Citizen Science für die Nacht

Citizen Science für die Nacht

In den letzten Jahren hat die Forschung über künstliches Licht in der Nacht deutlich zugenommen. Dabei haben die Forscher vor allem ein Problem: Sie müssen wissen, wie hell es wo ist. Die meisten Untersuchungen beantworten diese Frage mit Hilfe von Satellitenbildern. Diese Daten kommen oft von Satelliten, zuerst vom Operational Linescan System of the Defense Meteorological Satellite Program (DMSP), später von den VIIRS-Sensoren (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) an Bord des Suomi NPP Satelliten (National Polar-Orbiting Partnership) von NASA und NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration).

Die beleuchtete Erde. Bildrechte bei NASA

Eine Studie von Travis Longcore und seinem Team hat kürzlich gezeigt, dass diese Daten eine verblüffend gute Übereinstimmung mit der am Boden gemessenen Helligkeit haben. Dennoch haben die Satellitendaten ein paar Schwächen. Die Auflösung von Satellitendaten ist eher gering, so dass zum Beispiel nicht die Helligkeit in einer bestimmten Straße bestimmt werden kann. Auch erkennen die Sensoren nicht alles Licht aus dem blauen Bereich, so dass Städte mit LED-Beleuchtung dunkler erscheinen, als sie wirklich sind.

Wissenschaftler brauchen also weitere Datenquellen, und sie brauchen vor allem sehr viele Datenpunkte. Ein perfekte Aufgabe für Bürgerwissenschaftler und in der Tat gibt es eine Reihe von Projekten mit unterschiedlichem Ansatz. Jeder kann mitmachen und damit einen Beitrag zu einer umwelt- und sozialpolitisch wichtigen Forschung leisten. Hier möchte ich fünf dieser Projekte kurz vorstellen.

Manche dieser Projekte finden draußen statt, wobei „draußen“ auch bedeuten kann, vom Balkon oder Fenster aus zu messen. Es geht nicht darum, die dunkelsten Orte zu finden, sondern ein möglichst großflächiges Bild zu bekommen. Um eine zeitliche Veränderung der Lichtverschmutzung zu sehen ist es auch von großer Bedeutung, einen Ort mehrere Male zu messen. Alle Projekte eignen sich auf für Schulprojekte in den Bereichen Umweltschutz, Astronomie und Datenanalyse.

Globe at Night

Wo? Draußen
Wann? Bei Nacht
erforderliche Ausrüstung? Papier & Stift und Internetzugang zuhause, alternativ Loss of the Night App (s. unten)
Zielgruppe: Familien, Sternenfreunde, Nachtschwärmer, Hobbyastronomen
Lernfaktor: Sternbilder kennenlernen und bei Nacht draußen sein

Bild von Greg Rakozy via Unsplash

Bei diesem Projekt werden Sterne gezählt. In vorher festgelegten Nächten wird ermittelt, wie viele Sterne in einem bestimmten Sternbild zu sehen sind. Die Idee dahinter ist, dass nicht alle Sterne gleichstark leuchten. Sie wurden in Magnitudenklassen eingeteilt. Je nachdem, wie hell der Himmel durch Mondlicht oder Lichtverschmutzung ist, sind auch weniger helle Sterne zu sehen.

Für jede Kampagne gibt es einen Activity-Guide mit Magnitudenkarten des entsprechenden Sternbilds auf denen angezeigt wird, welche Sterne bei welcher Himmelshelligkeit zu sehen sind. Wieder zuhause füllen Sie am Computer ein kurzes Formular (es gibt Übersetzungen in viele Sprachen, auch ins Deutsche) aus mit Ihrem Standort, der Beobachtungszeit, einer kurze Information über die Wolken am Himmel und natürlich die Himmelshelligkeit. Einfach abschicken und schon gibt es einen Messwert mehr.

Wer ein Sky Quality Meter besitzt kann auch diese Werte an Globe at Night schicken. Dazu gibt es zwei Apps für Smartphones, Verlust der Nacht und Dark Sky Meter, deren Daten ebenfalls gesammelt werden. Alle diese Daten sind Open Access, d.h. jeder Wissenschaftler oder sonstwie Interessierte kann Sie abrufen und nutzen.

Genauere Infos gibt es in diesem Blogbeitrag und natürlich auf der Globe at Night Website.

Verlust der Nacht

Wo? Draußen
Wann? Bei Nacht
erforderliche Ausrüstung? kostenfreie Loss of the Night App für Android und iPhone
Lernfaktor: Sterne und Sternbilder kennenlernen und bei Nacht draußen sein

Screenshot mit freundlicher Genehmigung von Verlust der Nacht

Wer gerne sein Smartphone benutzt und die Sternenjagd noch weiter treiben will, für den ist die mobile App Verlust der Nacht genau das richtige. Alles, was Sie brauchen, ist Ihr Smartphone mit der App und den richtigen Zeitpunkt. Die App ortet Ihren Standort und berechnet, ob es dunkel genug ist, um Sterne zu zählen. Dann werden Sie mit einem Pfeil zu einem Stern geleitet und geben an, ob Sie diesen sehen können. Nach mindestens acht Sternen können Sie das Ergebnis über die App an die Globe At Night Datenbank schicken. Die Messungen lassen sich auch auf der Webseite My Sky at Night anschauen.

Zusätzlich zum Sternezählen gibt die App auch die Namen der Sterne, die gerade in Ihrer Blickrichtung sind. So können Sie auch einfach ganz entspannt den Himmel erkunden.

Genauere Infos und Screenshots gibt es auch in diesem Blogbeitrag.

Dark Sky Meter App

Wo? Draußen
Wann? Bei Nacht
erforderliche Ausrüstung: iPhone und Dark Sky Meter App (€ 2.29) Lernfaktor: eigene Daten erheben und analysieren

Für iPhone Besitzer gibt es die Möglichkeit, ein Foto des Nachthimmels zu machen, das iPhone misst dann die Helligkeit. Diese einfache Prinzip funktioniert leider nicht für Android-Geräte, weil es dort einfach viel zu viele Hersteller mit unterschiedlichen Kameras gibt. Die Messwerte lassen sich nicht vergleichen.

Die Daten können an die Globe at Night Datenbank geschickt werden. Anschauen kann man sich die Messungen auf der Dark Sky Meter Homepage. Leider kann die App nicht kostenfrei abgegeben werden, da die Initiatoren die App ohne öffentliche Finanzierung entwickeln und warteb, aber € 2,29 sind weniger als eine Tasse Kaffee und gut angelegt für den Schutz der Nacht.

Cities at Night

Wo? Wo immer Sie Internet-Zugang haben
Wann? Jederzeit
erforderliche Ausrüstung: Computer und Internet-Zugang
Lernfaktor: Muster erkennen und Städte identifizieren

Berlin fotografiert von der ISS. Bildrechte bei NASA

Mit Cities at Night kann man von der Couch aus forschen. Und zwar mit Hilfe der Astronauten aus der Internationalen Raumstation. Von dort wurden hunderttausende von Fotos geschossen, viele von Städten. Solche Fotos sind wertvoll für Wissenschaftler, vorausgesetzt sie wissen, um welche Stadt es sich handelt, denn nicht nur sind einzelne Straßen zu erkennen, sondern die Farben auf den Fotos erlauben auch Rückschlüsse auf die verwendeten Leuchtmittel, z.B. Natriumdampf oder LED.

In dem Projekt Lost at Night wird Ihnen ein zu kartografierendes Foto und verschiedene Vergleichsfotos gezeigt. Sie entscheiden nun, welches Foto am besten mit dem gesuchten übereinstimmt. Jedes Foto wird von mehreren Personen betrachtet. Ziel ist eine Fotokarte der Erde bei Nacht, auf der man einzelne Straßenzüge erkennen kann.

TESS-Photometer-Netzwerk

Wo? Am eigenen Haus oder Grundstück
Wann? Jederzeit, läuft nach Installation automatisch
erforderliche Ausrüstung: TESS-Photometer, Stromquelle, WLAN, sicherer Langzeit-Standort
Lernfaktor: eigene Daten erheben und analysieren

Dieses Projekt ist etwas umständlicher zu Beginn, macht danach aber kaum Arbeit und erzeugt viele Daten. Ziel ist es, mögichst viele Orte weltweit zu haben, an denen ein sogenanntes TESS-Photometer fest installiert ist und die Himmelshelligkeit misst. Diese Daten werden in einer spanischen Datenbank gesammelt und als Open Access zur Verfügung gestellt.

Der Beginn ist, wie gesagt, etwas umständlich. Benötigt wird ein wetterfestes TESS-Photometer mit den Maßen 83 x 60 x 32 mm, das mit freiem Blick in den Himmel montiert wird. Am besten eignen sich dazu Hausdächer. Es benötigt eine Stromversorgung über USB und Zugang zu einem WLAN-Netzwerk. Danach ist eigentlich nichts mehr zu tun. Die Messdaten werden automatisch übertragen und können online eingesehen werden.

TESS-Photometer messen ein breiteres Spektrum als SQMs, besonders im kurzwelligen, blauen Bereich und eignen sich daher besser zur Messung der aktuellen LED-Beleuchtung. Preislich ähneln sich beide Geräte, TESS zeigt die Messwerte allerdings nicht direkt an und ist nicht als Handgerät, sondern für automatische Langzeitmessungen konzipiert.

Mehr Informationen über das Gerät, die Daten und bisherige Karten gibt es auf der Homepage des Projektes.

Titelbild dieses Beitrags: Martin Mark (Own work) [CC BY-SA 4.0], via Wikimedia Commons

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