TIPOLOGÍA TEXTUAL- EXPOSICIÓN Y ARGUMENTACIÓN.pptx
Parametros_Calidad_Cielo.pdf
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1
“CURSO MONITORES STARLIGHT
COLOMBIA”
Dra. Antonia Mª Varela Pérez
Instituto de Astrofísica de Canarias
Fundación Starlight
Parámetros de Calidad del Cielo
VARELA-CURSO MONITORES STARLIGHT COLOMBIA, JUNIO
2022
— PARAMETERS FOR ADAPTIVE OPTICS (AO)
* Seeing (ε)and coherence radius (r0)
* Boundary Layer (BL) and Free atmosphere (FA) seeing
* Nightly Stability
* Coherence time (τ0) and isoplanatic angle (θ0)
* CN2 turbulence vertical distribution
* Sodium layer density and height
— METEOROLOGY AND CLIMATE
* Ground Temperature
* Ground wind
* Extreme weather conditions
* Vertical wind distribution (jet stream)
* Humidity
* Climate change
— OBSERVING IN THE IR (PWV)
— ATMOSPHERIC EXTINCTION AND DUST
OUTBREAKS FROMAFRICA
— USEFUL TIME AND CLOUDINESS
— NIGHT SKY BACKGROUND (NSB)
— Ground deformations and seismicity
— Snow and fog
A.M. Varela, ULL-2018
Parameters for selecting the
best astronomical observing sites
Logística
Política
Social
Cultural
Muñoz-Tuñón, Varela & Castro-Almazán, 2016,
Instruments & Techniques
Site testing at the ORM & OT:
q Radiosounding balloons
q Differential Image Motion Monitor (DIMM)-Automatic DIMM
(DIMMA)
q MASS, MASS-DIMM
q Scintillation Detection and Ranging (SCIDAR)
q PWV from GPS
q Automatic Weather Starions (AWS)
q NCEP/NCAR climate reanalysis
q SQM y ASTMON
q ATC Extinction
q NASA and ESA satellites
q AERONET
A.M. Varela, Bremen 2012
El IAC ha sido
consciente de la
importancia de
promover iniciativas
para la caracterización
y protección de los
Observatorios de
Canarias.
Con este propósito, a
finales de los 80, creó el
Grupo de Calidad del
Cielo
http://www.iac.es/site-
testing.
Principales objetivos:
• Medidas parámetros atmosféricos relacionados con las
observaciones astronómicas.
• Diseño y desarrollo de nuevos instrumentos y técnicas
para la caracterización astronómica en todo el mundo;
• Publicación y difusión de los resultados en diferentes
forums, especializados y público en general.
2. 22/6/22
2
A.M. Varela, Bremen 2012
La Oficina
Técnica de
Protección del
Cielo (OTPC) se
creó en el IAC en
enero de 1992
para asesorar en
la aplicación de la
Ley del Cielo
(Law 31/1988),
http://www.iac.es
/otpc
Principales objetivos:
Proteger la calidad astronómica de los observatorios de
Canarias de:
• contaminación lumínica
• contaminación radioeléctrica
• contaminación atmosférica
• rutas aéreas
GTC
DHV
NOT
TNG
WHT & JKT
MAGIC
Lajitas
Since 1994…
.
CMT
GPS
Moradas
http://www.iac.es/site-testing
Seeing Av./min freq
< 0.6” 45 % /25%
< 0.9” 80% /65%
< 1.2” 90%/ 78%
Cumulative frequency of Ɛ Useful time and extinction
— Main sources of sky transparency degradation:
¡ Aerosols (dust)
¡ Clouds (cirrus, PWV)
— Obtained using:
¡ Telescopes logs
¡ Atmospheric extinction coefficients (KV) from ground telescopes
¡ Aerosol concentration from airborne particle counters and
shadowband radiometers
¡ AI /AOD and clouds from satellites
— Operational value and efficiency in telescope´s managing.
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3
FP6 Madrid 2007
The Carlsberg Meridian Telescope (CAMC or CMT) is continously working at the
ORM since 1984 (http://www.ast.cam.ac.uk) providing nightly values of
atmospheric extinction coefficient in V and more recently in r’ Sloan filters
http://www.ast.cam.ac.uk/dwe/SRF/camc_extinction.html
This dataset is ideal to explore the usefulness of data provided by satellites.
A(l)=ARay(l,h)+Aoz(l)+Awv(l)+Aaer
AIRBORNE AEROSOLS, DUST PROPERTIES AND DISTRIBUTION
CMT or CAMC
vGround-based or in situ techniques that includes structure at ground,
vehicle and tower up to an height of 50 meters:
Automatic Weather Stations (AWS), telescopes, airborne particle
counters,...
vAirborne that includes planes, high quote aircrafts and balloons up to
an altitude of 50 Km
vSpaceborne that includes shuttles, satellites from an altitude of 100
Km up to 36000 Km.
qSpace shuttle: 250-300 Km
qSpace station: 300-400 Km
qLow-level satellites: 700-1500 Km
qHigh-level satellites: about 36000 Km
ØAreas and sites observed can be reliably compared.
ØSatellite data archives permit a comparison over
reasonably long time period (> 10 years).
Why?
Remote sensing: in situ v satellites
Geostationary Operational
Environmental Satellite (GOES)
NASA/NOAA
GOES East US
GOES West US
MTSAT (Pacific)
ESA
Meteosat (MFG & MSG)
(Europe & Africa)
Meteosat Indian Ocean
ENVISAT (planet)
ERS (planet)
Earth Observing Systems (EOS)
NASA/NOAA
Terra
Aqua
Aura
Calipso
Selection of satellites for astronomical site-testing
Turbulencia atmosférica.
Seeing ε
efwhm=0.98l/ r0
No atmósfera
No telescopio
Delta de Dirac
No atmósfera
Estrella
Imagen
Distribución
brillo
Disco de Airy FWHM-Gaussiana
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4
VARELA-CURSO MONITORES
STARLIGHT SIERRA SEGURA Y SACAM-
9-14 MAYO 2022
ÓPTICA ADAPTATIVA
•TMT with AO angular resolution
100x better than seeing limited
@Jerry Nelson
Monitor de Movimiento
Diferencial de Imagen (DIMM)
Sarazin & Roddier, 1990, A&A, 227, 294.
(ESO DIMM)
Vernin & Muñoz-Tuñón, 1995, PASP, 107, 265
(DA/IAC DIMM)
Used by, GTC, TNG, O. Sierra Nevada,
Calar Alto, ING, INAOE (la Negra,
Cananea), UNAM (SPM)...
Next, Morocco, France & Spain DIMM
Torre diseñada por el Grupo Galileo
s2 = 0.373 efwhm (r0/D)1/3
efwhm
s = rms= (1/(n-1) S 1
n
(xi- <x>)2)1/2
Seeing: varianza del movimiento de la estrella en
el foco de un telescopio de pequeño diámetro.
s im
2 = .358 (l/ r0)5/3 (l/D)1/3 (rad2)
r0
Principio DIMM: 2 imágenes de la misma estrella.
Sarazin y Roddier (1990), A&A, 227, 294
Vernin y Muñoz-Tuñón (1995), PASP, 107, 1
Óptica Atmosférica: Seeing
Differential Image Motion Monitor: DIMM
Tokovinin, 2004
Varela et al. 2004
DIMMA-OT & DIMMA-ORM
5. 22/6/22
5
ØSite testing at the ORM & OT:
qMASS-DIMM, SCIDAR, GSM
qDIMMA
qAWS
qClimatic Diagnostic Archives Satellites (MODIS, METEOSAT…)
qPWV Monitor
qCMT Telescope
qAirborne dust counter
qOGS
qASTMON & SQM
Review of instrumentation
@Lombardi
Optical turbulence profiles
Aklim
Macón
ORM Ventarrones
20
PWV MOnitor @ ORM
(GPS)
http://www.iac.es/proyecto/site-testing/ International Association of Geodesy
Since June 2001
SAC S.L, a
company
devoted to GPS
data processing
for the
International
Global
Navigation
Systems Service
(Romero, 2003
CanariCam @ GTC
CanariCam is a mid-infrared (7.5 - 25
micron) camera and spectrograph
On-line PWV data are very important for optimizing queue scheduled observations.
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6
OGS (Na, LGS)
The sodium density measured in summer was 1.6 109 atoms/cm2.
The typical height of the sodium layer is about 90km.
Michaille et. al, 2000
AllSky ASTMON @OT since January 2012
AllSky ASTMON @ORM
(expected for February 2014)
+ specific software been developed for determine:
sky brightness maps, extinction etc…
Other: Sky Quality Meter (SQM) @ OT and ORM
TESS (UCM & Stars4All
SKY BRIGHTNESS
ASTMON-SQM-TESS
Operated by the OTPC
REDES MEDICION BRILLO DE CIELO
http://www.sea-
astronomia.es/drupal/node/1594
A.M.Varela A.M.Varela
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7
http://guaix.fis.ucm.es/splpr/
Objetivo
La contaminación lumínica es un problema ambiental, económico y social de gran
impacto. Los investigadores dedicados a este campo pertenecen a diferentes áreas de
conocimiento y abordan su estudio desde perspectivas muy diversas. La interacción
entre ellos resulta escasa.
La Red española de estudios sobre la contaminación lumínica (SpLPR) pretende reunir a
los diferentes grupos de investigación sobre contaminación lumínica que trabajan en
España para facilitar la comunicación con vistas a potenciar la colaboración entre ellos.
A.M.Varel
a
Starlight Certification
The Starlight Certification seeks to guarantee the capacity to enjoy the view
of the stars and to discover the associated scientific, cultural, natural and
scenic values.
The Starlight Certification makes it possible for the first time to bring science
and tourism together.
A. Varela
Antonia Varela
PASOS PARA OBTENER LA CERTIFICACIÓN STARLIGHT
1. Inscripción
Rellenar Application Pack. Estudio calidad de cielo.
Starlight Declaration Adhesión: ACUERDO ALCALDES
2. Admisión y análisis por parte de la FS
3. Auditoría presencial por expertos externos
• Astronómica (sine qua non)
• Astroturísitica (only for DTS).
Informe del auditor:
§ Zonificación
§ DAFO
§ Recomendaciones
§ Evaluación
4. Certificación (puede ser estacional)
Revisión a los 2 años
5. Renovación cada 4 años
CURSOS MONITORES STARLIGHT COLOMBIA 5-10 JUNIO
2022
Antonia Varela
Parámetros para la obtención de la certificación Starlight
AUDITORÍA ASTRONÓMICA - Condición sine qua non: calidad del cielo PARA LAS RESERVAS Y LOS DESTINOS
TURÍSTICOS STARLIGHT
• Requisitos ambientales (calidad del cielo nocturno y diurno) y relativos a recursos naturales, culturales y
científicos.
• Estrategias en alumbrado inteligente e innovación.
AUDITORÍA ASTROTURÍSTICA – DESTINOS TURÍSTICOS STARLIGHT
• Requisitos relativos a los recursos técnicos, infraestructuras y servicios.
• Calidad y satisfacción por el lado de la oferta: gobierno, sector privado, comunidad científica, comunidad local,
monitores y guías astronómicos Starlight y otros actores involucrados.
• Estrategia y gestión de los recursos relacionados con la luz de las estrellas.
• Calidad y satisfacción de los usuarios por el lado de la demanda (turistas y sociedad civil).
• Gestión del conocimiento (investigación, innovación, educación e información).
• Macrogestión del Programa Starlight y retroalimentación.
Revisión a los dos años de la certificación y renovación cada 4 años
(@Fundación Starlight)
CURSOS MONITORES STARLIGHT COLOMBIA 5-10 JUNIO 2022
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8
Fundación
STARLIGHT
IAC - Starlight collaboration
The IAC supports the Starlight Initiative by collaborating
with the Starlight Foundation:
1- Defining the astronomical requirements, methods of
measurements and analysis procedure
2- Disseminating knowledge related to the defence of
clear and dark skies.
ü Sparse light pollution
ü Large number of clear nights
ü Excellent seeing
ü Air transparency
La certificación puede ser, también, estacional, en el supuesto de
que las condiciones establecidas se cumplan sólo durante un
período del año (unos meses por ejemplo) por razones, por
ejemplo, de sus condiciones climatológicas.
Los esfuerzos, compromisos, y acciones orientadas al control de la
contaminación lumínica y la salvaguarda y/o mejora de la calidad del
cielo nocturno, constituyen un apartado importante de la evaluación
9. 22/6/22
9
REQUERIMIENTOS PARA LA AUDITORÍA ASTRONÓMICA:
1. Calidad astronómica:
• Parámetros
• Valores umbrales
• Instrumentación y técnicas
• Análisis
2. Climatología
• Clima local
• Parámetros meteorológicos: humedad relativa, temperatura del aire,
velocidad y dirección del viento, etc.
3. Geografía
• Orografía, altitud, mapas, …
• Pueblos cercanos y densidad de
población
• Industria y actividades contaminantes
• Municipalidades o comarcas
• Naturaleza y ocio
• Zonificación de áreas protegidas
CERTIFICACIONES STARLIGHT
MANUAL DE LA AUDITORÍA ASTRONÓMICA
Parámetros Astronómicos
Valores umbrales para Destinos y Reservas Starlight
Tenerife
El mínimo porcentaje de noches despejadas debe se 50% para un
Destino Starlight y 60% parar una ReservaStarlight. El porcentaje
puede corresponder solo con un período considerado, en cuyo caso,
la certificación y publicitación del emplazamiento deberá especificar
dicha singularidad.
Clouds Coverage (useful daytime)
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10
Se establece una magnitud astronómica mínima de
21mag/arcseg2 en el visible para un destino Starlight y
21.4mag/arcseg2 para una Reserva Starlight.
Sky brightness
El mínimo valor para los DestinosTurísticos Starlight se sitúa en
la capacidad de ver estrellas separadas 3” y para las Reservas
Starlight esta separación debe ser mejor (menor) que 1”.
Seeing
11. 22/6/22
11
Esta magnitud es un indicador general del brillo del cielo y
de las condiciones atmosféricas del sitio. Un cielo oscuro y
transparente estará lleno de estrellas.
.
El límite para un destino Starlight se fija en 6,
mínima magnitud estelar visible a simple vista.
Transparency
Para una Reserva Starlight se define un umbral de más
de un 50% noches con extinción atmosférica
≤0.15mag/arcsec2.
CERTIFICACIONES STARLIGHT
MANUAL DE LA AUDITORÍA ASTRONÓMICA
Cómo medirlos Instrumentación y técnicas.
Tenerife
12. 22/6/22
12
Clouds Coverage (useful daytime)
Clouds Coverage:
Atmospheric Transmission Factor k:
k= B/A > C/A
A is the extraterrestrial solar radiance:
A= ISC (r0/r)cosθ
where r0 and r are the median and the present distance Earth-Sun
respectively and ISC solar constant (ISC= 1367 Wm-2) and θ is the solar
cenital angle.
http://www.engr.scu.edu/~emaurer/tools/calc_solar_cgi.pl
Duffie, J.A. and W.A. Beckman, Solar Engineering of Thermal Processes,
Wiley, New York, Maidment, Handbook of Hydrology, 1993
What’s A ?
How? APPLICATION TO CANARY ISLANDS
4th December 2012
13. 22/6/22
13
Clouds Coverage:
Atmospheric Transmission Factor k:
k= B/A
B is the “in situ” measured solar radiance retrieved from:
1. State Meteorological Agencies.
2. Automatic weather stations (solarimeter).
3. Public/private companies involved in renewable energy.
What’s B ?
Sample rate and
analysis?
1. Monthly mean along the year (seasonal behavior).
2. Certification can also be seasonal.
i. Agencias Estatales de Meteorología.
• En España la AEMET ha abierto en su web un apartado
denominado "Servicios Climá@cos" en el cual se agrupan todo @po
de datos e informaciones sobre el clima de España y su evolución.
hDp://www.aemet.es/es/zona_portada_destacada/servicios_clim
a@cos
Estas agencias @enen mapas de radiación solar actualizados, con
medias mensuales y en ocasiones diarias.
ii. Estaciones meteorológicas coordinadas y supervisadas por
colec@vos profesionales y/o de aficionados.
iii. Empresas públicas/privadas de ac@vidades relacionadas con
energías renovables (térmico y fotovoltaico) suelen disponer de
este @po de mapas.
El factor de transmisión atmosférica está directamente relacionado
con el índice de nubosidad. El cálculo del índice de nubosidad
implica obtener datos del albedo y calibraciones que consideramos
complejas para lo que aquí compete. Por tanto, bastará con
aportar el valor del factor de transmisión atmosférica o en su
defecto, el valor de la irradiación solar superficial.
Hay que tratarlo para zonas amplias y sabiendo que no se tienen
en cuenta factores como microclimas singulares en la noche (ej.
cuencas y sistemas fluviales).
@Alqueva
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15
RESULTADOS EN LOS OBSERVATORIOS DE CANARIAS
ORM PERIOD
SPATIAL
RESOLUTION
CLEAR TIME
Erasmus &
Van Rooyen
2006
Satellite 7 years (1996-2002) 5x5km2 83.7%
Ground 7 years CMT 85.3%
Cavazzani et
al. 2010
&
Della Valle et
al. 2010
Satellite 2 years (2007-2008)
4x4 km2 (B4)
8x8km (B6)
72.5%
Ground 2 years (2007-2008) TNG logs 66%
García-Gil et
al 2010
Ground
5 years (1999-2003) CMT logs 79.3%
17 years (1990-2007) WHT logs 73,7%
2 years (2006-2008) NOT logs 73.9%
2 years (2006-2008) LT logs 70.1%
5 years (2000-2005) TNG logs 69.8%
Error estimado de un 10%
Weather downtime
5 yr CMT logs
20.70%
18 yr WHT log
26.33%
NOT…26.11%
TNG…30.34%
LT……29.9%
Different
operational
Telescope criteria
21 yr (longer
database)
CMT……23%
month
weather
downtime
(%)
--------
Se estima a partir del brillo del cielo en el cenit (a un ángulo cenital de 30 grados).
La obtención de medidas relativas a este parámetro puede hacerse con diferentes
dispositivos portátiles de coste medio o bajo:
2.1 Fotómetros como el medidor de calidad del cielo o SQM (acrónimo inglés de Sky
Quality Meter)
Existen dos versiones, el SQM estándar y la versión SQM-L que viene equipada con
una lente situada delante del sensor que permite tomar medidas en un ángulo menor
de la bóveda celeste, lo cual es especialmente útil para evitar fuentes de iluminación
parásitas como las luces en le horizonte.
http://www.unihedron.com/projects/sqm-l/
Sky brightness
16. 22/6/22
16
Sky brightness
How?
The "Sky Quality Meter“ (sky brigtness in mag/arcsec2).
Designed by Welch y Tekatch and it is manufacturated by the canadien enterprise Unihedron
http://www.unihedron.com
Pocket instrument (3.6 x 2.6 x 1.1in), easy to use, reliable, inexpensive, calibrated and
autonomous.
OTHER NEW VERSIONS SQM PHOTOMETERS
TESS (Telescope Encoder & Sky Sensor)
Designed by J.Zamorano (https://tess.stars4all.eu)
ASTMON (All-Sky Transmission Monitor)
Designed by Aceituno J. (https://www.iaa.csic.es/en/publications/all-sky-transmission-
monitor-astmon)
1. Measurements at 30º cenital distance in clear nights
without moon.
2. 5 nights in a warm and in a cold month, at the first, half
and at the end of night.
.
Sky brightness
Sample rate
and
analysis?
@La Rioja
@La Rioja
2.2 Espectrofotómetros
Cinzano (Cinzano, P., 2004, A portable Spectrophotometer for light pollution
measurements. Mem. S. A. It. SUppl. Vol.5, 395) diseñó un espectrógrafo portátil
sobre una montura altazimutal para monitorizar el brillo de fondo cielo para el
rango espectral de ultravioleta al extremo rojo del visible.
No obstante, este modelo no utilizaba objetivos all-sky por la ausencia de
detectores de gran campo , con tamaño de pixel de interés astronómico y de bajo
coste.
17. 22/6/22
17
• Ha de tenerse en cuenta que constituye el único parámetro
que en el destino considerado puede aspirarse a mejorar.
Por lo tanto, deben especificarse las acciones y medidas
relativas al control de la contaminación lumínica y las
acciones de seguimiento, mejora y evaluación.
• Se indicará el ámbito específico en el destino (zona núcleo)
con mejores condiciones para la observación, donde se
desarrollan las actividades.
• Referencias:
• Oficina Técnica de Protección del Cielo del IAC (OTPC)
http://www.iac.es/servicios.php?op1=28 y enlaces incluidos.
• Asociación española en contra de la contaminación lumínica Cel
Fosc (http://www.celfosc.org/).
• Tesis Doctoral “ Diseño de dispositivos de control y medición de
contaminación lumínica en aplicaciones en ingeniería civil y
astronomía”, Ovidio Rabaza Castillo (2010, Univ. Granada).
2. OSCURIDAD
DEL CIELO
Esa distancia Ɛ está directamente relacionada con el
seeing o nitidez.
Seeing
18. 22/6/22
18
3. NITIDEZ
(SEEING)
3.1 Differential Image Motion Monitor o DIMM
En el caso de que en el destino considerado se oferten actividades de
observación astronómica de cierto nivel (profesional o semi-profesional)
y de contenidos avanzados, los requerimientos de este parámetro
podrán elevarse en función de la coherencia con la actividad que
pretende desarrollarse.
La técnica estándar es a través del movimiento diferencial de la imagen o
DIMM (Differential Image Motion Monitor). Esto se consigue colocando
en la apertura del telescopio una máscara con dos orificios, y en uno de
ellos se coloca un prisma o en su lugar, otro desviador de foco.
Más detalles de la técnica y el instrumento en
http://www.iac.es/proyecto/site-
testing/index.php?option=com_content&task=view&id=34&Itemid=71
San Pedro Már,r, 13-15
march, 2007
Sarazin & Roddier, 1990, A&A, 227, 294. (ESO DIMM)
Vernin & Muñoz-Tuñón, 1995, PASP, 107, 265 (DA/IAC
DIMM)
Used by, GTC, TNG, O. Sierra Nevada, Calar Alto,
ING, INAOE (la Negra, Cananea), UNAM(SPM)...
To be used in the FP6 site selection WP
Tower designed by the Galileo team
(accurate, absolute and reproducible data;
control tests are however important, see e.g.
Tokovinin, 2003, Varela et al, 2003)
How?
DIFFERENTIAL IMAGE
MOTION MONITORS
Seeing
:Un equipo DIMM estándar constaría de
• C-8” Schmidt-Cassegrain
• D=203 mm, f=2000 mm
• Diámetro de las pupilas=60 mm
• Distancia entre las pupilas=140 mm
• Focal equivalente=7300 mm
• Ángulo desviación prisma~30 arcsec
• Foco motorizado, con codificación de posición.
• CCD Rpo ST-237 de Sta. Barbara Instruments con pixels de
7.4μm (escala 0.80”/pix) o Rpo PCO PixelFly con pixels de
9.9μm (escala 0.81”/pix).
El so`ware del DIMM está disponible en
hbp://www.alcor-system.com/us/DimmSo`ware/index.html
Seeing Monitor results
Focal length (mm) : 800.0
Hole Diameter (mm) : 46.0
Hole distance (mm) : 130.0
Pixel size (µm) : 5.6
Wavelength (µm) : 0.50
RA 2000 (rad) : 0.0000000
DEC 2000 (rad) : 0.0000000
Instrumental noise (pixels) : 0.0
BeginDate JDD ; EndDate JDD ; MvtPara (Pixels) ; MvtPerp (Pixels) ; Seeing (Arcsec) ; Ro (mm); Airmass ;
Mean Flux (ADU); RMS Flux (ADU); Xmean Pos (pixels) ; Ymean Pos (pixels) ;
2455854.4619068 ; 2455854.4619633 ; 0.19 ; 0.22 ; 0.47 ; 217.70; 1.28; 10266.99; 613.62; 309.32; 170.92
2455854.4619644 ; 2455854.4620212 ; 0.19 ; 0.29 ; 0.59 ; 173.58; 1.28; 10188.81; 555.64; 309.41; 170.73
2455854.4620222 ; 2455854.4620789 ; 0.21 ; 0.20 ; 0.47 ; 217.21; 1.28; 10167.21; 627.89; 309.83; 170.46
2455854.4620801 ; 2455854.4621371 ; 0.18 ; 0.19 ; 0.42 ; 243.61; 1.28; 10202.00; 647.42; 310.49; 170.50
2455854.4621381 ; 2455854.4621948 ; 0.25 ; 0.27 ; 0.63 ; 164.62; 1.28; 10305.31; 558.38; 311.88; 171.22
2455854.4621960 ; 2455854.4622527 ; 0.32 ; 0.24 ; 0.67 ; 153.73; 1.28; 10411.29; 612.74; 313.03; 171.45ç
.....................
19. 22/6/22
19
where:
•Ɛ ≤ 3” for a Starlight Tourist Destination
•Ɛ ≤ 1” for a Starlight Reserve.
3.2 Or measuring the distance of a binary star:
1. 5 full nights in a warm and in a cold month.
Sample rate and
analysis?
21. 22/6/22
21
NELM, LM o MALE
Modal value = 0.11 mag/airmass.
Limit for dusty nights= 0.15 mag/airmass.
The Carlsberg Meridian Telescope (CAMC or CMT) is continously working at the
ORM since 1984 (http://www.ast.cam.ac.uk) providing nightly values of
atmospheric extinction coefficient in V and more recently in r’ Sloan filters
http://www.ast.cam.ac.uk/dwe/SRF/camc_extinction.html
This dataset is ideal to explore the usefulness of data provided by satellites.
SUMMER: 75% dust free nights
REST of the YEAR: 90%
Kv < 0.2mag/airmass in a 88%
Kv > 0.5mag/airmass in a 1%
Guerrero et al., 1998
A(l)=ARay(l,h)+Aoz(l)+Awv(l)+Aaer
AIRBORNE AEROSOLS, DUST PROPERTIES AND DISTRIBUTION
San Pedro Mártir, 13-15 march, 2007
AIRBORNE AEROSOLS, DUST PROPERTIES AND DISTRIBUTION
Portable Counter Particle (Pacific Scientific Instruments)
6 channels: 0,3 – 0,5 -1 –3 – 5- 10µm
Caudal: 1 c.f.m.
Light source: laser diode
LIDAR (INTA) 30m resolution (NASA MPL-NET -AERONET).
Size and density (local)
Vertical structure of aerosols (backscattering coefficient and
optical aerosol depth)
UV Aerosol index
TOMS: Total Ozone Mapping Spectrometer, NASA;
on board Nimbus7: 1978-1993; Meteor-3: 1991-1994;
ADEOS,1996-1997; Earth-Probe: 1996-2004....
Poor spatial Resolution: 1.25o x 1o (139 x 111km2)
No good resolution at lower atmosphere.
IN SITU measurements required
ASTRONOMICAL QUALITY SUMMARY
PARAMETER DESCRIPTION THRESHOLD
Destin. Reserve
INSTRUM
ENTA
TION
Clouds
coverage
Percentage
of cloud
covering sky
50% 60%
AWS
Satellites
Sky
brightness
Light pollution
>21
mag/arc
sec2
>21.4
mag/
arcsec2
SQM
Seeing
Blurring
caused by
turbulence
≤3” <1” Telescopes
DIMM
Transparency
Clear
atmosphere,
degree of
visibility
6mag
Kv<0.15
mag/arc
sec2
NELM
Telescopes
23. 22/6/22
23
ASTRONOMICAL QUALITY (Varela et al., Proc. Third International
Starlight Conf. Proc., 2012)
PARAMETER DESCRIPTION THRESHOLD
Destin. Reserve
INSTRUM
ENTA
TION
Clouds
coverage
Percentage
of cloud
covering sky
50% 60%
AWS
Satellites
Sky brightness Light pollution
>21
mag/arcs
ec2
>21.4
mag/
arcsec2
SQM
Seeing
Blurring caused
by turbulence
≤3” <1” Telescopes
DIMM
Transparency
Clear
atmosphere,
degree of
visibility
6mag
Kv<0.15m
ag/arcsec
2
NELM
Telescopes
A.M.Varela
A.M.Varela
StarLight
DESTINOS(
TURÍSTICOS(
Medidas e instrumentación
Se utilizarán las fuentes de información meteorológicas disponibles.
El porcentaje de noches despejadas también se puede medir objetivamente
mediante análisis imágenes de satélite.
Se evaluará protocolo diseñado por técnicos "ad hoc" que han desarrollado
la propuesta.
50%
Cielos Despejados
Medidas en el en cenit (y un ángulo cenital de 30 grados). La obtención de
medidas relativas a este parámetro puede hacerse con diferente
dispositivos portátiles de coste medio o bajo: fotómetros como el SQM
(Sky Quality Meter), espectrofotómetros y cámaras CCD (gran campo o all
sky). Se evaluará el protocolo de medidas diseñado por los técnicos “ad
hoc” que han desarrollado la propuesta.
>21mag/arcsec2
Oscuridad del cielo
La nitidez mide en el cenit (y un ángulo cenital de 30 grados). En caso de
no disponerse de instrumentación adecuada (análisis de imágenes
astronómicas tomadas con telescopios), se pueden aplicar procedimientos
basados en tests visuales, por ejemplo la identificación de estructuras en la
Luna o la distinción de estrellas binarias.
≤ 3’’
Nitidez (seeing)
La transparencia se mide en el cenit (y un ángulo cenital de 30 grados). En
caso de no disponerse de instrumentación adecuada se propone la
elaboración de un planisferio individualizado donde se definirá una serie de
estrellas en diversas regiones del cielo y a diversas distancias cenitales, de
forma que se pueda valorar su transparencia a diversas altitudes sobre el
horizonte.
mag 6
Transparencia
StarLight
RESERVAS
Parámetros relativos a la calidad astronómica del cielo nocturno
Se refiere al porcentaje de noches despejadas en el sitio. Mínimo 50% de
noches despejadas. El porcentaje puede corresponderse solo con un
período considerado, en cuyo caso, la certificación y publicitación del
emplazamiento deberá especificar dicha singularidad.
60%
Cielos Despejados
Contempla el grado de perturbación causado por la contaminación lumínica
sobre las condiciones naturales de oscuridad de la noche en el
emplazamiento. Fija el límite del brillo o resplandor producido en el cielo
por la iluminación artificial que oculta la luz de las estrellas. Se establece una
magnitud astronómica mínima de 21.4 en el visible (V).
>21.4mag/arcseg2
Oscuridad del cielo
Se define como la capacidad de distinguir dos objetos celestes muy
cercanos entre sí, tales como estrellas binarias. El límite aceptable para las
Reservas Starlight implica que más del 50% de las noches este es mejor que
1” en los puntos excelentes de la zona núcleo.
≤ 1’’
Nitidez (seeing)
El grado de transparencia de un cielo está en relación con la calidad y
características de la atmósfera y su nivel de absorción (extinción). Es un
parámetro directamente relacionado con la cantidad objetos celestes que
podemos ver. Un cielo oscuro y trasparente estará lleno de estrellas. Se
establece el umbral en más del 50% de las noches con una extinción en
visible V < 0.15 mag.
≤ 0,15mag
Transparencia
A. Varela
Antonia Varela
a) Norte: Contaminación alta – Corralejo
b) Llanura litoral nororiental: contaminación baja
c) Llanura central: contaminación baja
d) Valles y Cuchillos Orientales: contaminación alta:
Puerto del Rosario, Caleta-Castillo y Gran Tarajal
e) Betancuria: contaminación muy baja
f) Jandía: contaminación alta: Costa Calma y Morro Jable
amarillo: 20,50 - 21,10
blanco: 21,10 - 21,40
verde: > 21,40
ZONIFICACIÓN
Monitoring, zoning, lighting projects
CURSOS MONITORES STARLIGHT COLOMBIA 5-10 JUNIO
2022
24. 22/6/22
24
A. Varela
Antonia Varela
ZONIFICACIÓN DE LA RESERVA STARLIGHT DE FUERTEVENTURA
NUCLEO
BUFFER O DE
AMORTIGUAMIENTO
EXTERNA
EXCLUÍDAS
CURSOS MONITORES STARLIGHT COLOMBIA 5-10 JUNIO
2022 Antonia Varela
Brillo de cielo en Sierra de Cádiz (<21.0mag/arcsec2)
Sierra de Cádiz Destino Turístico Starlight, Tambor del Llano,
Grazalema, 22 febrero 2022
Los registros dinámicos se
realizaron a lo largo de las
carreteras dentro del
territorio, con unidad móvil
equipada con fotómetro
SQM-LU conectado a PC y
GPS, con software
programado para toma
continua de datos con un
intervalo de tiempo 5
segundos. Los resultados de
las casi 24.000 medidas
obtenidas a lo largo del
territorio de los
Mancomunidad de
municipios Sierra de Cádiz
Antonia Varela
Brillo de cielo en Sierra de Cádiz
Sierra de Cádiz Destino Turístico Starlight, Tambor del Llano,
Grazalema, 22 febrero 2022
Grazalema y la zona noreste del territorio
son las zonas más oscuras con valores que
han llegado a ser superiores a 21,4
mag./arcsec² (valor para Reserva Starlight),
Grandes ciudades cercanas como Ronda,
Jerez de la Frontera, Lebrija, Utrera,
Cádiz, Antequera, Marbella o Estepona
las que más perjudican a la calidad del
cielo del DTS.
Antonia Varela
Seeing o nitidez en Sierra de Cádiz (< 3”)
Sierra de Cádiz Destino Turístico Starlight, Tambor del Llano,
Grazalema, 22 febrero 2022
Medias utilizando el SM-Seeing Monitor, instrumentación específica para la medida
científica y objetiva del seeing, a través del análisis del Width Half Maximum (FWHM) en
el cenit y en unidades de arcosegundo de imágenes de larga exposición.
Los valores de seeing promedio dentro del territorio de la Mancomunidad de municipios
Sierra de Cádiz son inferiores a 3’’ (límite para Destino Turístico Starlight), aunque también
se han registrado valores próximos de 1,5’’
25. 22/6/22
25
Antonia Varela
Transparencia atmosférica en Sierra de Cádiz
(>>6mag)
Sierra de Cádiz Destino Turístico Starlight, Tambor del Llano,
Grazalema, 22 febrero 2022
Los valores obtenidos dentro del territorio Mancomunidad de municipios Sierra de Cádiz
son superiores a 6 magnitudes, valor mínimo requerido para la certificación de Destino
Turístico Starlight.
Los valores de transparencia se han obtenido a partir de la técnica de conversión de las
medidas del SQM-LU dadas en unidades de mag/arcsec² (MPSAS) a unidades MALE
(Magnitud límite, ó MELM (Naked Eye Limiting Magnitude) de transparencia:
Antonia Varela
Nubosidad-Noches despejadas en Sierra de Cádiz
(> 50%)
Sierra de Cádiz Destino Turístico Starlight, Tambor del Llano,
Grazalema, 22 febrero 2022
Medido a través del coeficiente de transmisión atmosférica (k), que es inversamente
proporcional a la cobertura de nubes, y que relaciona los valores de Irradiación solar
extraterrestre e Irradiación solar terrestre. Tomando los datos tanto de ADRASE como
de EUMESAT:
Verano (junio a agosto) el factor de transmisión atmosférica es relativamente alto
(67-70%) lo que implica un índice de nubosidad bajo. En los meses de invierno
(noviembre y febrero) los valores del factor de transmisión son más bajos (55-58%)
y por tanto indica que la cobertura de nubes es mayor.
El valor promedio de noches despejadas en Mancomunidad de municipios Sierra de Cádiz
está aproximadamente entre el 60%, superior al valor exigido para Destino Turístico.
Antonia Varela
Zonificación Sierra de Cádiz DTS
Sierra de Cádiz Destino Turístico Starlight, Tambor del Llano,
Grazalema, 22 febrero 2022 Antonia Varela Funete Tójar Starlight, Funete Tójar, 19 mayo 2022
Brillo de cielo en Fuente Tójar (<21.0mag/arcsec2)
Los registros dinámicos se
realizaron a lo largo de las
carreteras dentro del territorio, con
unidad móvil equipada con
fotómetro SQM-LU y fotómetro
Night Eye de GreenGlobe
conectado a PC y GPS, con
software programado para toma
continua de datos.
Los registros estáticos son
medidas en puntos fijos
estratégicos en el territorio con
SQM-LU.
26. 22/6/22
26
Antonia Varela
Zonificación de Fuente Tójar Pueblo Starlight
Funete Tójar Starlight, Funete Tójar, 19 mayo 2022 Antonia Varela
Alumbrado exterior en Fuente Tójar
Funete Tójar Starlight, Funete Tójar, 19 mayo 2022
Renovación alumbrado exterior a LED cálidos.
FHS nulo, baja contribución azul.
Fotos@Estudios Calidad Cielo Certificación Starlight , GreenGlobe.
Antonia Varela
Seeing o nitidez en Fuente Tójar (< 3”)
Funete Tójar Starlight, Funete Tójar, 19 mayo 2022
Medias utilizando el telescopio
VIXEN VISAC catadióptrico de
20cm, 1800mm de focal,
resolución 0.56” +
MonitorScientific SM-2, usando
separación entre binarias
Los valores de seeing
promedio dentro del
territorio son inferiores
a 3’’ (límite para Pueblo
Starlight),
Foto@Estudio Calidad Cielo Certificación Starlight ,
GreenGlobe.
Antonia Varela
Transparencia atmosférica en Fuente Tójar (>6mag)
Funete Tójar Starlight, Funete Tójar, 19 mayo 2022
Los valores obtenidos dentro del territorio Pueblo Funete Tójar
son superiores a 6 magnitudes (alcanzando 6.4 mag), que
es valor mínimo requerido para la certificación de Pueblo
Starlight.
Los valores de transparencia se han obtenido a partir de la
técnica de conteo de estrellas para determinar la MALE
(Magnitud límite, ó MELM (Naked Eye Limiting
Magnitude) y es consistente con el resultado obtenido de
la conversión de las medidas del SQM-LU dadas en
unidades de unidades mag/arcsec² (MPAS) a unidades
MALE de transparencia.
@Estudio Calidad Cielo Certificación Starlight Fuente Tójar
27. 22/6/22
27
Antonia Varela
Nubosidad-Noches despejadas en Fuente Tójar (> 50%)
Funete Tójar Starlight, Funete Tójar, 19 mayo 2022
Medido a través del coeficiente de
transmisión atmosférica (k), que es
inversamente proporcional a la cobertura de
nubes, y que relaciona los valores de Irradiación
solar extraterrestre e Irradiación solar terrestre,
en centroide.
Y usando modelo WeatherSpark con datos de
estaciones meteorológicas cercanas.
Verano (junio a septiembre) el tiempo
despejado y parcialmente despejado es
relativamente alto (77-91%). El resto del año
es ligeramente inferior (52-67%), mínimos en
diciembre, pero por encima del 50%, mínimo
exigido para un Pueblo Starlight.
SEGUIMIENTO Y CONTROL PERMANENTE
RENOVACIÓN CERTIFICACIÓN STARLIGHT
Ø Control de la contaminación lumínica
Ø Seguimiento de la calidad del cielo (seeing, transparencia…)
Ø Desarrollo de infraestructuras relacionadas con astro-turismo
Ø Formación y capacitación Starlight (monitores, guías, auditores,
técnicos alumbrado, …)
Ø Revisión a los 2 años (auditoría intermedia)
Ø Renovación cada 4 años
http://www.fundacionstarlight.org/
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN
@Astrotour, La Palma
A.M.Varela
