In opdracht van de Stichting Natuur en Milieu en de Provinciale Milieufederaties Onderzoek naar het donkerste gebied van Nederland en het donkerste gebied van elke provincie. Uitgevoerd door onderzoeks- en adviesbureau Sotto le Stelle tussen augustus 2009 en oktober 2009. Alle afbeeldingen copyright Sotto le Stelle Voorpagina: nachtelijke omgeving in de buurt van Helvoirt, Noord-Brabant. De foto is bewerkt. Pagina 2
INHOUDSOPGAVE Inhoudsopgave... Opdracht... Werkwijze onderzoek...5 Duisternis...5 Selectie van gebieden...5 Meetlocaties...7 Metingen en verwerking...8 Resultaten...10 All sky opnamen...1 Conclusie...16 Kenmerken donkere gebieden...16 Bijlage 1 Meetmethode hemelhelderheid...18 Bijlage 2 Lijst van alle gebieden...22 Bijlage Lijst van all sky opnamen...2 Pagina
OPDRACHT Naar aanleiding van de vijfde Nacht van de Nacht op 2 oktober 2009, wil de Stichting Natuur en Milieu en de Provinciale Milieuorganisaties weten wat het donkerste gebied in Nederland en wat de donkerste gebied in elke provincie is. Sotto le Stelle luidt is gevraagd om dit onderzoek uit te voeren. De opdracht bestaat uit drie fasen: Vaststellen van de te meten gebieden Meten en uitwerking van de metingen Conclusies en rapportage Aan de hand van bestaande kennis zal een eerste selectie van de gebieden gemaakt worden, waaruit in samenspraak met de locale Provinciale Milieufederatie per provincie drie gebieden gekozen worden. Deze drie gebieden zullen elk onderzocht worden. In vijf provincies in Nederland is al eerder door Sotto le Stelle een onderzoek naar de donkerte situatie uitgevoerd. De uitkomsten daarvan zullen meegenomen worden in dit onderzoek, zodat er in die vijf provincies geen nader onderzoek nodig is. Naast de drie gebieden in elke provincie is er voor gekozen om ook een aantal Waddeneilanden te onderzoeken, gezien de verwachting dat daar zeer donkere gebieden gevonden kunnen worden. In elk gebied zullen een aantal metingen uitgevoerd worden in representatieve locaties in het gebied. Deze metingen zullen verwerkt worden, om te komen tot een waarde voor de mate van duisternis in elk gebied. Tenslotte zullen de resultaten van alle metingen gepresenteerd worden in een rapport. Bij het rapport hoort ook een CD ROM met daarop de uitgewerkte berekeningen van de resultaten en de all sky opnamen die in een groot aantal locaties gemaakt zijn (zoals die op de voorzijde rapport). Pagina
WERKWIJZE ONDERZOEK Het onderzoek betstaat uit drie onderdelen: Vaststellen van mogelijke donkerste gebieden Uitvoeren van metingen en verwerking Conclusies trekken uit de metingen DUISTERNIS Op het grootste deel van de aarde wordt de mate van duisternis alleen bepaald door de hemel die zich s nachts boven elke locatie uitstrekt. De sterrenhemel die ongehinderd gezien kan worden was en is een bron van inspiratie en ontzag in alle culturen. In Nederland (en andere sterk geïndustrialiseerde landen) is dit ook zo, maar hier wordt de hemel ook verlicht door de kunstmatige verlichting vanaf de grond. Het licht dat van steden naar boven straalt, wordt verstrooid aan moleculen en stof deeltjes. Dit licht kan in een straal van ruwweg 50 kilometer weer naar beneden komen en daarmee de hemel helderder maken. In Nederland is de hemel daarom grijs of zelfs geel. Uit satelliet gegevens komt naar voren dat Nederland nu tussen de 1 en 27 keer lichter is dan het zonder die lichtbronnen zou zijn. In de bebouwde kom wordt de mate van verlichting bepaald door de lampen in de omgeving. Maar in het grootste deel van Nederland is de grijze of gele hemel de enige lichtbron. De hemel als lichtbron is weliswaar erg lichtzwak, maar door zijn uitgestrektheid wel de grootste lichtbron, die de mate van duisternis bepaalt. We zijn op zoek naar waar dat donkerste gebied van Nederland is. DUISTERNIS EN GEBIEDSKEUZE De mate van duisternis wordt dus in deze donkerste gebieden van Nederland bepaald door de totale hoeveelheid licht van de hemel. Deze totale hoeveelheid licht, in verlichtingstermen verlichtingsterkte genoemd uitgedrukt in lux, varieert door het gezamenlijk omhoog gestraalde licht in de omgeving van de locatie in een straal van bijna 50 kilometer. Dit betekent dat de mate van duisternis, de totale hoeveelheid licht, niet elke paar honderd meter verschilt. Het is een waarde die slechts langzaam varieert. In de buurt van sterke bronnen zoals kas gebieden en steden sterker, maar op grotere afstand langzaam. Eerder onderzoek heeft uitgewezen dat metingen op elke kilometer een goede indicatie is van de mate van duisternis in het tussenliggende gebied. De donkerste locatie uitzoeken van een heel land is theoretisch en zeker praktisch een moeilijke opdracht. Hoeveel locaties moet je bij langs gaan? Ook de grootte van een locatie speelt daarbij een rol: is eventueel de Veluwe de donkerste locatie van Nederland of het stukje tussen Kootwijk en Kootwijkerbroek, of de locatie met lengte graad -5,800 en breedte graad 52,16? SELECTIE VAN GEBIEDEN Er is gezien bovenstaande gekozen redelijk grote gebieden te selecteren met een oppervlakte tussen de 25 en 100 vierkante kilometer, die met een paar metingen goed te karakteriseren zijn. Het bijkomend voordeel is dat dit soort gebieden voor de bewoners van een provincie een bekende klank hebben en ook door bezoekers van de provincie herkend worden. Dit zijn gebieden zoals de Meinweg in Limburg, de Biesbosch in Noord-Brabant etc. Pagina 5
In de provincies Zeeland, Zuid-Holland, Utrecht, Gelderland en Overijssel, waar eerder onderzoek naar de mate van duisternis heeft plaatsgevonden zijn, aan de hand hiervan, de donkerste gebieden uitgekozen die mee kunnen dingen naar de donkerste plek. In Zuid-Holland was dat relatief eenvoudig. In de andere vier kwamen meer gebieden in aanmerking. In samenspraak met de desbetreffende milieufederatie zijn er in elk van deze provincies drie gebieden uitgekozen. In de overige provincies is in principe dezelfde procedure voor de selectie van de te onderzoeken gebieden gevolgd waarbij Amerikaanse satellietdata van het opgaand licht gebruikt zijn. Dit is gebeurd aan de hand van onderstaande afbeelding waar het omhooggaande licht weergegeven wordt van Nederland uit 1996. Wit is overbelicht en zwart is geen licht. Alle andere kleuren liggen daartussen waarbij paars en grijs de donkerste gebieden aangeven, waar het minst omhoog stralend licht door de satelliet waargenomen is en waar we dus van uit mogen gaan dat dit tot de donkerste behoren. Figuur 1 DMSP data opgaand licht Nederland 1996, kleuren Sotto le Stelle In deze provincies zijn de donkerste gebieden uitgekozen aan de hand van de kleuren in bovenstaande afbeelding. De keuze op grond van deze satellietdata is de beste informatie die er is, ook al is het een minder harde keuze dan in de provincies waar al wel locaal onderzoek uitgevoerd is. Het is bijvoorbeeld mogelijk dat een nabij gelegen stad een sterke invloed heeft op de hemel boven een uitgekozen gebied, dat niet op bovenstaande kaart te zien is. Met name zou dat het geval kunnen zijn in de relatief sterk belichte provincies van west en zuid Nederland. Pagina 6
Samen met de Provinciale Milieufederatie is ook hier weer de definitieve keuze uit de mogelijke gebieden gemaakt waarbij ook de naam van elk gebied bepaald is. In figuur 2 staan alle gebieden aangegeven en in bijlage 2 staan alle gebieden per provincie genoemd. MEETLOCATIES In elk gebied zijn minimaal drie locaties uitgekozen waar gemeten is. De meeste gebieden zijn natuurgebieden waar maar een beperkt aantal wegen lopen of zelfs waar een groot deel van het terrein niet s nachts met een auto te bereiken is. De keuzemogelijkheden van de locaties was daarom in veel gevallen beperkt. Voorbeelden daarvan waren de Biesbosch, Oostvaardersplassen en Loonse en Drunense Duinen. In andere gebieden waar deze beperking niet aanwezig was, zijn de meetlocaties zo gekozen dat ze zo veel mogelijk over het gebied verspreid waren. Onder de gekozen gebieden bevinden zich ook een aantal eilanden: vier Waddeneilanden en Tiengemeten. Op Texel was al eerder onderzoek gedaan en deze gegevens zijn gebruikt. Tiengemeten op precies dezelfde wijze gemeten als in de andere provincies. Op de drie Waddeneilanden, Terschelling, Schiermonnikoog en Vlieland zijn door vrijwilligers de metingen uitgevoerd met een zogenaamde Sky Quality Meter. Dit is een klein apparaatje waarmee snel een redelijk goede meting uitgevoerd kan worden van de hemelhelderheid. Deze metingen ontbeert het aan een analyse van de mate van extinctie, de mate van heiigheid van de atmosfeer, maar zijn voldoende nauwkeurig om in het onderzoek te gebruiken. Pagina 7
. Figuur 2 Gebieden; op de achtergrond staat de kaart van satellietdata van het omhoog gestraald licht in Nederland, gemaakt in 1996. METINGEN EN VERWERKING De hoeveelheid licht van de hemel bepaalt de mate van duisternis in een locatie zoals we hierboven gezien hebben. De beste maat hiervoor is de verlichtingssterkte. De verlichtingssterkte in een locatie waarbij de meter horizontaal gehouden wordt (de zogenaamde horizontale verlichtingssterkte) bepaalt de totale hoeveelheid licht van de hemel. Helaas is dat een erg moeilijke grootheid om te meten. De hele hemel is nooit helemaal vrij van bomen en van lichten, beide zaken die de horizontale verlichtingssterkte ofwel doen afnemen, ofwel doen toenemen. Pagina 8
Daarom wordt, ook internationaal gebruikelijk, een andere maat voor de duisternis genomen en wel de helderheid van het punt van de hemel recht boven je hoofd, het zenit. Deze grootheid, in lichttermen de luminantie genoemd, met waarden uitgedrukt in candela per vierkante meter, is wel niet gelijk aan de totale hoeveelheid licht, maar is daar wel een erg goede parameter voor en veel makkelijker te meten. Dit is ook de manier die bijvoorbeeld in de Wereldatlas van de hemelhelderheid gebruikt is. Dit werk is uitgevoerd door de Italiaanse astronomen P. Cinzano en F. Falchi samen met de Amerikanen D. Elvidge en K. Baugh. De wereldatlas is gebaseerd op Amerikaanse satellietopnames en wordt internationaal veel gebruikt. METHODIEK HEMELHELDERHEID Hieronder staat een stukje uit de wereldatlas met het deel Nederland. Figuur Duisternis Nederland wereldatlas Te zien is dat het noordoosten van Nederland in het algemeen donkerder is dan de rest van Nederland, met daarbij de Waddeneilanden als het donkerste gebied. Dit geeft dus een goede indicatie, maar is te grof voor het doel van de Stichting Natuur en Milieu en de Milieufederaties. De gebieden die we zoeken zijn klein, veel kleiner dan het grove plaatje van de wereldatlas. Daarom is er In dit onderzoek gebruik gemaakt van de beste methode, toepasbaar op metingen in het vrije veld, om de huidige hemelhelderheid in Nederland te meten en in kaart te brengen. Dit is ook de methode die in het eerdere onderzoek in een aantal provincies toegepast is. Pagina 9
In elk van deze gebieden is de helderheid van het zenit, het punt recht omhoog, gemeten. De metingen zijn op een aantal nachten uitgevoerd in augustus en september 2009 op maanloze heldere nachten. In totaal zijn er precies 100 metingen uitgevoerd. De metingen in de provincies Zuid-Holland, Gelderland, Overijssel, Zeeland en Utrecht en het eiland Texel zijn tussen 200 en 2008 uitgevoerd. Een uitgebreide beschrijving van de methodiek en een verantwoording over de diverse keuzes is te vinden in bijlage 1. RESULTATEN Schiermonnikoog is de donkerste plek van en van heel Nederland. De donkerste plekken per provincie, van donker naar licht geordend, zijn: Schiermonnikoog Groningen - Hoge Land Gelderland Landgoed Welna Drenthe Drents Friese Wold (Dr) Overijssel Nat. Landschap NO Twente Noord Holland Amstelmeer e.o. Zeeland Oostkapelle Noord Brabant de Peel (NB) Flevoland Roggebotzand Limburg Maasduinen Zuid Holland Kop van Goeree Utrecht Gelderse Vallei (Ut) In tabel 1 staat de lijst van gebieden die zijn onderzocht met de uitkomsten van de metingen. De uitkomsten zijn gerangschikt van donker naar licht. De donkerste gebieden zijn aangegeven met de kleur blauw, de middelste met groen en de lichtste met rood. Met de tekst in rood zijn de donkerste gebieden van elke provincie aangegeven. Schiermonnikoog komt dus als donkerste gebied van Nederland uit de bus en Alblasserwaard noordelijk deel als het lichtste van de donkerste plekken. In figuur 1 staan de gebieden op kaart aangegeven (met dezelfde kleur). In de laatste kolom van de tabel (Gemiddeld) is de gemiddelde waarde te zien van de metingen in een gebied. In de kolom ervoor (Maximum) staat de hoogste waarde en in de een na laatste kolom (Minimum) staat de laagste waarde. De laagste (donkerste) waarde van de metingen in elk gebied is gekozen als maatstaf bij het bepalen van de rangorde. Er is voor deze waarde gekozen om de precieze keuze van de meetlocaties van minder invloed te laten zijn. Door een meting wat dichter bij een stad bijvoorbeeld kan een gebied opeens een hogere gemiddelde krijgen terwijl de laagste waarde minder gevoelig is voor de precieze keuze van de meetlocaties. Pagina 10
Schiermonnikoog is ook als je in de kolom gemiddeld kijkt de donkerste locatie. In de provincie Zeeland is in de gekozen rangorde Oostkapelle als het donkerste gebied eruit gekomen met een laagste waarde van 0,0 mcd/m² en regio IJzendijke als lichtste. Zou de gemiddelde waarde genomen zijn dan zou dit juist omgekeerd uitgevallen zijn met regio IJzendijke als donkerste gebied en Oostkapelle als lichtste. De gebieden liggen in Zeeland, qua mate van duisternis dus vlak bij elkaar en is de keuze minder eenduidig. Al deze 1 gebieden zijn de donkerste gebieden in hun omgeving. Ook het lichtste gebied uit de lijst van een provincie is nog steeds een relatief erg donker gebied in vergelijking met de rest van de provincie.de rangorde moet dus zeker in dat perspectief geplaatst worden. Al deze gebieden zijn donkerder dan hun omgeving en de waarde duisternis die in het volle en sterk verlichte Nederland onder druk staat, is het waard om behouden en eventueel zelfs verstrekt te worden in al de onderzochte gebieden. Deze gebieden zijn niet de 1 donkerste gebieden van Nederland. Er zijn in het noorden van Nederland waarschijnlijk grote gebieden donkerder dan de onderzochte gebieden van Zuid-Holland en Utrecht. De gekozen gebieden zijn de donkerste gebieden in hun provincie.. Pagina 11
Milicandela per vierkante meter Tabel 1 Provincie Aantal metingen 1 Schiermonnikoog 0,18 0,2 0,2 2 Hoge land Groningen 0,21 0, 0,27 Friese Waddenkust 0,2 0,28 0,26 Gaasterland 0,2 0,28 0,26 5 Ruiten-Aa Groningen 5 0,2 0,1 0,27 6 Landgoed Welna Gelderland 0,25 0,52 0,9 7 Drents-Friese Wold (Dr) Drenthe 5 0,26 0, 0,0 8 Dwingelderveld Drenthe 0,27 0,5 0,0 9 Reitdiep Groningen 0,27 0,5 0,0 10 Ellertsveld/Mantingerzand Drenthe 5 0,27 0,1 0,2 11 Drents-Friese Wold (Fr) 0,27 0, 0,1 12 Terschelling 8 0,29 2,57 0,70 1 Nationaal Landschap Noordoost Twente Overijssel 6 0,0 0,1 0, 1 Amstelmeer eo Noord-Holland 0,1 0,7 0, 15 Texel Noord-Holland 0, 0, 0,8 16 Sallandse Heuvelrug Overijssel 5 0,6 0,66 0,55 17 Afsluitdijk Noord-Holland 1 0,8 0,8 0,8 18 Vlieland 5 0,8 0,8 0,9 19 Meddo Gelderland 0,0 0,2 0,1 20 Oostkapelle Zeeland 0,0 0,97 0,69 21 Reestdal Overijssel 8 0,0 0,55 0,8 22 Zwarte Veen Gelderland 0,1 0,2 0,2 2 Schoorlse Duinen Noord-Holland 0,2 0,57 0,50 2 Kop van Schouwen Zeeland 6 0,6 0,5 0,9 25 Regio IJzendijke Zeeland 0,7 0,8 0,7 26 De Peel (NB) Noord-Brabant 5 0,57 0,75 0,66 27 Roggebotzand Flevoland 0,60 0,85 0,71 28 Maasduinen Limburg 0,60 0,7 0,65 29 Kop van Goeree Zuid-Holland 0,6 1,02 0,85 0 Tiengemeten Zuid-Holland 0,65 0,9 0,78 1 De Peel (Limb) Limburg 0,67 0,71 0,69 2 Oostvaardersplassen Flevoland 0,67,05 1,55 Meinweg Limburg 0,76 1,11 0,88 Harderbos Flevoland 0,77 0,86 0,82 5 Eilandspolder Noord-Holland 0,78 0,85 0,81 6 Loonse en Drunense Duinen Noord-Brabant 0,8 1,2 1,11 7 Gelderse vallei (Ut) Utrecht 0,9 1,5 1,18 8 Biesbosch Noord-Brabant 0,99 1,08 1,0 9 Lopikerwaard Utrecht 6 1,09 1, 1,25 0 Polder Kamerik-Mijzijde Utrecht 1,2 2,0 1,5 1 Alblasserwaard noordelijk deel Zuid-Holland 1,8 2,6 2,17 Rangorde Gebied Minimum Maximum Gemiddeld Pagina 12
Figuur De gebieden met in kleur de mate van duisternis De gebieden zijn aangegeven in drie kleuren: de donkerste met blauw, de lichtste met rood en de groene daartussen; op de achtergrond staat de kaart van satellietdata van het omhoog gestraalde licht in Nederland, gemaakt in 1996. Pagina 1
ALL SKY OPNAMEN In alle gebieden is naast metingen, ook een zogenaamde all sky opname gemaakt, behalve op de drie Waddeneilanden. Voor de provincies waar eerder onderzoek uitgevoerd is, zijn eerder gemaakte all sky foto s opgezocht. Voor het landgoed Welna bestond die niet, daarvoor is een foto ten noorden van Apeldoorn gekozen. Op de foto s is de hele hemel te zien inclusief de horizon. De opname op de voorkant van het rapport is een voorbeeld hiervan. Deze is wel enigszins bewerkt om een wat meer sprankelende afbeelding te krijgen. Over het algemeen zijn de opnamen erg donker, zoals logisch is voor de donkerste gebieden van Nederland. Ze zijn 1 steeds met dezelfde opnameparameters gemaakt zodat ze onderling goed te vergelijken zijn. Hieronder staat een opname gemaakt aan de oostkant van het eiland Tiengemeten en daaronder dezelfde foto waarbij de horizon rechtgetrokken is, met een aanduiding van de windrichtingen. Te zien is dat recht naar boven (zenit) het redelijk donker is maar dat richting horizon de hemel al lichter wordt, vooral richting Noordwesten (Rotterdam) is dat duidelijk te zien, met wat kleinere bronnen richting ZO en ZW; richting het noordoosten is het ook aan de horizon redelijk donker. 1 Alle foto s zijn gemaakt met een Nikon 800 met een FC_E9 fisheye lens, tijd 1 minuut, diafragma.1 en ruisonderdrukking aan, 100 of 00 ASA. Kleurtemperatuur 5200 graden Kelvin, met het noorden altijd aan de onderkant. Aangezien de verschillen in Nederland groot zijn wordt de ASA waarde enigszins gevarieerd. In de meest lichte gebieden zoals Zuid-Holland en Utrecht, is 100 ASA gebruikt. In de andere gebieden is 00 ASA gebruikt. Pagina 1
Z W N O Z Figuur 5 Tiengemeten oost all sky opname Hieronder in figuur 6 staan de foto s klein weergegeven op de locatie waar ze gemaakt zijn. De lijst van de all sky opnamen staat in bijlage. Figuur 6 Kaart all sky foto s Pagina 15
CONCLUSIE Er is van 1 gebieden in Nederland de hoeveelheid licht van de hemel en daarmee de mate van duisternis bepaald. Het is niet absoluut zeker dat de gekozen gebieden in alle provincies ook de donkerste drie zijn; in een aantal provincies waren er meerdere mogelijkheden. Maar deze 1 kunnen zonder twijfel gerekend worden tot de donkerste gebieden in Nederland en in hun provincie. KENMERKEN DONKERE GEBIEDEN Bijna alle gekozen gebieden zijn natuurgebieden die (toeristisch) bekend zijn, waar mensen heen gaan. Over het algemeen doen mensen dit niet s nachts (sommige gebieden zijn s nachts ook niet of nauwelijks toegankelijk). Overdag kenmerken deze gebieden zich over het algemeen door het ontbreken van menselijke cultuur. Ze kenmerken zich door de oerwaarden rust, ruimte en stilte. s Nachts komt daar nog de oerwaarde duisternis bij. Zeker s nachts zijn deze gebieden niet alleen donker maar ook stil en rustig. Dat maakt deze gebieden bijzonder, unieke stukjes min of meer ongerept landschap, waar de menselijke invloed in de vorm van licht en geluid geminimaliseerd is. Deze gebieden vormen daarmee een tegenpool van de hectische 2uurs wereld. De meest donkere gebieden in het noorden van het land (met blauw aangegeven) kenmerken zich doordat er ook aan de horizon geen oplichten van de hemel te zien is; er bevinden zich in de wijde omgeving geen grotere steden of kasgebieden, waardoor de hele hemel bijna een natuurlijk aanzien heeft. In deze gebieden komt er toch nog zoveel licht van de hemel dat je je directe omgeving nog redelijk kan zien. Je kunt iemand aan zien komen lopen, je kan aan het silhouet zien of het een man of vrouw is, maar gezichten of kleren zijn niet te onderkennen. De directe omgeving bestaat uit globale vormen van bomen, de horizon, een hek en een in de hemel spiegelende sloot. Als het helder is hangt boven dit gebied een majestueuze sterrenhemel waarin de Melkweg een duidelijk positie inneemt. De Melkweg valt in de zomer zeker op in deze gebieden als een witte band aan de hemel. De iets lichtere gebieden (met groen aangegeven) liggen vooral in Flevopolder, Overijssel, Gelderland, Limburg en Zeeland. De situatie is daar in essentie dezelfde, maar er is al wel enige detaillering bijvoorbeeld in kleren te zien; een silhouet krijgt een gezicht. Ook de Melkweg is nog steeds goed te zien, maar hier heeft deze niet meer dat overweldigende aspect zoals in de meest donkere gebieden. Tenslotte in de meest licht gevonden donkere gebieden ( met rood aangegeven) geeft de hemel zoveel licht, dat je ook mensen kunt herkennen die dicht bij je zijn. Er is nog geen kleur zichtbaar, maar enige detaillering in kleren is te zien. In alle gebieden die onderzocht zijn is de Melkweg nog te zien, maar hier wordt hij moeilijk te vinden. De Melkweg is nog net te onderscheiden ten opzichte van de rest van de sterrenhemel. De mate van duisternis bepaalt ook hoeveel sterren je kunt zien. In Schiermonnikoog met een waarde van omstreeks 0,2 mcd/m², zijn er op een onbewolkte maanloze nacht ongeveer 000 sterren te zien, terwijl dat in een gebied zoals Roggebotzand in Flevoland gedaald is naar 1600 sterren. Bijna de helft van de sterren zijn daar dus al verdwenen in de grijze hemel. In de Biesbosch zijn nog maar 600 sterren te zien. Het contrast van de zwakste sterren met de grijsheid van de hemel zorgt ervoor dat de zwakkere niet meer te zien zijn. Al de 1 gebieden zijn de donkerste gebieden in hun omgeving. Ook het lichtste gebied uit de lijst in ZuidHolland is nog steeds een relatief erg donker gebied in vergelijking met de rest van de provincie. De rangorde moet dus zeker in dat perspectief geplaatst worden. Al deze gebieden zijn donkerder dan hun omgeving en de waarde duisternis, die in het volle en sterk verlichte Nederland onder druk staat, is het waard om behouden en eventueel zelfs verstrekt te worden in al de onderzochte gebieden. Pagina 16
magnitude zenitluminantie in per vierkante mcd/m² boogseconde 0,2 21,85 0,25 21,61 0, 21,1 0, 21,10 0,5 20,86 0,6 20,66 0,7 20,9 0,8 20,5 0,9 20,22 1 20,10 1,1 20,00 1,2 19,91 1, 19,82 1, 19,7 1,5 19,66 1,6 19,59 1,7 19,5 1,8 19,6 1,9 19,1 2 19,5 grenswaarde sterren in magnitude 6,56 6, 6, 6,17 6,0 5,92 5,81 5,72 5,6 5,56 5,9 5, 5,7 5,1 5,26 5,21 5,16 5,12 5,08 5,0 geschatte aantal sterren aan de (halve) hemel 000 2900 2750 2600 200 1600 1250 950 750 600 500 50 00 75 50 15 00 280 270 260 Kolom 1: de waarde van de zenitluminantie in mcd/m². Dit is de eenheid waarin de gebieden gemeten zijn ( zie tabel 1). Kolom 2: de waarde van de zenitluminantie in een andere veelgebruikte maat: magnitude per vierkante boogseconde. De genoemde Sky Quality Meter geeft waarden in deze eenheid. Kolom : geeft aan wat de magnitude is van de sterren die nog net zichtbaar zijn. Kolom : het aantal sterren dat je kan zien. Te zien is dat de gemeten duisternis zeer grote effecten heeft op het aantal sterren dat te zien is. Op Schiermonnikoog met een waarde van omstreeks 0,2 mcd/m² zijn er dus op een onbewolkte maanloze nacht ongeveer 000 sterren te zien, terwijl dat in een gebied zoals Roggebotzand in de Flevoland met een zenitluminantie van 0,6 mcd/m² gedaald is naar 1600 sterren. Bijna de helft van de sterren zijn dus al verdwenen in de grijze hemel. In de Biesbosch is de zenitluminantie bijna 1 mcd/m², waardoor er nog maar 600 sterren te zien zijn. Het contrast van de zwakste sterren met de grijsheid van de hemel zorgt ervoor dat de zwakkere niet meer te zien zijn. Pagina 17
BIJLAGE 1 MEETMETHODE HEMELHELDERHEID Meten hoe helder de nachtelijke hemel is,is niet eenvoudig. De helderheden zijn erg laag waardoor erg gevoelige apparatuur gebruikt moet worden. Deze apparatuur is meestal alleen te gebruiken in gestandaardiseerde laboratorium condities. Bij het meten van hemel is dit nu juist niet mogelijk. Ook moet de procedure simpel zijn om binnen de gegeven tijd voldoende metingen te kunnen doen. VERANTWOORDING Een luminantiemeter is het geijkte instrument om de helderheid van objecten te meten. De meest gevoelige luminantiemeter die bestaat heeft een minimum waarde van 0,1 millicandela/m². De natuurlijke hemelhelderheid ligt volgens de literatuur tussen 0,2 en 0,25 millicandela/ m² (hangt vooral af van de zonneactiviteit). Het is duidelijk dat zelfs deze meter aan de ondergrens zit van zijn meetbereik en de fout in zijn metingen daarom relatief groot zal zijn. Verder is de hoek waaronder hij meet erg groot, n.l. graden. In het beeldveld zullen vele sterren meegenomen worden en kan er niet alleen de hemel gemeten worden. Er wordt daarom gezocht naar andere methodes. Digitale camera Luminantiemeter Deze methodes maken alle gebruik van lichtgevoelige chips die gebruikt worden in digitale fototoestellen en die na ijking gebruikt kunnen worden om kleine lichthoeveelheden te meten. De gevoeligheid van deze chips is tegenwoordig dermate hoog dat binnen een korte tijd veel signaal gemeten kan worden. Meestal wordt daarbij gekoeld tot ongeveer 0 graden onder nul om zo min mogelijk ruis te verkrijgen. Ook dit is in het vrije veld ingewikkeld. Er is in het onderzoek daarom gekozen om ongekoeld te werken. De fout is daardoor wel groter maar de apparatuur en procedure zijn veel eenvoudiger waardoor er op veel meer plaatsen binnen de beschikbare tijd gemeten kan worden. Deze methode is door Sotto le Stelle overgenomen van P. Cinzano en F. Falchi. De methode is grotendeels ontleend aan het werk van deze beroepsastronomen en de praktische uitwerking is met hen doorgenomen. (zie daarvoor de publicatie op internet beschikbaar CCD measurements of night sky brightness ). Ook is het werk dat een andere sterrenkundige J. Hollan uit Tsjechië uitgevoerd heeft naar de effecten van extinctie op de hemelhelderheid meegenomen. Zijn methode om de extinctie in sterk verlichte landen zoals Nederland te verwerken is integraal overgenomen. Zie website: Pagina 18
http://amper.ped.muni.cz/light. Deze methodiek zoals die in toegepast is wordt ook gebruikt door de astronoom Hähnel in Osnabruck om het Ruhrgebied in kaart te brengen. Bovenstaande wil niet zeggen dat hiermee het laatste woord over het meten van de hemel gezegd is. Het aantal mensen dat hiermee bezig is, is gering en ook de ontwikkeling van de meetapparatuur gaat snel. Er is dus grote kans dat de methodiek nog wel aangepast gaat worden. De data zoals die nu verzameld zijn vormen echter het best denkbare dat op dit moment uitvoerbaar is. MEETCONDITIES De hemelhelderheid verschilt al naar gelang de bewolking. Hoe lager en dichter de bewolking hoe meer licht er vanaf de wolk gereflecteerd wordt en hoe hoger de hemelhelderheid is. Om niet elke nacht verschillende waarden te krijgen kan daarom alleen gemeten wordt op heldere nachten zonder bewolking. Andere voorwaarden zijn dat de zon meer dan 18 graden onder de horizon staat (astronomische duisternis) en de maan onder de horizon staat. METINGEN Er zijn op 8 verschillende nachten in totaal 8 metingen verricht. Daarnaast is er op 27 september een meting op de afsluitdijk uitgevoerd en op een aantal verschillende nachten met andere apparatuur metingen op de Waddeneilanden Vlieland, Schiermonnikoog en Terschelling. Op elk meetpunt is de volgende procedure gevolgd: 1. Locatie is met behulp van een GPS vastgelegd; 2. Een foto van 0 seconde van het zenit gemaakt;. Een zogenaamd dark frame van 0 seconde gemaakt (hierbij wordt wel belicht, maar kan geen licht de chip bereiken door de dop op de lens te houden).. Meting met de de Sky Quality Meter Ook al was het op deze nachten onbewolkt, toch verschilt de mate waarin het licht uitgedoofd wordt door de atmosfeer. Dat heet extinctie. Elke nacht is op één locatie een zogenaamde extinctiemeting uitgevoerd waarmee de extinctie van die nacht bepaald wordt. Daarvoor wordt gecorrigeerd om de metingen van de verschillende nachten met elkaar te kunnen vergelijken. De resultaten staan in de tabel op de volgende pagina. In de laatste twee kolommen staan de resultaten van de extinctiemetingen. De waarde voor de extinctie geeft de uitdoving aan van sterren lager aan de hemel. Als een ster lager aan de horizon staat gaat het licht door een dikkere atmosfeerlaag. Als het licht een twee maal zo dikke atmosfeer doorloopt en de atmosfeer heeft een extinctie heeft van 1 dan neemt de helderheid van een ster met een 1 magnitude af. Laag aan de horizon zien we in Nederland daarom ook nooit sterren; hier gaat het sterlicht door zo n dikke laag dat we geen licht meer van de ster zien. In de meting wordt voor elke nacht deze waarde bepaald en daarmee gecorrigeerd. De varieert dus tussen 0,21 en 0, (zie een na laatste kolom). De hemel was op de nachten dus redelijk transparant met relatief weinig extinctie. In de laatste kolom betrouwbaarheid wordt aangegeven hoe betrouwbaar deze meting was: een betrouwbaar van 1 als absoluut zeker en van 0 erg onzeker. De waarden liggen allemaal rond de 0,70 en 0,80. Dat wijst op een grote betrouwbaarheid. De nachten zoals ook te zien is in kolom twee kenmerkten zich in het algemeen door een rustig en stabiel karakter. Alleen de nacht op Tiengemeten was van mindere kwaliteit. Hier was er zo weinig atmosferische menging zoals aan de vliegtuigsporen te zien was dat er lagen in de atmosfeer Pagina 19
ontstonden met verschillende concentraties nevel en stofdeeltjes. Hierdoor kon er geen eenduidige waarde van de extinctie gevonden worden. Voor die nacht is er een standaard atmosfeer extinctie genomen van 0, magnitude/airmass. Nacht Datum Nacht 1 Drenthe 16 op 17 augustus 2009 Nacht 2 Groningen Aantal metingen Extinctie Betrouwb aarheid Kwaliteit ( magnitude per airmass) 9 1 graad, weinig wind, rustige nacht, enige vorm van grondmist vorming Eerst standaard extinctie 0,5 R² = 0,7 17 op 18 augustus 2009 8 0,0 R² = 0,8 Nacht Groningen/D renthe en Limburg Nacht en Flevoland Nacht 5 Tiengemete n 18 op 19 augustus 2009 19 1 graad, weinig wind, rustige nacht, bij Waddenzee enige wolkenvorming, later weer volledig helder Goed; redelijke extinctie en goede betrouwbaarheid 10 graad, weinig wind, rustige nacht, volledig onbewolkt, geen mist 0,27 R² = 0,81 Nacht 6 NoordBrabant Nacht 7 NoordHolland Nacht 8 Biesbosch R² = 0,81 19 op 20 augustus 2009 22 20 graad, weinig wind, rustige nacht, eerst enige wolkjes, later volledig onbewolkt, geen mist 20 graad, weinig wind, rustige nacht, vliegtuigsporen bleven uren hangen 0,22 0, 2 op 2 augustus 2009 1 op 1 september 2009 18 op 19 september 2009 22 op 2 september 2009 R² = 0,87 9 15 graad, weinig wind, rustige nacht, enige lagere slierten 0,21 R² = 0,82 9 11 graden. Kraakhelder 0,1 R² = 0,86 15 graad, weinig wind, rustige nacht, geen zichtbare bewolking 0,2 R² = 0,66 R² = 0,70 Geen extinctie kunnen meten VERWERKING Alle foto s zijn omgezet tot een fit file (softwareprogramma Iris). Dit is het gebruikelijke formaat voor astronomische waarnemingen. Alle metingen werden gekalibreerd met de dark frame gemaakt op dezelfde locatie en met flatframes (software programma AIP). Hiermee worden de fouten zoals ruis, vignettering van het toestel zoveel mogelijk opgeheven. In het middelste deel van de foto werden 6 stukken van 15 bij 15 pixels uitgekozen waar geen sterren te zien waren en de mean of the median half werd bepaald. Deze maat wordt beschouwd als de meest geschikte manier om de pixelvalue van de hemel te verkrijgen. Er is in de foto s namelijk een grote signal to noise ratio Pagina 20
en met deze methode wordt alleen het middelste deel van de pixels meegenomen en daar weer het gemiddelde van bepaald. De gevonden pixelvalue werd via een Excel tabel omgezet in magnitudes. Tevens werd van elke nacht de extinctie bepaald aan de hand van de foto s genomen met de extinctiemeting. De extinctie op de nachten verschilde tussen 0,21 en 0,1 magnitude per airmass. Om de meetresultaten van de verschillende nachten te kunnen vergelijken en samen te kunnen presenteren, zijn de gemeten magnitudes van de hemel geschaald op een heldere nacht met een extinctie van 0,. Dit is ook de internationaal gehanteerde norm, ook gebruikt bijvoorbeeld bij de wereldatlas van de hemelhelderheid. Tenslotte zijn precies dezelfde metingen uitgevoerd in de provincies Gelderland, Zeeland, Overijssel, ZuidHolland en Utrecht en ook van Texel opgezocht en de resultaten op precies delfde manier behandeld als de nu uitgevoerde metingen. Dit waren in totaal 6 metingen. NAUWKEURIGHEID De waardes zoals die gemeten zijn, zijn nauwkeuriger dan de waardes verkregen via de satelliet. Echter ook binnen deze metingen is een zekere mate van onzekerheid. De twee belangrijkste is het aandeel van de ruis in de opnames en de verschillende atmosferische condities. De ruis bij lange belichtingstijd van 0 seconden en de lage pixelwaarde is aanzienlijk. Door de waarde van vele pixels te middelen wordt deze fout tot aanvaardbare proporties terug gebracht. De metingen worden op verschillende nachten uitgevoerd. Elke nacht heeft verschillende atmosferische condities waardoor het licht op verschillende manier verstrooid wordt. Er wordt een eerste correctie uitgevoerd door elke nacht een extinctiemeting uit te voeren, wat een maat is voor de mate van transparantie van de atmosfeer. Echter dit is een eerste benadering en de onzekerheid hierin is nog aanzienlijk. Het is moeilijk het aandeel van elk van deze onzekerheden te schatten om een totale analyse van de onzekerheid te maken. Er wordt geschat dat de totale onzekerheid minder is dan 10%. Dat betekent dat als de gemeten hemelhelderheid 1,5 mcd/m² is, dat de werkelijke waarde zeer waarschijnlijk ligt tussen 1,5 en 1,65 mcd/m². Pagina 21
BIJLAGE 2 LIJST VAN ALLE GEBIEDEN Gebied Provincie Drents-Friese Wold (Dr) Drenthe Dwingelderveld Drenthe Ellertsveld/Mantingerzand Drenthe Roggebotzand Flevoland Oostvaardersplassen Flevoland Harderbos Flevoland Schiermonnikoog Friese Waddenkust Gaasterland Drents-Friese Wold (Fr) Terschelling Vlieland Landgoed Welna Gelderland Meddo Gelderland Zwarte Veen Gelderland Hoge land Groningen Ruiten-Aa Groningen Reitdiep Groningen Maasduinen Limburg De Peel (Limb) Limburg Meinweg Limburg De Peel (NB) Noord-Brabant Loonse en Drunense Duinen Noord-Brabant Biesbosch Noord-Brabant Amstelmeer eo Noord-Holland Texel Noord-Holland Afsluitdijk Noord-Holland Bergense Duinen Noord-Holland Eilandspolder Noord-Holland Nationaal Landschap Noordoost Twente Overijssel Sallandse Heuvelrug Overijssel Reestdal Overijssel Gelderse vallei (Ut) Utrecht Lopikerwaard Utrecht Polder Kamerik-Mijzijde Utrecht Oostkapelle Zeeland Kop van Schouwen Zeeland Regio IJzendijke Zeeland Kop van Goeree Zuid-Holland Tiengemeten Zuid-Holland Alblasserwaard noordelijk deel Zuid-Holland Pagina 22
BIJLAGE LIJST VAN ALL SKY OPNAMEN Naam foto Gebied Tijdstip van opname Breedte Lengte Almere Oostvaardersplassen 20-8-2009 1:16 52, 2' 2.99"N 5, 19' 1.58"E Arnerveen Reestdal -2-2008 2:12 52, 8' 12.578"N 6, 8' 16.966"E Asenray Meinweg 19-8-2009 0:2 51, 11'.072"N 6, ' 58.60"E Biesbosch zuid west Biesbosch 22-9-2009 2:5 51, ' 55.056"N, ' 17.9196"E Cabouw Lopikerwaard 26-9-2008 2:7 26-9-2008 2:7, 55' 2.688"E Camperduin Bergense Duinen 18-9-2009 2:15 52, 2' 50.68"N, 8' 0.5996"E Dwingelder heide Dwingelderveld 17-8-2009 0:52 52, 8' 59.295"N 6, 25' 0.12816"E Elburg Roggebotzand 19-8-2009 2:27 52, 0' 5.798"N 5, 51' 9.56"E Emminkhuizen 2-10-2008 0:17 2-10-2008 0:17 5, 2' 2.972"E Fransekade Gelderse vallei (Ut) Alblasserwaard noordelijk deel 18-12-2007 6:9 51, 58' 6.8"N, 9' 7.56"E Frederiksoord Drents-Friese Wold (Dr) 16-8-2009 22: 52, 9' 26.18"N 6, 10' 27.591"E Gasselte Ellertsveld/Mantingerzand 19-8-2009 0:7 52, 58' 8.060"N 6, 6' 15.609"E Graft Eilandspolder 19-9-2009 1:19 52, 2' 5.8772"N, 9' 50.1852"E Griendstveen De Peel (Limb) 1-9-2009 21:8 51, 26' 0.2"N 5, 5' 25.8156"E Groeneweg Kop van Goeree 11-2-2008 1:02 51, 8' 9.59"N, 52' 1.81"E Hemelum Gaasterland 19-8-2009 22:59 52, 5'.60272"N 5, 27' 22.807"E Holterberg Sallandse Heuvelrug 1--2008 20:56 52, 19' 15.858"N 6, 2' 1.70"E Holwerd Friese Waddenkust 20-8-2009 0:56 5, 22' 6.57"N 5, 5' 27.298"E Houwerzijl Reitdiep 17-8-2009 22:28 5, 20' 8.856"N 6, 19' 56.0815"E Kaatsheuvel Loonse en Drunense Duinen 1-9-2009 0:06 51, 9' 22.28"N 5, ' 56.1072"E Liessel 1-9-2009 21:5 51, 25' 8.892"N 5, 51'.97"E Oostmarsum De Peel (NB) Nationaal Landschap Noordoost Twente 7-2-2008 :15 52, 2' 0.9055"N 6, 56' 0.1071"E Oude Willem Drents-Friese Wold (Fr) 20-8-2009 2:25 52, 5' 58.89"N 6, 21'.128"E Sellingen Ruiten-Aa 18-8-2009 2:9 52, 57' 5.7281"N 7, 7' 26.2097"E Slootdorp Amstelmeer eo 19-9-2009 0:16 52, 9' 56.0892"N, 59' 21.57"E Sternweg Harderbos 19-8-2009 22:58 52, 2' 6.0168"N 5, 5' 8.5908"E Tiengemeten Tiengemeten 2-8-2009 2:52 51, ' 9.7152"N, 19' 6.5676"E Waddenzee Hoge land 18-8-2009 1:07 5, 26' 7.1165"N 6, 0' 2.6277"E Apeldoorn.TIF Burgh_Haamstede. TIF Veluwe 1-9-2007 2:21 52, 1' 1.86"N 6, 0' 11.121"E Kop van Schouwen 2-1-2005 1:16 51, 1' 52.77"N, 5' 15.86"E De Heume.TIF Zwarte Veen 1-10-2007 2:0 52, ' 1.7652"N 6, 2' 25.8299"E Hollandseweg.tif Texel 20--2007 21:1 5, 8' 6.8828"N, 52' 7.888"E Hummel.TIF Meddo 1-10-2007 0:56 52, 0' 0.799"N 6, 6'.79"E IJzendijke.tif Regio IJzendijke 1-2-2005 0:20 51, 19' 5.066"N, ' 28.218"E Oost Kapelle.TIF Kop van Schouwen 29-1-2005 21:9 51, ' 6.2981"N, 2'.0096"E Pagina 2