[論文レビュー] Maps of artificial sky brightness and upward emission in Italy from DMSP satellite measurements

Fabio Falchi, P. Cinzano|arXiv (Cornell University)|Nov 15, 1998

Impact of Light on Environment and Health被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、DMSP衛星夜間光データを用いてイタリア全域の人工的空の明るさと上向き光放出をマッピングし、表面からの放射光の伝播関数を適用して大気中での光害寄与度をモデル化した。都市人口と光害の強い相関が明らかとなり、主要都市では自然状態の10倍の空の明るさを示した。これは光害低減に向けた重要なデータを提供する。

ABSTRACT

We obtained the map of the zenith brightness of the night sky in Italy. The artificial sky brightness in each site is computed by integration of the contributions by each unitary area of surface obtained by applying a propagation function to the upward emission of the area as obtained from DMSP satellite night-time images. We also evaluated the emission versus population relationship comparing the relative emissions of a number of cities of various populations.

研究の動機と目的

• 人為的光放出によるイタリア全域における人工的空の明るさを定量化すること。
• 都市地域からの上向き光放出が天頂における光害に与える寄与度をモデル化すること。
• 都市の人口と光放出強度との間の定量的関係を確立すること。
• 天文学的および生態系への光害の影響を評価するための空間分解能に優れたデータを提供すること。
• 正確な衛星ベースのマッピングを通じて、光害低減戦略を支援すること。

提案手法

• 都市部および農村部からの上向き光放出を測定するために、DMSP衛星の夜間光データを用いた。
• 各表面領域からの光が天頂における光害にどのように寄与するかをシミュレートするために、伝播関数を適用した。
• イタリア全域のすべての表面ユニットからの寄与を統合し、各位置における天頂の空の明るさを計算した。
• 地上測定値を用いて結果を補正し、最近入手可能なデータで更新した。
• 人口が異なる都市間の放出レベルを比較し、放出量－人口スケーリング関係を導出した。
• 人工的空の明るさおよび上向きフラックスの空間分解能に優れたマップを生成した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 イタリア全域における人工的空の明るさの空間的分布はどのようになっているか？
• RQ2 都市部からの上向き光放出は、天頂における光害にどのように寄与しているか？
• RQ3 都市の人口と光放出強度との間の定量的関係は何か？
• RQ4 主要都市間では、光害への寄与度にどのような差があるか？
• RQ5 衛星データは、地上レベルにおける人工的空の明るさをどれくらい正確にモデル化できるか？

主な発見

• 本研究は、衛星データを用いたイタリア全域における人工的空の明るさの包括的マップを初めて作成した。
• ローマやミラノなどの主要都市では、天頂の空の明るさが自然状態の10倍に達する場合がある。
• 人口規模と上向き光放出との間に強い相関が確認され、放出量は人口に比べて非線形的に増加した。
• 上向き光放出は、人口が密集した都市中心部で最も高く、都市中心部から離れるに従い急激に減少した。
• 地上測定値との比較により、モデルが観測された光害レベルを正確に再現した。
• 照明慣行が制御されていない場合、人口のわずかな増加でも光害が顕著に増加することが示された。