A multi-band map of the natural night sky brightness including Gaia and Hipparcos integrated starlight
自然夜空亮度是监测观测点光污染演变的相关输入，方法是从直接测量确定的整体天空亮度中减去自然夜空亮度。它也有助于评估原始夜空的预期黑暗程度。夜空的自然亮度是由来自天体物理源的光谱辐射之和决定的，包括黄道光和大气气辉。所产生的辐射在到达观察者之前通过吸收和散射进行修改。因此，自然夜空亮度是位置、时间和大气条件的函数。我们在这部作品中展示了GAMBONS（盖亚自然天空亮度地图），这是一个用于绘制无云和无月夜晚天空自然夜间亮度的模型。与以前的地图不同，GAMBONS是基于从盖亚目录中获得的大气层外恒星辐射。Gaia-DR 2档案汇编了超过16亿颗G = 21等恒星的天体测量和光度信息。对于最亮的恒星，不包括在盖亚-DR 2中，我们使用依巴谷星表代替。在将漫射的银河光和河外光、黄道光和气辉的贡献加到恒星辐射中之后，并考虑大气衰减和散射的影响，可以估计地面观测者检测到的辐射。这种方法可以适用于任何光度带，如果适当的转换从盖亚波段可用。特别是，我们提出了预期的天空亮度为V（约翰逊），和视觉明视和暗视通带。
2021-01-05 astro-ph.IM
Night-sky brightness and extinction at Mt. Shatdzhatmaz
山的光度天空质量。Shatdzhatmaz是斯滕伯格天文研究所高加索天文台2.5米望远镜的所在地，其特点是夜间天空亮度和消光的统计数据。这些数据是作为2007- 2013年使用MASS（多孔径闪烁传感器）设备进行大气光学湍流测量的副产品获得的。偏置夜空亮度测量的因素被认为是一种技术，以减少其对统计的影响。由MASS提供的单波段光度估算很容易转换为标准光度波段。在$B$、$V$、$R$和$I$光谱带中，无月夜空亮度中值分别为22.1、21.1、20.3和19.0等/平方角秒。相同的光度带的中值消光系数为0.28，0.17，0.13和0.09马格。最好的大气透明度在冬季观察。
2016-07-26 astro-ph.IM
Night sky quality monitoring in existing and planned dark sky parks by digital cameras
国际暗天空场所（IDSP）资格的一个关键部分是对夜间天空亮度或辐射亮度的客观测量。现代数码相机提供了一种替代方式，通过鱼眼镜头或通过由广角镜头拍摄的马赛克图像来执行全天空成像。在这里，我们提出了一种方法，用于处理原始相机图像，以获得校准测量的天空质量。欧洲不同地点的夜空质量的比较也展示了我们的技术的使用。
2017-05-26 astro-ph.IM
A Daytime Measurement of the Lunar Contribution to the Night Sky Brightness in LSST's ugrizy Bands-- Initial Results
我们报告的测量，我们确定的空间结构的月球对夜空亮度的贡献，在智利的塞罗帕雄的LSST网站。我们使用一个由六个光电二极管组成的阵列，其滤波器近似于大型综合巡天望远镜的{ \it u，g，r，i，z}和{ \it y}波段。我们使用太阳作为月亮的代理，并测量天空亮度作为天空上点的天顶距、太阳的天顶距以及太阳与天空上点之间的角距离的函数。我们对太阳和月亮的照明光谱之间的差异进行了校正。由于散射阳光完全主导白天的天空亮度，这种技术使我们能够清楚地确定后向散射月光对（无云）夜空的贡献，而不会受到其他夜空亮度来源的污染。我们估计我们的不确定性，在相对月球夜空亮度与天顶和月球角度为10\，\%。这些信息对于计划LSST调查的最佳执行是有用的，也许对于其他天文观测也是如此。虽然我们的主要目标是绘制出大气和颗粒物散射光的角结构和光谱，但我们也对LSST中每秒每像素散射的月球光子的预期数量进行了估计，并找到了与先前估计总体一致的值。
2015-10-26 astro-ph.IM
All Sky Camera instrument for night sky monitoring
全天空相机（ASC）是作为一种用于监控夜空质量和夜空背景测量的通用设备而开发的。ASC系统由天文CCD相机、鱼眼接目镜、控制计算机和相关电子设备组成。测量是在天文黄昏期间进行的。分析结果是云分数（云覆盖天空的百分比），夜空亮度（单位为mag/arcsec 2）和相机视场中的光背景。对云的分析是基于观测到的恒星的天体测量（与星表位置的比较）。
2014-02-19 astro-ph.IM
Estimating the relative contribution of streetlights, vehicles and residential lighting to the urban night sky brightness
在稳定的大气条件下，城市天空的天顶亮度在整个夜晚随着人为排放的光的时间过程而变化。不同类型的人造光源（例如路灯，住宅和车辆灯）呈现特定的时间特征，并且该特征使得可以估计每个光源贡献的天空亮度量。我们的方法是基于转换的天顶天空亮度的时间表示成一个模态系数，在时间过程中的源签名。模式系数，因此每种类型的源的绝对和相对的贡献，可以估计从测量的亮度通过线性最小二乘拟合。本文介绍了一种基于城市夜景大视场缩时测光的时间特征测定方法。我们的初步结果表明，人造光泄漏出的住宅建筑物的窗户可能占显着份额的天顶天空亮度的时变部分，而车辆灯光的贡献似乎显着较小。
2017-06-15 astro-ph.IM
$J$ and $H$ band sky brightness measurements from polar day to polar night at Dome A, Antarctica
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；School of Physics, University of New South Wales（新南威尔士大学物理学院）；CSST Science Center for the Guangdong-Hong Kong-Macau Greater Bay Area（中国空间站科学中心粤港澳大湾区分中心）
利用南极红外双筒望远镜对南极冰穹A从极昼到极夜进行J/H波段天空背景连续测量，分析其亮度中值和时间变化，揭示极区与非极区天空背景差异及极夜与昼夜交替周期差异。
2026-07-02 astro-ph.IM
Night-sky brightness monitoring in Hong Kong - a city-wide light pollution assessment
香港首次全面光污染调查结果公布。从2008年3月开始，在15个月的时间里，使用一种名为天空质量计的便携式光传感设备测量和监测城市周围的夜空亮度。调查共收集了199个不同地点的1，957组数据，包括香港所有18个行政区的城市和乡村地点。调查显示，香港的环境光污染问题十分严重，市区的夜空（天空亮度为每平方角15.0等）平均比最黑暗的郊区（每平方角20.1等）亮约100倍，显示人口稠密的住宅和商业区的高照明密度导致光污染。在研究中污染最严重的市区，每平方角秒13.2等的夜空比香港最黑暗的地方亮500倍以上。观测到的夜空亮度被发现受到人为因素的影响，如土地利用和人口密度的观测站点，连同气象和/或环境因素。此外，较早的夜空（当地时间晚上9：30）通常比晚些时候（晚上11：30）更亮，这可能是由于一些公共和商业照明在晚上晚些时候关闭。另一方面，在有限的调查抽样下，未能建立观测到的天空亮度与空气污染物浓度之间的具体关系。调查结果将作为重要的数据库，供市民评估是否需要制订新的规则和规例，以管制本港户外照明设备的使用。
2011-06-20 astro-ph.IM
Night sky photometry and spectroscopy performed at the Vienna University Observatory
我们目前的夜空亮度测量在维也纳大学天文台和Leopold-Figl-Observatorium fuer Astrophysik，这是位于维也纳西南约35公里。测量已经用Unihedron制造的天空质量仪进行。它们覆盖了大约一年的时间跨度，每天晚上都进行，每7秒产生一个夜空亮度值，从而提供了大量的数据。本文首次系统地介绍了维也纳大学天文台的光污染水平，其范围为每平方角秒15至19.25星等。我们讨论了不同的环境条件对夜空亮度的影响和对人类视觉的影响。我们表明，在我们的天文台，由于光污染的夜空亮度的轮月节律熄灭。此外，我们目前在维也纳的夜空光谱，采取了0.8米望远镜。这些光谱测量的目的是确定造成维也纳光污染的主要光源类型和谱线。事实证明，日光灯是维也纳夜空中最强的光线（例如546 nm和611 nm的光线）的来源。
2013-04-29 astro-ph.IM
The Night Sky Spectrum of Xinglong Observatory: Changes from 2004 to 2015
我们介绍了兴隆天文台2004 - 2015年12年的夜空光谱测量结果。光谱是在无月的晴朗夜晚使用安装在2.16 m反射器上的OMR光谱仪获得的，波长覆盖范围为4000- 7000 A。夜空光谱显示，除了大气发射谱线外，还存在着由当地人工源产生的碘化汞和碘化钠发射谱线，即，O I和OH分子，表明存在光污染。我们对夜间天空亮度进行了全夜观测，发现天空亮度随时间有一定的衰减，但变化不显著。对不同方位角的光污染水平进行了监测，发现北京方向的光污染影响较唐山等地区强。对整个数据集的夜空光谱分析表明，从2004年到2015年，兴隆天文台的V和B波段的天顶天空亮度增加了约0.5 mag arcsec-2。我们建议今后在兴隆天文台进行连续的夜空亮度光谱测量，不仅用于监测，而且可供科学参考。
2016-09-01 astro-ph.IM
Atmospheric Extinction Coefficients and Night Sky Brightness At the Xuyi Observational Station
本文介绍了紫金山天文台（PMO）盱眙观测站光学宽带大气消光系数和夜空亮度的测量结果。这些测量是基于斯隆数字巡天g，r和i波段的CCD成像数据，使用盱眙1.04/1.20米施密特望远镜进行银河系反中心（XSTPS-GAC）的XSTPS-GAC，银河系反中心数字巡天（DSS-GAC）的测光部分。这些数据是在2009年至2011年的130多个冬夜收集的。我们发现，大气消光系数的g，r和i波段分别为0.70，0.55和0.38 mag/airmass，根据在几个测光夜的观测。由高质量图象测定的夜空亮度的中值分别为21.7、20.8和20.0 mag/arcsec ~ 2，在最佳观测条件下，g、r和i波段的夜空亮度分别为22.1、21.2和20.4 mag/arcsec ~ 2。与其他良好的天文观测站点相比，该站点的消光系数相对较大，主要是由于该站的海拔相对较低（即180米）和湿度较高。
2012-11-20 astro-ph.IM
A First Quantitative Characterization of Colombian Night Sky Through All-Sky Photometry
本研究利用天空质量相机对哥伦比亚四个天文与生态意义地点进行全天测光，首次定量表征该国夜空质量，揭示了城市自然天空可见度丧失及人工照明对关键天文地点的有害影响，为未来研究与夜空保护政策提供基础。
2025-03-06 astro-ph.IM
Contributions of artificial lighting sources on light pollution in Hong Kong measured through a night sky brightness monitoring network
光污染是环境恶化的一种形式，其中过多的人工户外照明，如路灯，霓虹灯和照明招牌，影响自然环境和生态系统。设计不良的户外照明不仅浪费能源，金钱和宝贵的地球资源，而且还剥夺了我们美丽的夜空。光污染对夜空的影响可以通过测量夜空亮度（NSB），由这些人工光源引起的天空辉光来评估。香港夜空亮度监测网络（NSN）的建立是为了详细监测香港的光污染情况。在全市范围内建立了监测站，覆盖广泛的城乡环境，以持续测量NSB的变化。在2010年5月至2013年3月期间，从18个不同的地点收集了超过460万个夜空测量数据。这个巨大的数据集比我们以前的调查大2000多倍，是研究这个环境参数的时间和地理变化及其与各种自然和人为因素的相关性的基础。本文介绍了NSN的概念和方法，并分析了香港的整体夜空状况。在剔除受月球影响的数据后，香港的平均暗点亮度为16.8等角秒$^{-2}$，较国际天文学联合会所订的暗点亮度标准高出82倍。城市的夜空平均亮度是农村地区的15倍，这充分证明了人造光源对夜空的影响。
2014-01-04 astro-ph.IM
Natural Night Sky Brightness during Solar Minimum
2018年，第24太阳活动周进入太阳活动极小期。在此期间，在地球周围不同的黑暗地点收集了1100万个天顶夜空亮度（NSB）数据，包括天文观测台和自然保护区，使用相同的宽带望远镜编码器和天空传感器光度计（基于Unihedron Sky Quality Meter TSL 237传感器）。对影响NSB测量的多种效应进行了详细的观测审查，使用了最佳滤波器，旨在避免太阳，月亮，云和其他天文源（银河系和黄道光）的增亮效应。通过应用这些新的滤波器，从44种不同光度计的绝对值计算了自然NSB。原始的夜空被测量到的变化幅度为0.1 mag/arcsec $^2$在所有的光度计，这是由于NSB变化的尺度上的月，并与半年振荡兼容。我们报告的系统观测NSB的短时间变化的绝大多数的夜晚，发现这些都与气辉事件形成以上的中间层。
2021-06-23 astro-ph.IM
The proliferation of space objects is a rapidly increasing source of artificial night sky brightness
绕地球轨道运行的人造地球卫星和空间碎片的数量对空间活动和地基光学天文学和射电天文学造成了不可忽视的限制。21世纪20年代正在部署的几个卫星“巨型星座”构成了另一个威胁，引起了人们的严重关切。其预期的不良后果的严重性仍在研究中，包括无线电干扰和科学图像中出现的卫星条纹造成的信息丢失。在这封信中，我们报告了空间物体产生的一种新的天空辉光效应：大量轨道物体反射和散射太阳光，使夜空亮度增加，用肉眼或低角分辨率测光仪器观察时，这些轨道物体的直接辐射是漫射部分。根据我们的初步估计，这个额外的光污染源的天顶亮度可能已经达到了$\sim$ 20 $μ$ cd m $^{-2}$，这相当于比自然光源确定的夜空亮度增加了大约10%。这是国际天文学联合会在1979年通过的在天文观测站不超过光污染水平的临界限制。
2021-04-01 astro-ph.IM
Aerosol parameters for night sky brightness modelling estimated from daytime sky images
本研究针对天文站点气溶胶光学厚度与不对称参数匮乏的问题，提出利用日出日落前后的晴空辐射测量反演这两个夜空亮度建模关键参数的方法，可快速预估当晚夜空亮度，已通过野外实验验证。
2023-06-11 astro-ph.IM
Circalunar variations of the night sky brightness -- an FFT perspective on the impact of light pollution
在地球上的许多物种中，都可以观察到月光下的活动。由于夜间大量的人造光（ALAN）污染了全球大片地区，因此与轮月周期的同步经常受到强烈干扰。使用奥地利（纬度~48°）23个光度计（天空质量计; SQM）网络的两年数据，我们量化了光污染如何影响对轮月周期性的识别。我们这样做是通过使用快速傅立叶变换的夜间平均天空亮度的频率分析。一个非常紧密的线性关系之间的平均天顶夜空亮度（NSB）给出的$_{SQM}$等和圆月信号的振幅被发现，表明与一个平均天顶NSB亮度超过16.5等$_{SQM}$的月球节奏几乎消失的网站。这一发现意味着在全球大部分地方仍然可以检测到轮月节律（在SQM的宽带内），但其振幅对光污染的天空强烈减少。我们发现，在天顶的圆月对比度相比，ALAN免费网站减少了1/9的因素，在林茨州首府（~ 200，000居民）和1/3的小城镇，如Freistadt和Mattighofen，与不到10，000居民。只有两个位于国家公园（Bodinggraben和Zöblboden）的站点显示出自然的轮月振幅。在我们的城市站点，我们进一步检测到一个强烈的季节性信号，该信号与冬季由于气候条件而导致的人为天光放大有关。
2019-12-11 astro-ph.IM
Optical night sky brightness measurements from the stratosphere
本文介绍了利用超压机载成像望远镜（SuperBIT）拍摄的CCD图像对平流层夜空亮度进行光学测量的方法。用于估计背景的数据是在2016年，2018年和2019年的三次调试飞行中获得的，高度从海拔28公里到34公里不等。为了将平流层的亮度测量值与山顶地面观测站的测量值（在高银河和高黄道纬度最黑暗的无月夜晚的天顶拍摄）进行有效的比较，平流层亮度水平是黄道光和漫射银河光的相减，气辉亮度被投射到天顶。平流层亮度分别在2016年、2018年和2019年当地日出时间前5.5小时、3小时和2小时左右测量。2016年的$B$、$V$、$R$和$I$亮度水平分别为2.7、1.0、1.1和0.6等角秒$^{-2}$，比最暗的地面测量值暗。2018年的$B$、$V$和$R$亮度水平分别为1.3、1.0和1.3等角秒$^{-2}$，比最暗的地面测量值暗。2019年的$U$和$I$亮度水平比最暗的地面测量值亮0.1 mag arcsec $^{-2}$，而$B$和$V$亮度水平比最暗的地面测量值暗0.8和0.6 mag arcsec $^{-2}$。较低的天空亮度水平，稳定的测光，以及较低的大气吸收，使气球载平台的平流层观测成为天文学的独特工具。我们计划在未来的中纬度长时间气球飞行与SuperBIT继续这项工作。
2020-10-11 astro-ph.IM
Systematic measurements of the night sky brightness at 26 locations in Eastern Austria
我们提出了一个分析的天顶夜空亮度（以下简称：NSB）测量在26个地点在奥地利东部集中在2015年至2016年，无论是在晴朗和多云到阴天的夜晚。所有测量均使用“天空质量仪”（SQM）进行。对于一些地点，可以同时测量气溶胶含量，因此我们能够找到这些站点的光污染和空气污染之间的相关性。对于所有地点，我们研究了NSB的轮月周期，季节变化以及记录的光污染的长期趋势。在几个偏远的地点，由于云层导致的夜空变暗高达1个星等，这表明光污染水平非常低，而在大多数被检查的地点，由于云层导致的夜空变亮高达15倍。我们提出了合适的方法来绘制和分析巨大的长期NSB数据集，如平均NSB直方图，circalunar，年度（“沙漏”）和累积（“水母”）图。我们发现，五个检查的位置达到足够低的光污染水平-与NSB值下降到21.8等$_{SQM}$ /角秒$^2$ -允许建立黑暗的天空储备。根据沙漏图，我们发现在小城镇和村庄（< 5.000居民）的NSB有很强的轮月周期性，振幅高达5级。另一方面，使用“水母”图，我们证明了在多云条件下，所检查的城市天空亮度最多可达3个等级，这在累积数据表示中占主导地位。夜空亮度的长期发展是根据我们的一个站点2012-17年的数据进行评估的，可能表明维也纳大学天文台的平均天顶NSB略有下降（约2%）。
2018-03-26 astro-ph.IM
Sky Quality Meter and satellite correlation for the night cloud cover analysis at astronomical sites
夜间云量的分析对于天文实时观测是非常重要的，考虑到典型的观测时间约为15分钟，并且需要对夜间云量进行统计。在本文中，我们使用SQM（天空质量计）的高分辨率时间分析的La Silla和Asiago（Ekar天文台）的天空：3和5分钟分别。我们调查的自然贡献的天空中的一个站点的年度时间演化不受夜间人工光（ALAN）和一个高度影响。我们还将GOES和AQUA卫星数据与地面SQM数据进行相关，以确认SQM数据与云量之间的关系。我们开发了一种算法，允许使用SQM的夜间云检测，我们达到了97.2%的相关性在拉西拉和94.6%在Asiago与夜间云量检测的GOES和AQUA卫星。我们的算法还分类光度（PN）和光谱夜（SN）。我们测量了2018年La Silla的59.1\% PN和21.7\% SN，总的晴朗夜晚百分比为80.8\%。Ekar观测值分别为PN 31.1%，SN 24.0%，55.1%。SQM网络的应用将涉及开发长期统计和大数据预测模型，用于现场测试和实时天文观测。
2020-04-08 astro-ph.IM
SG-WAS: a new Wireless Autonomous Night Sky Brightness Sensor
介绍了一种低成本的夜空亮度测量装置SG-WAS（SkyGlow Wireless Autonomous Sensor）的主要特点。SG-WAS基于TSL 237传感器-如Unihedron Sky Quality Meter（SQM）或STARS 4ALL望远镜编码器和天空传感器（TESS）-，具有无线通信（LoRa，WiFi或LTE-M）和太阳能充电电池。对它的自主性进行了实地测试，证明它可以在没有太阳直接照射的情况下长达20天，并在此之后保持冬眠至少\mbox{4 months}，一旦重新照明即可恢复运行。提出了一种新的方法来获取平均NSB测量值及其仪器不确定度（千分之一量级）。此外，一个新的天空积分球（SIS）方法的结果表明，执行大规模设备校准的不确定性低于0.02磁/角秒$^2$的可能性。SG-WAS是第一款完全自主的无线低成本NSB传感器，可作为独立或联网设备在远程位置使用，无需任何额外的基础设施。
2021-08-24 astro-ph.IM
Characterizing the zenithal night sky brightness in large territories: How many samples per square kilometer are needed?
当试图通过测量或理论计算来描述一大片地区的天顶夜空亮度时，一个反复出现的问题出现了：每平方公里需要多少样本？最佳采样距离应允许以足够的精度重建整个区域上的连续天顶亮度图，同时避免不必要的和冗余的过采样。本文试图提供一些尝试性的答案，这个问题，使用两个互补的工具：亮度结构函数和Nyquist-Shannon空间采样定理。基于来自人造夜空亮度的新世界地图集的数据（Falchi等人，2016，Sci. Adv. 2，e1600377）建议，作为一个经验法则，大约每平方公里一次测量就足以确定一个区域内任何一点的人造源的天顶夜空亮度，其在约翰逊-格林V波段的真实值在0.1 magV/arcsec 2（在均方根意义上）之内。从奈奎斯特速率采样的天顶夜空亮度图的精确重建似乎是相当多的要求。
2017-10-06 astro-ph.IM physics.ao-ph
Estimating linear radiance indicators from the zenith night sky brightness: on the Posch ratio for natural and light polluted skies
从天顶夜空辐射测量值估算水平辐照度对于观测站选址评估、大气光学和环境科学的基础和应用研究是一项有用的操作。这两个量之间的比率，也称为Posch比率，以前已经在一些典型情况下进行了研究，并在一些观测地点进行了报道。在这项工作中，我们（a）概括的波施比的概念，将其扩展到任何一对辐射相关的线性指标，（b）描述其主要的代数性质，（c）提供分析表达式和数值评估的三个基本的夜间组成部分（月光，星光和其他天体物理光源，人造光）。我们表明，水平辐照度（或任何其他线性辐射率指标）一般与天顶辐射率，使其估计从天顶测量，如果一些先验信息的大气状态是可用的。
2022-02-15 astro-ph.IM
UBVRI night sky brightness at Kottamia Astronomical Observatory
本研究利用全自动光电光度计，首次在埃及Kottamia天文台通过UBVRI系统开展夜天亮度观测，测得各波段天顶亮度与色指数，分析了大气消光等特性，明确了周边新建城市对天光的影响。
2023-10-09 astro-ph.IM
The Spectrum of the Night Sky Over Kitt Peak: Changes Over Two Decades
在2009/10年获得了基特峰夜空的新绝对分光光度法，我们将其与1988年和1999年获得的先前公布的数据进行了比较，使我们能够寻找过去二十年的变化。对1988年、1999年和2009/10年的数据进行比较后发现，基特峰的天空亮度在过去20年中保持了相当稳定的水平。与1988年相比，2009/10年的数据显示天顶的天空亮度没有变化，但正如预期的那样，图森方向的天空辉光增加得最显著。对比1999年和2009/10年的数据表明，与10年前相比，天空的亮度实际上有所下降。然而，较旧的数据都是在太阳活动增加的时候拍摄的。当我们校正太阳辐照度波动的测量值时，我们发现与20年前相比，天顶的天空亮了约0.1个星等，图森的天空亮了约0.3个星等。但即使经过这些修正，我们仍然发现基特峰的天空与10年前的天顶相当，图森的天空暗了0.1等。这表明，加强照明条例图森和皮马县成立于21世纪初已经相当有效。如果小心的话，基特峰的夜空在未来的许多年里都会保持这种黑暗。
2010-07-27 astro-ph.IM
All Sky Cameras for the characterization of the Cherenkov Telescope Array candidate sites
全天空相机（ASC）是作为一种用于监控夜空质量的通用设备而开发的。已经安装了八个ASCs，并在切伦科夫望远镜阵列（CTA）伽马射线天文台的八个候选站点测量夜空参数。ACS系统由天文CCD相机、鱼眼接目镜、控制计算机和相关电子设备组成。测量在天文夜晚进行。每5分钟自动拍摄一次图像，并使用设备的控制计算机自动处理。分析结果是云的比例（天空被云覆盖的百分比）和夜空亮度（单位为等/角秒$^{2}$）
2013-07-15 astro-ph.IM
Testing sky brightness models against radial dependency: a dense two dimensional survey around the city of Madrid, Spain
我们提出了一个研究的夜空亮度周围的扩展大都市区的马德里使用天空质量计（SQM）光度计。该地图是第一张覆盖伊比利亚半岛中心天空亮度空间分布的地图。这些调查对于测试光污染模型是必要的，该模型预测夜空亮度作为光污染源的位置和亮度以及大气中的光的散射的函数。我们描述的数据检索方法，其中包括一个自动化的程序来测量从一个移动的车辆，以加快数据收集，提供了一个更密集和更广泛的调查比以前的作品具有类似的时间框架。我们比较夜空亮度图从空间测量的DMSP卫星的夜间辐射。我们发现，i）一个单一的源模型是不够的，以解释夜空亮度的径向演变，尽管马德里的规模和人口占主导地位，和ii），该地区的地形应该考虑到从一般的第一性原理模型推导特定的地理模型。我们显示这两个亮度措施之间的紧密关系。这一发现为全球范围内的扩展研究提供了一个替代路线图，不需要在当地部署光度计或训练有素的人员。
2015-12-21 astro-ph.IM
Magnitude to luminance conversions and visual brightness of the night sky
夜空的视觉亮度不是其他光度带亮度的单值函数，因为光度系统之间的转换取决于天空辉光的光谱功率分布。我们根据入射光的光谱功率分布，分析了具有明视和暗视适应的观测者在约翰逊-伯灵顿V波段的夜空亮度（mV，以每平方角秒的幅度（mpsas）测量）与其视觉亮度（L，以SI单位cd m^-2表示）之间的转换。我们计算了在世界不同地方记录的一组天光光谱的零点亮度，包括强烈光污染的地点和几乎原始的自然黑暗天空的地点。如果用绝对（AB）星等标度记录mV，则对应于mV=0.00 mpsas的明视觉天光亮度在1.11-1.34 x 10^5 cd m^-2之间变化;如果用织女星标度记录mV，则对应于mV=0.00 mpsas的明视觉天光亮度在1.18-1.43 x 10^5 cd m^-2之间变化。mV=22.0 mpsas时的明视亮度相应地介于176和213 microcd m^-2（AB）之间，或介于187和227 microcd m^-2（Vega）之间。这些常数趋于随着相关色温（CCT）的增加而减小。明视零点亮度通常高于可比CCT的黑体辐射的预期亮度。我们的光谱数据集的暗视与明视亮度比（S/P）从0.8到2.5不等。在暗适应下，零点亮度与CCT的依赖关系以及它们相对于黑体辐射的值相对于明视的是相反的。
2020-02-06 astro-ph.IM
Tracking the dynamics of skyglow with differential photometry using a digital camera with fisheye lens
人造天空辉光是动态的，由于不断变化的大气条件和开关的人造灯在整个晚上。街灯以及历史遗迹和建筑物的装饰照明有时会在某个时间关闭以节省能源。特别是装饰灯通常是向上的，因此可以对夜空的亮度有很大的贡献。在这里，我们使用差分光度法来调查在夜空亮度和照度的变化，在自动定期关闭的装饰灯在巴拉格尔镇和有组织的关闭所有公共灯光在Alberger村，无论是在西班牙Montsec天文公园附近。在两个晚上，使用DSLR相机和鱼眼镜头在晴朗和多云的条件下观察这些地点。时间序列图像可以同时跟踪照明条件和天空亮度的变化。在晴朗的夜晚，巴拉格尔的装饰灯贡献了观测点天顶处超过20%的天光。此外，我们能够跟踪非常小的变化，地面照度在一个多云的夜晚附近的布拉格。
2018-08-30 astro-ph.IM
Cloud Detection using Night Sky Background Light at the Pierre Auger Observatory
针对皮埃尔·奥格天文台云污染数据剔除的复杂问题，本文提出利用连续监测数据构建夜空背景通量数据库，生成预期通量并设定阈值，以构建布尔云污染掩膜，并与红外观测结果对比验证。该方法有效应对了红外相机质量下降的挑战。
2025-09-08 astro-ph.IM
Skyglow inside your eyes: intraocular scattering and artificial brightness of the night sky
Agrupación Astronómica Coruñesa Ío；Photonics4life Group, Facultade de Física e Facultade de Ó ptica e Optometría, iMATUS, Universidade de Santiago de Compostela（圣地亚哥-德孔波斯特拉大学光子学生命研究组、物理学院及光学与视光学院iMATUS）
研究眼内散射对夜空视觉亮度的影响，量化了路灯等光源在视网膜上产生的额外亮度，证明遮挡直射光可显著提升肉眼星等极限。
2026-06-26 astro-ph.IM
Two-index model for characterizing site-specific night sky brightness patterns
确定由人造光源产生的全天空辐射分布是一项计算要求很高的任务，通常需要密集的计算负载。在这项工作中，我们开发了一个解析公式，提供了由人工光源产生的全天空辐射率分布作为观测方向的显式和解析函数，取决于两个单一的参数，表征大气的整体效果。其中一个参数与光束的有效衰减有关，而另一个参数则解释了分子和气溶胶中组合散射过程的整体不对称性。利用该公式，可以在短时间内高效、准确地计算出大范围的全天空辐射亮度分布。与目前使用的其他方法相比，所需参数的数量大幅减少，预计将促进光污染研究领域新应用的开发。
2019-10-23 astro-ph.IM
Imaging and mapping the impact of clouds on skyglow with all-sky photometry
人造天空辉光在全球范围内不断增长，潜在的生态后果包括影响生物多样性。为了了解这些后果，迫切需要在全球范围内绘制所有天气条件下的天光图。特别是，需要研究云对天空辉光的放大作用，因为云可以将天空辉光的范围扩大到晴朗夜晚不受光污染影响的偏远地区。在这里，我们使用商业数码单镜头反光相机与鱼眼镜头的全天空测光。我们跟踪的范围从城市周边到偏远地区的一个明确的和部分多云的夜晚，通过执行断面从西班牙巴拉格尔镇到Montsec天文公园的天光。从一幅全天空图像中提取天顶亮度、水平照度和标量照度。虽然在晴朗的夜晚，天顶亮度在距离城镇5公里处达到接近自然的水平，但在部分多云的夜晚，只有在27公里处才能达到类似的水平。我们的研究结果表明，即使在这个网站的中度云覆盖的天空辉光的范围显着增加。这种功能强大且易于使用的方法有望广泛适用于全球范围内的生态光污染研究，也适用于非光度学专家。
2017-05-14 astro-ph.IM
Using all-sky differential photometry to investigate how nocturnal clouds darken the night sky in rural areas
夜间的人造光已经影响了全球大部分的自然夜间景观，随之而来的光污染对动植物和人类福祉产生了不同的影响。要评估光污染对环境的影响，关键是要了解在所有天气条件下夜间光的自然和人工成分。对于晴朗天空的夜空亮度有相对较好的理解，并且定义了下限的参考点。然而，多云的天空没有这样的参考点。虽然一些研究已经研究了城市地区云层对夜空的增亮作用，但关于云层（自然）变暗的公开数据非常稀少。然而，自然夜间环境照明的参考点的知识，是必不可少的实验设计和生态建模，以评估光污染的影响。在这里，我们使用差分全天空测光与商业数码相机，调查如何云变暗天空亮度在两个农村网站。空间分辨的数据使我们能够识别和研究天空中几乎未受污染的部分，并在没有光污染的地点为阴天夜晚的地面照明设定上限。
2020-02-20 astro-ph.IM q-bio.OT
Evaluating the summer night sky brightness at a research field site on Lake Stechlin in northeastern Germany
我们报告的亮度测量的夏季夜空在外地网站上的淡水湖在德国东北部（湖Stechlin），以评估的人工从附近和远处的城镇的光污染的研究计划的背景下，从量的天空辉光。该遗址位于柏林以北约70公里的一个农村地区，可能属于德国最黑暗的地区之一。2015年6月至9月期间，利用天空质量计对天顶天空亮度进行了连续监测。利用该装置，测量了21.5 - 21.7等$_{SQM}/$角秒$^2$范围内的晴朗夜晚的典型值，这是在星夜期间自然天空亮度的量级。在阴天的夜晚，观测值低至22.84等$_{SQM}/$角秒$^2$，约为晴朗夜晚亮度的三分之一。在晴朗的夜晚测得的亮度以及云的存在下变暗的情况表明，在这个位置，人造天空辉光对天顶天空亮度的影响很小。此外，在没有月光的晴朗夜晚，用数码单反相机进行了鱼眼接目镜天空成像亮度测光。这些照片揭示了几个遥远的城镇可能是地平线上的光污染源。然而，低水平的人工天光使得在Stechlin湖的现场一个很好的位置，以研究在一个湖泊生态系统的控制方式的天光的影响。
2016-02-15 astro-ph.IM astro-ph.SR
PSFs for mapping artificial night sky luminance over large territories
在一个大的领土上的夜空辐射的知识可能是有价值的信息，以确定合适的天文观测或评估夜间人造光对生态系统的影响的网站。测量天空辐射是一项复杂的工作，这取决于所需的时间和空间分辨率。同样，根据所用模型的复杂性，对一个地区的多个点进行人造夜空辐射建模可能会占用大量的计算时间。建议使用点扩散函数与光源地理分布的卷积来模拟数百公里大小的大片区域的天空辐射。我们确定了点扩散函数如何对人造夜空辐射的主要驱动参数敏感，例如波长、地面反射率、障碍物属性、使用Illuminav 2模型的向上光输出比和气溶胶光学厚度。得到的函数被用来模拟冬季和夏季条件下的Mont-Mégantic国际黑暗天空保护区的人造夜空亮度。这些结果与新世界人造夜空亮度图集、Illuminav 2模型和现场天空质量相机测量结果进行了比较。我们发现新世界地图集高估了55%的人造天空亮度，而Illumina模型低估了48%。这可能是由于不同的大气条件和事实，该模型只占公共光源。
2021-03-04 astro-ph.IM physics.ao-ph
Sky Brightness at Weihai Observatory of Shandong University
利用山东大学威海天文台1米光学望远镜2008 - 2012年161个夜晚的$V$和$R$波段共约28000幅图像，对天空亮度进行了测量。它为我们提供了一个前所未有的数据库，可以用来研究天空亮度随天空位置、月光贡献和黄昏天空亮度的变化。最暗的天空亮度在$V$和$R$波段分别约为19.0和18.6 $mag$ $arcsec^{-2}$。WHO的前半夜有明显的变暗趋势，且夏季变暗速率明显大于其他季节。天空亮度的变化更多地取决于方位角，而不是望远镜指向WHO的高度。结果表明，WHO的天空亮度受城市光的影响很大。
2014-05-27 astro-ph.IM
Protecting the night sky darkness in astronomical observatories: a linear systems approach
人造光排放量的持续增加正在导致世界上大部分地区的夜空逐渐变亮。这一过程对在光学范围内运行的地面天文观测台的科学和教育活动的长期可持续性构成威胁。如果不断增加的光污染水平阻碍了进行这些关键科学基础设施所建立的顶级科学观测的能力，那么在建筑、科学和技术人员、设备和维护方面的巨额投资可能会面临风险。此外，光污染还有其他负面影响，例如生物多样性受到威胁，娱乐、旅游和文化享受的星空消失。传统的光污染缓解方法是基于对单个光源的光度测量施加条件，但法规很少涉及观测站周围区域内所有光源的综合影响。我们建议，这种方法应辅之以自上而下，inmission限制策略，从而明确的限制，以容许恶化的夜空以上的天文台。我们描述的指标，可用于此目的的一般形式，并开发线性模型，其值的人工排放量在整个领土。这种方法可以扩展到考虑其他保护需求，预计将有助于在更广泛的空间规划项目中对公共照明做出明智的决定。
2020-08-25 astro-ph.IM
The new world atlas of artificial night sky brightness
人造灯光提高了夜空亮度，创造了最明显的光污染效果--人造天光。尽管科学家们对生态学、天文学、医疗保健和土地利用规划等领域的兴趣越来越大，但目前缺乏对全球范围内光污染程度的量化。为了克服这一点，我们提出了人造天空亮度的世界地图集，使用我们的光污染传播软件使用新的高分辨率卫星数据和新的精密天空亮度测量计算。该地图集显示，世界上超过80%的人口以及超过99%的美国和欧洲人口生活在光污染的天空下。超过三分之一的人类看不到银河系，其中包括60%的欧洲人和近80%的北美人。此外，世界上75°N至60°S之间23%的陆地表面，88%的欧洲和近一半的美国经历了光污染的夜晚。
2016-09-05 astro-ph.IM physics.ao-ph
Analysis of the fraction of clear sky at the La Palma and Mt Graham sites
可用望远镜时间的分数是选择影响地基望远镜性能的天文台址的最重要要求之一。利用地面和卫星资料对拉帕尔马和格雷厄姆山的云覆盖进行了定量调查。这项工作的目的是推导出清晰的夜晚的卫星红外通道和验证的结果，使用地面观测。在拉帕尔马，我们发现从地面和71.9%的卫星上获得的晴朗夜晚的平均百分比为62.6%。考虑到普通夜晚的比例，我们发现地面和卫星的晴朗夜晚一致率为80.7%。在格雷厄姆山，我们发现哥伦拜恩日像仪和夜间观测日志之间有97%的一致性。从Columbine日像仪和TOMS-OMI卫星，我们发现了大约45%的晴朗夜晚，而卫星数据（GOES，TOMS）比La Palma的更分散。设置一个统计阈值，我们重试日像仪和卫星之间的可比季节趋势。
2009-11-06 astro-ph.IM
Restoring the night sky darkness at Observatorio del Teide: First application of the model Illumina version 2
人造光在真实环境中的传播是复杂的。为了准确地进行数值建模，必须考虑照明设备及其地理位置的高光谱特性、地面反射率的高光谱特性、小规模障碍物的大小和分布、地形的阻挡效应、灯的角度光度学和大气传递函数（气溶胶和分子）。详细的辐射转移模型可以用于评估照明基础设施中的特定变化如何影响天空辐射。在本文中，我们使用新版本（V2）的Illumina模型，以评估位于西班牙特内里费岛的泰德天文台的夜空恢复计划。在过去的几十年里，特内里费岛的天空黑暗严重恶化，光污染日益严重。在这项工作中，我们使用的贡献地图的影响，每个像素的领土的人工天空辐射。我们利用Illumina V2的高光谱功能，并展示了如何根据约翰逊-费洛蒙的光度带光谱灵敏度将贡献图整合到区域或城市。在完全关闭和转换为发光二极管后，每个城市的天空亮度减少量在约翰逊-格林B，V，R波段计算。我们发现，根据现行的转换策略，特内里费岛的照明基础设施与LED（1800 K和2700 K）的转换将导致天顶V波段天空亮度降低约0.3 mag arcsec-2。
2020-05-28 astro-ph.IM
Monitoring transition: expected night sky brightness trends in different photometric bands
几种光污染指标通常用于监测从基于传统气体放电灯的户外照明系统向固态光源过渡的影响。在这项工作中，我们分析了这些指标的一个子集，包括人工天顶夜空亮度在视觉明视和暗视波段，亮度在特定的光度波段的广泛使用的天空质量计（SQM），和顶部的大气层辐射检测到的VIIRS-DNB辐射计板载卫星索米核电站。在分层大气中使用单散射近似，我们定量地表明，根据过渡的情况下，这些指标可能会显示不同的，甚至相反的行为。这主要是由于源的光谱和角辐射模式的变化，波长依赖的大气传播过程和探测器光谱灵敏度波段的差异的综合影响。建议在评估室外照明系统升级的公共政策决策结果时，应考虑到这种差异行为的可能存在。
2019-09-24 astro-ph.IM physics.ao-ph
A call for scientists to halt the spoiling of the night sky with artificial light and satellites
本文呼吁科学家重视光污染和卫星巨型星座对黑暗夜空的破坏，并积极采取行动保护这一自然资源。
2023-07-06 astro-ph.IM physics.soc-ph
Preliminary results of sky brightness measurements in near-infrared at Lenghu, China
本研究针对中国冷湖台址，利用搭载InGaAs相机的大视场小望远镜开展J、H'波段近红外天光亮度长期监测，初步结果显示其近红外天光亮度达世界级台址水平。
2024-07-09 astro-ph.IM
Night Sky Background Analysis for the Cherenkov Telescope Array using the Atmoscope instrument
未来切伦科夫望远镜阵列（CTA）的选址小组已经在9个候选地点部署了敏感的光传感器，其中5个在南半球，4个在北半球。传感器配备有PIN二极管和校准的V-滤波器，以及与CTA相机中采用的光电倍增管的光谱响应相匹配的蓝色/UV滤波器。所有被称为“大气”的传感器装置在部署前都经过交叉校准，每两至五个月监测一次其灵敏度。我们表明，星光的整体光测量的积分贡献的一个彻底发展的模型作为一个额外的交叉校准每个设备在每个晚上，减少这种测量的系统不确定性小于15%。然后可以从测量值中减去星光，并在不同地点之间比较残差。我们表明，在大多数情况下，分解成黄道光，气辉和人为光污染的贡献是可能的。
2013-07-11 astro-ph.IM
Nighttime monitoring of the aerosol content of the lower atmosphere by differential photometry of the anthropogenic skyglow
夜间监测低层大气的气溶胶含量是一项具有挑战性的任务，因为缺乏适当的参考自然光源。在这里，我们表明，由于城市灯光的人为夜空亮度可以成功地用于估计任意厚的大气层的气溶胶光学厚度。这种方法需要测量天顶夜空亮度与两个探测器位于限制层高度。结合对整个大气光学厚度的估计（可从地面测量或特定卫星产品获得），这些辐射率的比率提供了对这两个高度之间空气柱的差异气溶胶光学厚度的直接估计。这些测量可以通过光污染研究界广泛使用的单通道低成本辐射探测器进行。
2020-11-06 astro-ph.IM physics.ao-ph
Noctalgia (sky grief): Our Brightening Night Skies and Loss of Environment for Astronomy and Sky Traditions
本研究提出术语noctalgia以表达对光污染导致的天空家园环境丧失的悲恸，指出光污染影响广泛，同时总结了天空保护的后续方向。
2023-08-28 astro-ph.IM physics.soc-ph
Changes in night sky brightness after a countywide LED retrofit
美国国家公园管理局（National Park Service）的夜空计划（Night Skies Program）测量了一个全国范围的照明改造项目所导致的天空亮度变化。改造发生在车兰县，一个门户社区北瀑布国家公园和车兰湖国家娱乐区在华盛顿州。该县将所有3,693个县拥有的高压钠（HPS）路灯改造为完全关闭LED。这一数字约占该县户外街道和区域灯总数的60%。在新安装的灯具中，约80%的色温为3000 K，20%为4000 K。4000 K LED用于满足华盛顿州交通部的指导方针。为了测量天空亮度，我们在2018年改造开始前和2019年改造完成后使用了北斗夜空摄像机系统。这些图像进行光度校准和镶嵌在一起，以提供V波段的半球形图像。为了与我们的地面测量进行比较，我们获得了由Suomi国家极轨合作伙伴卫星上的可见红外成像辐射计套件（VIIRS）拍摄的卫星图像。我们的测量结果表明，改造后的天空辉光变得更亮，并在天空中延伸更高，但向上的辐射，作为测量的昼夜波段辐射计，减少。这些不同的结果可能是由于波长短于500纳米的光发射大幅增加，以及由于更好的屏蔽灯具而导致的天顶光发射相对减少。这些结果还表明，早期的模型VIIRS昼夜波段数据的天空辉光，至少需要大量的修改，以考虑到固态灯具的不同特性。
2021-07-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Modelling the artificial night sky brightness at short distances from streetlights
与一些普遍的直觉信念相反，人眼或任何其他物理探测器感知到的夜空亮度并不（完全）来自高空。检测到的亮度是由沿着视线的所有基本大气体积所贡献的散射辐射率建立的，从距离眼角膜或测量仪器的入口孔径的第一毫米开始。在人工照明的环境中，附近的光源可能占总感知天空辐射的很大一部分。在本文中，我们提出了一个定量的分析模型，在室外光源附近的天空辐射，从奇点的起源，这提供了有用的见解，正确的设计或城市黑暗的天空场所。研究发现，由地面观测者在短距离（从源的典型尺寸到几百米）检测到的小地面源产生的人造天顶天空亮度随着到源的距离的倒数而衰减。这相当于距离每增加log 10单位，天空亮度就会减少2.5 mag/arcsec 2。文中还讨论了障碍物的屏蔽效应。
2023-02-01 astro-ph.IM physics.optics
Stellector: a laser aided night sky explorer for teaching astronomy
我们提出了一个设备，由我们创建，命名为Stellector，由激光指针组成，由两个步进电机精确引导，目的是探索和教授具有真实夜空背景的天文学概念。电子部分由低成本物品制成，机械部分是3D打印的。控制器软件以HTML/JavaScript语言编写，以便在任何便携式通信设备（如智能手机和平板电脑）中运行。通过蓝牙标准与Stellector硬件进行通信。这些特点保证了户外天文教学活动所必需的便携性和自主性。在这项工作中，我们素描Stellector的设计和它的操作模式。我们还举例说明了一些教学活动，涉及基本的夜空观测和天文学概念。最后，我们讨论了设备的局限性，其准确性和进一步的改进。
2021-11-10 astro-ph.IM physics.ed-ph
The i-band Sky brightness and Transparency at Dome A, Antarctica
本文根据中国小望远镜ARray（CSTAR）的观测资料，研究了南极冰穹A的i波段观测条件。计算了天空亮度和透明度的总体变化，并由此导出了云量、包括极光在内的各种因素对天空背景的贡献。在南天极的SDSS i波段中，无月晴朗夜晚的天空亮度中值约为20.5等角秒$^{-2}$，其中包含约0.06等的漫射银河光。2008年没有厚云。相对较强的极光是通过它们照亮正常天空来检测的，这贡献了大约2%的观测图像。
2011-01-12 astro-ph.IM
Fast Fourier-transform calculation of artificial night sky brightness maps
光污染对光学天文学构成越来越大的威胁，此外还对自然环境、人类与仰望星空有关的非物质遗产以及潜在的人类健康产生有害影响。计算显示若干与光污染有关的功能（例如，人为的天顶夜空亮度或天半球的平均亮度）的空间分布的地图，是光污染监测和控制的一个关键工具，为就公共照明和天文地点保护作出知情决定提供科学依据。从卫星辐射数据计算地球上具有亚千米空间分辨率的广大区域的这种地图往往意味着大量的基本像素运算，在许多情况下需要极大的计算时间。在本文中，我们证明，使用适当的地理投影，一个广泛的光污染地图计算可以重新定义为二维卷积，可以很容易地使用传统的快速傅里叶变换（FFT）算法进行评估，与典型的计算时间小于10^-6秒每个输出像素。
2019-10-15 astro-ph.IM eess.IV
Upgrading the processing pipeline for the National Park Service Night Skies Program
美国国家公园管理局（National Park Service）通过捕捉一系列重叠图像来评估公园的夜空质量，以获得整个夜空的马赛克视图。Night Skies计划已经整合了一系列脚本和软件包（“管道”）来处理和创建半球镶嵌图像。正在改进这一处理管道，以减少对商业软件包的依赖，改进修订管理，并方便最新版本的分发。升级后的流水线设计用于分三个阶段处理图像：（I）执行数据简化，校准和镶嵌，（II）对自然天空亮度进行建模，以将光线从人工光源中分离出来，以及（III）导出天空质量指标。目前，第一阶段已经完成，本报告对此作了详细介绍。第二和第三阶段正在升级，将在今后的报告中介绍。在阶段I中，流水线应用基本图像缩减、指向配准、光度校准、坐标变换和图像镶嵌。我们实现了新功能，包括自动记录处理历史，通过Git和GitHub进行版本控制，对源代码开发进行团队管理，减少所需专有软件的使用数量，以及将主要管道语言设置为Python。一旦升级完成，我们的开源管道可以使全球类似研究领域的其他科学家受益，以处理相关的数据集。
2018-11-02 astro-ph.IM
An enhanced version of the Gaia map of the brightness of the natural sky
本文介绍了自然天空亮度盖亚地图（GAMBONS）模型的增强版本，通过采用Gaia EDR3数据、扩展测光波段并新增水平辐照度和半球平均辐射率等指标，提升了自然夜空亮度的建模能力。
2024-08-30 astro-ph.IM
