«

»

يونيو
23

لم يُر الهلال، فماذا نستفيد؟ الجزء الثاني

كنت قد كتبت في الجزء الأول من هذه التدوينة (لم يُر الهلال، فماذا نستفيد؟) عن تجربتي في رصد هلال شهر شعبان، وكيف أنني لم أره يوم الأربعاء من مدينة أبوظبي على الرغم من أن الحسابات الفلكية كانت تبين إمكانية رؤيته، وقد عللت ذلك بسبب الغلاف الجوي غير النقي يوم الرصد، وأرى من الضروري قراءة تلك التدوينة قبل المضي قدما هنا، حتى تكتمل الصورة لدى القاريء.

إن صفاء الغلاف الجوي عامل أساسي جدا في رؤية الهلال، ولا يصح الاعتماد على المعايير الفلكية التي تعطي إمكانية رؤية الهلال دون النظر إلى صفاء الغلاف الجوي وقت الرصد، فمعايير رؤية الهلال تعطي إمكانية رؤية الهلال في حالة صفاء الغلاف الجوي، وقد يختلف الحال إن كان الغلاف الجوي غير نقي، ولقد درجت العادة عند راصدي الأهلة على تقييم صفاء الغلاف الجوي بالنظر بالعين المجردة، وتقدير ذلك لما يشعر به الراصد، وما قد يصفه راصد أن الغلاف الجوي كان غير نقي قد يصفه آخر أنه نقي، والأسوأ من هذا هو عدم وجود مقياس واضح يعبر للراصد أو حتى لقارىء التقرير عن مقدار تلوث الغلاف الجوي وقت الرصد.

ولحسن الحظ فإن هناك مشروع (بل حتى مشاريع) عالمي تتلخص مهمته بدراسة نقاء الغلاف الجوي لحظة بلحظة وفي العديد من مواقع الكرة الأرضية، وقد يكون أهم مشروع بهذا الصدد هو AERONET، وهو مشروع أسسته وتشرف عليه وكالة الفضاء الأمريكية ناسا، ويتكون من عدد كبير من الراصدين المحترفين (على الأغلب مؤسسات علمية وجامعات ومراكز أبحاث) بحيث يمتلك كل مركز جهاز رصدي اسمه Sunphotometer يقوم بقياس كمية الإشعاع الشمسي بأطوال موجية مختلفة تصل إلى ثمانية موجات (340، 380، 440، 500، 670، 870، 940، 1020 نانوميتر)، وهي تمثل جميع الطيف المرئي وجزء من الأشعة تحت الحمراء الدنيا، ومن خلال مقارنة كمية الأشعة الواصلة من الشمس مع كمية الإشعاع الشمسي الحقيقي خارج الغلاف الجوي، يمكن معرفة قيمة هامة تسمي Optical Depth، وهي تمثل كمية الأشعة المفقودة نتيجة للامتصاص والتشتت في مختلف مكونات الغلاف الجوي، وبشكل عام تنقسم إلى أربعة مكونات؛  تشتت ريليه الناتج عن الغلاف الجوي نفسه (نيتروجين وأكسجين)، وتشتت العوالق وهو المهم وهو بسبب الغبار والأدخنة وغيره من العوالق الكبيرة، وتشتت بخار الماء وهو مهمل في النطاق المرئي خاصة المنخفض، وتشتت الغازات قليلة النسبة مثل الأوزون وثاني أكسيد الكربون والميثان وثاني أكسيد النيتروجين. وفي النهاية يعطي المركز المجموع الكلي لجميع أنواع التشتت والامتصاص سالفة الذكر ويسمى Total Optical Depth (TOD)، وفي حين أنه يسمى TOD عند علماء الأرصاد الجوية، فإن الفلكيين يسمونه Atmospheric Extinction، وهو عند الفلكيين مقدار النقصان في لمعان Magnitude الجرم بسبب الغلاف الجوي، ولكن بسبب أن المقياس عند الراصدين الجويين مبني على اللوغريتم ذي الأساس الطبيعي (2.718) في حين أنه عند الفلكيين مبني على اللوغريتم ذي أساس مقداره 2.512، فإنه يمكن تحويل TOD إلى Atmospheric Extinction أو Magnitude  من خلال ضرب قيمة TOD  بـ 1.086. وكخلاصة لما سبق أصبح بمقدور الفلكيين المهتمين بنقاء الغلاف الجوي معرفة مقدار التلوث في الغلاف الجوي عن طريق قيمة دقيقة مرصودة بدلا من التقدير بالعين المجردة، وذلك من خلال الدخول لموقع المشروع الرئيس واختيار المحطة المطلوبة ومعرفة قيمة TOD ليوم وساعة الرصد، ومن ثم ضربها بـ 1.086. والناتج سيكون مقدار خفوت الجرم المرصود بوحدة Magnitude إذا كان واقعا في سمت الرأس، ويمكن تعديلها بسهولة لأي مكان في السماء بضربها بما يسمى Airmass.

ولكن قبل ذلك لا بد من الانتباه لأمرين، الأول أن محطة الرصد يجب أن تكون عند نفس موقع الراصد أو قريبة منه، فاختلاف في الموقع أو في الارتفاع فقط سيعطي قيم مغايرة قد لا يمكن تحويلها للموقع المطلوب بدقة. والأمر الثاني هو أخذ قيمة TOD لطول الموجة التي يرصد بها الراصد، فإن كان الراصد يرصد بالعين المجردة أو تلسكوب عادي فطول الموجة 500 هو الأنسب.

كان لا بد من هذه المقدمة الطويلة حتى ندخل في صلب الموضوع، وهو لماذا لم ير هلال شعبان من أبوظبي في ذلك اليوم، بل حتى من معظم مناطق الجزيرة العربية…. لحسن الحظ، وجدت مركزا مشتركا في هذه الحملة يقع في أبوظبي، بل هو قريب جدا من مكان الرصد، وبالعودة ليوم الرصد وجدت أن قيمة TOD في الساعة 04:12 عصرا في أبوظبي بالنسبة للموجة 675 هو 1.114124، وقد اعتمدت قيمة الموجة 675 لأنني كنت أرصد بفلتر أحمر عميق طول موجته 807، وقيمة TOD لموجة 870 هو 1.071648، وحيث أن TOD للموجة 675 والموجة 870 شبه متساو، فقد فضلت أخذ القيمة للموجة 675 لأنني استخدمت أحيانا فلتر أحمر بطول موجة 710. ولو ضربنا الرقم 1.114124 بـ 1.086 سنحصل على الرقم 1.209804، وهذه يعني أنه بالنسبة لمدينة أبوظبي في ذلك اليوم بل وفي تلك الساعة لو كان هناك جرم يقع في منتصف السماء وكان من القدر سالب 3، لأصبح بسبب تلوث الغلاف الجوي من القدر سالب 1.8! وبالنسبة للهلال في ذلك اليوم فقد كان من القدر سالب 4.9، ويبين الجدول التالي لمعان الهلال خلال رحلته من ارتفاع 60 درجة عن الأفق وحتى 05 درجات عن الأفق. والمفاجأة الكبرى أن لمعان القمر عندما كان على ارتفاع 5 درجات عن الأفق كان من القدر السابع! أي أنه لم يكن بالإمكان رؤيته حتى من الصحراء حالكة الظلام! ولذلك كان من الطبيعي جدا أن لا يرى لا باستخدام التلسكوب ولا باستخدام تقنية التصوير الفلكي!

لمعان هلال شعبان من أبوظبي

 هذه الحملة العالمية حلت إشكالية قديمة بالنسبة لنا، وهي أن أحد راصدي الأهلة في ألمانيا وهو مارتن لطالما نجح في رصد أهلة صغيرة، في حين أننا كنا نفشل هنا برؤية أهلة أسهل من تلك التي رآها، وبالعودة إلى موقع الحملة على الإنترنت وجدنا مركزا مشارك في الحملة يقع في جامعة ميونخ، أي من نفس مكان رصد مارتن، وفي يوم 19 يونيو (حيث أن المعلومة غير متوفرة ليوم 20 يونيو) وجدنا أن معدل قيمة TOD لميونخ هو 0.16! ويبين الجدول التالي مقدار لمعان هلال شعبان من الزاوية 60 فوق الأفق وحتى 5 درجات بالنسبة لمدينة ميونخ، ونلحظ من الجدول أنه في حين أن لمعان القمر على ارتفاع 5 درجات بالنسبة لمدينة أبوظبي كان من القدر السابع، نجد أنه كان في مدينة ميونخ من القدر سالب 3! فالآن يمكننا القول أنه إذا عرف السبب بطل العجب!

لمعان هلال شعبان من ميونخ

 أخيرا، فلنلق نظرة على وضع مدينة عمّان، حيث لم ير الراصدون أيضا هلال شهر شعبان يوم الأربعاء، في الحقيقة لم نجد مركزا قريبا من مدينة عمان، إلا أنني وجدت مركزا يقع في صحراء النقب على بعد 160 كم عن مدينة عمّان، وفي حين أن ارتفاع موقع الرصد في عمّان كان 900 متر فإن ارتفاع المركز هو 480 مترا، فضلا على أنه يقع في الصحراء، وبالتالي فإن القيمة التي سنعتمدها لعمّان من هذا المركز ستكون بشكل شبه مؤكد أسوأ من واقع الحال في عمان، وقد وجدنا أن قيمة TOD يوم الرصد قد كانت 0.43 بالنسبة لطول الموجة 500 نانوميتر (وهي الأفضل للرصد البصري)، وكانت 0.22 بالنسبة لطول الموجة 675 نانوميتر، إذا أردنا مقارنتها مع أبوظبي وميونخ لنفس طول الموجة)، ويبين الجدول التالي لمعان هلال شعبان في ذلك اليوم من مدينة عمان باعتماد طول الموجة 500، ونجد أنه كان من القدر سالب 0.1 عندما كان على ارتفاع 5 درجات، وهي قيمة لا بأس بها، وتجعل الهلال ممكن الرؤية باستخدام تلسكوب محوسب موجه تماما نحو الهلال.

لمعان هلال شعبان من عمّان

 فأما رصد أبوظبي فنستخلص منه أن الرصد من مكان مرتفع وصاف بعيدا عن مستوى سطح البحر والصحراء أمر أساسي للتمكن من رؤية الهلال، فقيمة TOD من المناطق العالية أفضل بكثير منها على مستوى سطح البحر، ونستخلص من رصد عمّان أهمية استخدام جهاز محوسب موجه نحو الهلال بدقة، فرؤية الهلال في حقل رؤية يكون موجود فيها أسهل بكثير من البحث عنه بطريقة يدوية حتى لو عرفنا موقع الهلال في صفحة السماء.

 يبين الرسم التالي قيم OD الناتجة بسبب تشتت العوالق فقط (وهي المكون الأكبر من الـ TOD) لمدينة أبوظبي يوم 20 يونيو طيلة النهار لجميع الأطوال الموجية.

 يبين الرسم التالي قيم OD الناتجة بسبب تشتت العوالق فقط (وهي المكون الأكبر من الـ TOD) المعتمدة لمدينة  عمّان يوم 20 يونيو طيلة النهار لجميع الأطوال الموجية.

 يبين الرسم التالي قيم OD الناتجة بسبب تشتت العوالق فقط (وهي المكون الأكبر من الـ TOD) لمدينة ميونخ يوم 19 يونيو طيلة النهار لجميع الأطوال الموجية.

 الموقع التالي هو الموقع الرسمي لحملة  AERONET:

http://aeronet.gsfc.nasa.gov/

 الموقع التالي يشرح قضية التشتت والامتصاص و قيمة TOD بشكل مبسط وسهل:

http://www.skyandtelescope.com/howto/visualobserving/19712459.html

11 تعليقات

بنج 1

  1. بسمة ذياب
    بسمة ذياب says:

    شكراً جزيلاً لك يا محمد على هذا التقرير بل هذا البحث الاستقصائي. كانت إضافة مهمة بالنسبة لي تعريفنا بمقياس كمّ

    ي ( لا مجرذد وصفيّ ) للتعبير عن صفاء/ نقاوة الجوّ ( وبالتالي تحديد ما يسمى ب ” Haze ” ) بشكل أفضل. وفعلاً، فعندما تحرذينا الهلال مع مغيب شمس يوم الأربعاء 20/6/2012 كانت تعبيرات الراصدين متباينة حول ما يشاهدون في الأفق الغربيّ. ونعم، لم نستخدم وقتها التلسكوب المحوسب الذي _ وحسب ما بيّنته أنت في استقرائك _ كان سيعطي احتمالية افضل لرؤية الهلال. على العموم لم نر الهلال ولكن ” رأينا ” صورة أوضح تفسذر ما يحدث في كثير من المرات التي لا يُرى فيها الهلال” …. آه… هل اجبنا على سؤال تدوينتك إذن ؟ :-)

    1. محمد عودة
      محمد عودة says:

      شكرا يا بسمة على التعليق، بقي معرفة على أي قيمة للـ TOD يمكن القول أن السماء صافية أو ملوثة، بالرجوع لمقال Sky and Telescope نجدهم يذكرون أن قيمة AOD وليس TOD، ولنقل للتقريب أن AOD أقل من TOD بـ 0.16، نجدهم يقولون أن السماء الصافية جدا تكون على 0.1 AOD (حوالي 0.26 TOD)، وأن السماء مقبولة على 0.2 AOD (حوالي 0.36 TOD)، وأنه بالقرب من 0.66 TOD تكون السماء ملوثة بشكل يؤثر بشكل ملموس على الرصد. بالنسبة لكم كانت TOD أقل من 0.43، أي أنه يبدو أنه كان هناك تلوث بسيط لا يمكن اهماله، ولكنه ليس بالشكل الكبير.

  2. الصديق الناجح says:

    اخي محمد اشكرك على هذا المجهود الطيب

  3. عمران طلبه says:

    السلام عليكم:

    شيء عظيم أصبح التلوث يعبر عنه بأرقام منسوبة لمرجعية عالمية واحدة.

    فألف شكر أخ محمد على الإفادة، التي جعلتني ألقي نظرة سريعة على خريطة موقع AERONET بمنطقة العالم العربي والإسلامي وشعرت بالإطمئنان لوجود العديد منها وأتفحص بعضها. كمثال في الجزائر محطة ساحلية (تيزي وزو) كان TOD بها يوم 20 يونيو في حدود 0.8 (السماء ملوثة) وفي عمق الصحراء، في محطة Tamanrasset_INM في حدود 0.35 (مقبولة).

    هل يبقى الآن كيفية الاستفادة من بيانات هذه المحطات من طرف راصدي المشروع الإسلامي لرصد الأهلة ICOP ، حيث ستتضح (يوم الرصد) الأماكن الأكثر احتمالا لرؤية الهلال وتتوجه الأنظار نحوها أو حتى تكثف بها عمليات الرصد؟

    هل سيقال لا داعي لرصد المكان الفلاني (مثل أبو ظبي يوم 20 يونيو) لأن نسبة التلوث به عالية جدا أي TOD به يساوي كذا وبالتالي تستحيل به الرؤية؟ [بصورة مشابهة لما يقال عن المكان الذي لا تتوفر فيه معايير الحساب الفلكي (العمر والمكوث في الأفق)!].

    تحياتي…

    1. محمد عودة
      محمد عودة says:

      حياك الله أخ عمران، حقا إنني سعيد أن هناك من استفاد من التدوينة وقام بالتحقق من قيم صفاء الغلاف الجوي من منطقته… أما السؤال الأول فأرى أننا ممكن أن نلقي نظرة على واقع الحال في شتى مناطق العالم، خاصة المناطق التي يتواجد فيها أعضاؤنا، ونقوم بتكثيف الجهود في المناطق التي تتميز بصفاء مميز للغلاف الجوي

      أما الشق الثاني من السؤال، فلا أرى مبرر لعدم الدعوة للرصد إن كانت قيمة صفاء الغلاف الجوي منخفضة (الجو ملوث) على الأقل في هذه الفترة، فمن جهة لا يمكن التنبؤ بقيمة صفاء الغلاف الجوي بدقة لأيام قادمة، فهي تشبه التنبؤ بهطول المطر، ومن جهة أخرى لا أعتقد أننا قد وصلنا إلى مرحلة تجعلنا واثقين أن القيمة الفلانية لن تمكننا من رؤية الهلال باستخدام التلسكوب أو العين المجردة، فهذا يحتاج إلى دراسة وبحث علمي جاد.

      بالمناسبة، لقد لاحظت أنك اعتمدت قيمة AOD وهي قيمة Optical Depth التي تمثل التلوث بسبب الـ Aerosol أي العوالق، وهي بالطبع المكون الأكبر والرئيس لـ TOD ولكن يمكنك أن تعرف قيمة TOD لمنطقتك أيضا، وذلك من خلال الرابط التالي:

      http://aeronet.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/webtool_opera_v2_new?stage=3&place_code=10&region=Northern_Africa&state=Algeria&site=Tizi_Ouzou&submit=Get+Download+Form

      فمنه اختر المحطة التي تريدها أولا، ثم اختر اليوم، ثم اختر

      Total Optical Depth with components*

      واختر Level 1.5، وهو النتائج بعد تعديلها إن كان هناك غيوم في السماء.

      ثم اضغط على تحميل، وعندها سيتم تحميل ملف مضغوط، فك ضغطه، وافتحه من الـ Excel بصيغة CSV، وعندها ستحصل على معلومات رائعة.

  4. حسين الشيخ عيسى says:

    السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

    بارك الله فيك أخي محمد على هذا الموضوع الجميل وعلى الطرح خاصة، حقيقة هي مشكلة تواجهنا نحن الراصدين خاصة في أهلة شهري رمضان وشوال حيث عادة ما تُطرح علينا هذه الأسئلة: لم لم ير الهلال؟ كيف يمكن حساب مقدار التلوث وما تأثيره على احتمالات الرصد؟ وهذا ما حدث لنا في رصد هلال شعبان حيث كان هناك مجموعة من الشباب قد رصدوا معنا الهلال وأغلبهم للمرة الأولى وكان صعبا علينا أن نفهمهم بوجود غمامة في الأفق الغربي وليست بالسحاب حيث كان الجو ملوثا إلى درجة أن الشمس غربت بحوالي 20 دقيقة عن الموعد الحقيقي للغروب.

    لدي ملاحظتين أولاهما أنه وللأسف لم أجد محطة في الموقع المذكور قريبة من منطقتنا (مدينة غرداية شمال الصحراء الجزائرية) حيث أن المحطات الموجودة إما في الشمال حوالي 600 كلم أو إلى الجنوب 1400 كلم وبالتأكيد لا يمكن اعتبارها.

    ثانيا قضية التنبؤ بوجود التلوث يمكن أن يتغير بسرعة حيث ثبت بالتجربة أنه بعد هطول المطر مثلا لدقائق فقط قبل القيام بالرصد ممكن أن يساهم في تحسين الرؤية بشكل واضح (وهذا يثبت أهمية عدم دعوة للراصدين لعدم الذهاب الى الرصد)

    ونحن في انتظار معلومات أكثر حول هذه القضية جزاكم الله خيرا والسلام عليكم

  5. منصور اشقيفة says:

    اخي محمد

    اشكرك على مجهودك للوصول لهذه المعلومات القيمة ..والتي سوف تكون لنا مفيدة في المستقبل

  6. Mohammad Qariesh says:

    Thanks Mohammad for this effort

  7. د. ابراهيم ابو شقرا says:

    شكرا على هذا البحث

    حياكم الله

  8. مروان الشويكي
    مروان says:

    شكرا عزيزي محمد على هذا البحث العلمي الذي أعتبره فتحا جديدا في هذا التخصص أي رصد الأهلة بل والرصد الفلكي عامة.

    بارك الله وإلى الأمام.

  9. عبدالحميد حاجي says:

    السلام عليكم

    بارك الله فيك أخي محمد على هذا الموضوع الجميل وعلى الطرح خاصة،

    ولقد استفدت كثيرا ولكن اردت ان اعرف كم مقدار لمعان الجرم او الهلال حتى يرى بالعين المجردة فمثلا القمر ليلة 14 يكون نسبة اللمعان به 12-

    مع تحياتي

    عبدالحميد حاجي

    مملكة البحرين

  1. > لم يُر الهلال، فماذا نستفيد؟ (الجزء الثالث) » مدونة المرصد says:

    [...] « لم يُر الهلال، فماذا نستفيد؟ الجزء الثاني [...]

أضف تعليق

لن ينشر بريدك الإلكتروني.

يمكنك استخدام هذه HTML الدلالات والميزات: