Practice

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2013年11月13日 星期三

如何度量寧視度(Seeing)與透明度(Transparency)

每次看別人的觀測報告, 總會好奇人家記錄中的寧視度(Seeing)與透明度(Transparency), 有時是 1~5, 有時是 1~10, 到底是怎樣一個標準? 如果自己來記, 應該要怎麼記呢?

因為懶, 這個疑問就一直懸著, 直到最近實在忍不住了,  於是翻查一些資料之後簡單的做個筆記, 先只談寧視度(Seeing)與大氣透明度(Atmospheric Transparency)就好, 畢竟像 RASC 這樣的專業組織提供的觀測報告範本, 有關天況部分填的也只是這兩項基本資料. 如果問幹嘛要填這兩個資料? 我也不知道該如何解釋? 覺得是很自然的進程罷了... 專業的組織或人士應該會有真正嚴謹的定義, 如果有錯誤歡迎指正喔.

寧視度, 顧名思義就是有關大氣擾動的程度, 這跟大氣乾不乾淨 (Clarity) 無關, 很乾淨的空氣也可能擾動得很厲害. 寧視度當然影響觀測甚巨, 尤其是月面行星, 寧視度差時目標晃動不已, 根本無法看清細節, 拆雙星/多星也不行, 不管疏散星團或球狀星團效果都很差, 星系的話, 除非核心很亮且正面對著我們的那幾個才有機會.

Seeing 程度的分法也有好幾種, 有人分 5 級, 也有人分 10 級, 不過我看最多人引用的就是 Antoniadi seeing scale (http://en.wikipedia.org/wiki/Antoniadi_scale), 我試著筆記所理解的...

首先要找顆角度高一些的亮星, 倍率拉高, 讓它失焦出現艾瑞環.

1 (A) 代表 Excellent, 失焦的環或影像幾乎感覺不到顫動.
2 (B) Very Good, 微微的顫抖, 偶爾可以靜止不動數秒, 才又再出現微微的顫抖.
3 (C) Good 或 Average, 中等, 還可以接受的顫抖程度, 如果看有盤面的月面或行星, 可以看到盤外框有細細的抖動現象, 不能抖得太厲害.
4 (D) Below Average 或 Poor, 持續不停的顫抖, 抖得很厲害, 甚至整個影像都在波動.
5 (F) Failing, 嚴重抖動, 整個畫面都在跳, 無法作素描.

回想一下過去的經歷, 好像只有 5 比較難以想像, 其它情況都有遇過. 不過有這樣描述就好多了, 不然每次都在頭痛怎樣叫"優良", "不錯", "還可以", "有點差", "很爛"... ? 觀測者可以不用那麼精確, 也可用 2~3, 或 3~4... 之類的來表示. 喔, 對了... 很多時候一個夜晚 seeing 會有變化, 如果正在素描或記錄時可以再確認一次.

這個有動畫可以當例子參考的網頁, 非常好理解. (http://calgary.rasc.ca/seeing.htm)
至於大氣透明度(Atmospheric Transparency)... 有一個描述得很傳神的例子:(http://www.skyatnightmagazine.com/feature/general-guide/guide-seeing-and-atmospheric-transparency)

想像在戶外泳池底下擺一些硬幣,
水很清澈又沒晃動, 硬幣可以看得清清楚楚, 這就是 transparency 與 seeing 都好.
如果水很晃, 儘管水質清澈, 偶而硬幣反射陽光讓你知道它的存在, 但是也難以看清硬幣細節, 這是 transparency 好, seeing 差.
如果你倒些牛奶下去, 就算水不搖晃, 還是難以看清目標, 這就是 transparency 變差了.

嚴格說, 整體的 Transparency 主要會由兩個因素影響: 一個是空氣中的懸浮物, 水氣, 灰塵...就像倒進泳池的牛奶一樣; 另一個因素是光害, 月光, 燈光... 都算. 光害的話有 SQM 之類的測光儀器度量, iPhone 也有陽春的免費版 (http://www.darkskymeter.com/) 可用. Bortle 分級法是我看過最多人引用的光害分級了 (http://frostydrew.org/papers.dc/papers/paper-bortle/pss-fdo/) 共分九級, 級數越大光害越糟. 看完之後覺得很沮喪... 我們家是鄉下地方應該不錯? 結果在 Bortle 量表中充其量也只能排到倒數第二的第 8 級(City Sky)... 那台北市怎麼辦? 可能要分到 15 級才夠吧? 哈哈...

回到 Transparency 的分級, 我找不到比較一致的分法, RASC (加拿大皇家天文協會) 分 5 級, AAAA (美國業餘天文協會) 分 8 級, 0~7, 我比較喜歡 AAAA 這個分法, 因為比較好理解. 還有很多分級法乾脆就用裸眼可見的視星等來分.

AAAA 的分級如下, 它是倒過來的, 數字越小代表越差:
0. 無法觀測, 完全被雲蓋掉... 這不是廢話?
1. Very Poor, 幾乎都是雲... 這也沒什麼用
2. Poor, 多雲或濃霧, 大概只能看見 1~2 顆小熊座的星
3. Somewhat Clear, 捲雲, 中等的霧, 可以看見 3~4 顆小熊座的星
4. Partly Clear, 微微的霧氣, 可以看見 4~5 顆小熊座的星
5. Clear, 無雲, 銀河可辨識 (用 Averted Vision 也算), 小熊座可以認出 6 顆.
6. Very Clear, 銀河, M31 裸眼可視, 小熊座可以認出 7 顆.
7. Extremely Clear, M33 或 M81 裸眼可視.

基本上 3~6 都有經驗, 7? 沒有想過, 0~2 就直接上床睡覺啦. 小熊的星等在這裏:


還有一個問題, 那剛好只有北天被蓋, 看不見小熊怎麼辦?
這個網站提供很多其它的導引: http://obs.nineplanets.org/lm/rjm.html

不過我看很多觀測老手, 他們自有一套度量方法, 各有其喜好的目標星等給他們當參考值.
如果混用上面提到這兩種分級法也很令人困擾, 因為 seeing 是越大越差, Transparency 是越小越差, 或許我自己可以轉換來定義自己的 transparency, 讓它邏輯與 seeing  一樣, 比如說乾脆就跟 RASC 分級一樣, 1~5, 我自己定義 6 等星以上為 "1" (Very good), 5~6 等為 "2" (Above Average), 4~5 等為 "3" (Average), 2~4 等為 "4" (Below Average), 2等以下為 "5" (Poor).

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