectos, como IACO, se dedican a obtener medidas de magnitud límite apreciadas por un observador visual.

He estado buscando alguna expresión para transformar esta unidad en magnitud visual, y entre la literatura que he encontrado, me ha llamado la atención el trabajo de George Zotti Measuring Light Pollution with a Calibrated High Dynamic Range All-Sky Image Acquisition System, de 2007. El trabajo se centra en el uso de cámaras All-Sky para el seguimiento automático del cielo y la toma de imágenes HDR (High Dynamic Range). Existen otras expresiones que difieren en el modelo atmosférico que tienen en cuenta. El trabajo de R.H. Garstang Model for artificial night-sky illumination, PASP 98, p.364-375, de 1986, es un ejemplo.

Entre las expresiones empleadas en el trabajo de Zotti, las ecuaciones 1 y 3, permiten hacer una conversión de estas magnitudes, así que he preparado un pequeño programa JavaScript que sirva de conversor, y que toma como entrada la medida del SQM en magnitudes por arcosegundo cuadrado y devuelve la magnitud límite visual correspondiente. Es un valor teórico, y si se compara con las medidas de magnitud límite obtenida visualmente, la cual puede variar entre observadores, se obtendrían valores diferentes, pero podría servir de referencia para la comparación de ambas medidas.

A continuación se muestra el código fuente y un ejemplo de funcionamiento, para convertir ambas magnitudes




<html>

<script language="javascript">
/*
	Conversión de magnitud por arcosegundo cuadrado a magnitud visual y viceversa
	José Gómez Castaño
	www.meridi.es
	18 de enero de 2011
	version 1.1

*/
function mag2v(mag){
	if (mag < 23.2){

		b = 34.08 * Math.exp(20.7233 - 0.92104 * mag);

		if (b <= 1479){
			v = 7.93 - 2.71 * Math.log (1 + 0.1122 * Math.sqrt(b),Math.e);
		}else{
			v = 4.305 - 2.171 * Math.log(1 + 0.001122 * Math.sqrt(b),Math.e);
		}
		v = parseInt(v *100)/100;
		alert("Magnitud visual resultante = " + v);
	}else{
		alert("Solo se calculan las magnitudes por debajo de 7 visual");
	}
}	

function v2mag(v){
	if (v < 7){
		if (v >= 3.4){
			A = (Math.exp((7.93-v)/2.71) - 1) / 0.1122;
		}else{
			A = (Math.exp((4.305-v)/2.171) - 1) / 0.001122;
		}

		b = A * A  ;

		m = (20.7233 - Math.log((b/34.8), Math.e)) / 0.92104;

		m = parseInt(m *100)/100;

		alert("Magnitudes por arcosegundo cuadrado " + m);
	}else{
		alert("Solo se calculan las magnitudes por debajo de 7");
	}
}

</script>
<body>
<form name="f1" action="" method="post">
Medicion en mag/arcsec<sup>2</sup>&nbsp;<input type="text" name="entrada" width="5">
<input type="button" name="calcular" value="Calcular mag limte Visual" onClick="mag2v(document.f1.entrada.value)"><br>
Medicion en mag V<input type="text" name="entradaV" width="5">
<input type="button" name="calcularV" value="Calcular mag por arcosegundo cuadrado" onClick="javascript:v2mag(document.f1.entradaV.value)">
</form>
</body>
</html>

Cualquier mejora será bienvenida

Pues tendiendo la sugerencia de David Galadí-Enrique, he añadido la posibilidad de convertir magnitudes visuales a magnitudes por arcosegundo cuadrado, para permitir las dos conversiones

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06/01/2011 16:59

Cielos de Madrid, calidad del cielo desde la UCM

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by admin    in Cielo Oscuro

Por medio de Cuaderno de bitácora estelar, me he enterado del proyecto Cielos de Madrid, de la Universidad Complutense de Madrid. El objetivo es la medición de la calidad del cielo desde las instalaciones de la UCM de forma automática y continuada. Para ello se utiliza un lente de ojo de pez acoplada a una CCD, lo que permite obtener imágenes de todo el cielo en una sola toma, al estar orientada la cámara al zenit.

Las imágenes se toman cada 20 minutos y hace un seguimiento automático y la publicación de las mismas. El instrumento se denomina ASTMON, fabricado por la empresa iTec Astronómica. Es una estación fija para la medición de la calidad del cielo y puede ser administrada remotamente . Las imágenes se publican en la web de Cielos de Madrid y puede accederse a las últimas tomas.

Aprovecho la oportunidad para recordar el Proyecto NIXNOX, y las posibilidades que nos ofrecen los dispositivos SQM a la hora de medir la evolución de la calidad del cielo, usando diferentes métodos. Abajo se pueden ver una imagen tomada con el instrumento y la última disponible

Ultima imagen disponible

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