अंतरिक्ष से प्रकाश प्रदूषण (light pollution) देखना: SkyQI के मानचित्र को सैटेलाइट डेटा कैसे शक्ति देता है

हर रात, एक NASA सैटेलाइट पृथ्वी की कृत्रिम रोशनी की तस्वीरें लेता है। यहाँ बताया गया है कि वह डेटा हमें वास्तव में क्या बताता है — और SkyQI इसे आपकी स्क्रीन पर कैसे दिखाता है।

जब आप SkyQI का प्रकाश प्रदूषण (light pollution) मानचित्र खोलते हैं और सैटेलाइट ओवरले चालू करते हैं, तो आप अपने सिर से 824 किलोमीटर ऊपर से एकत्र किए गए डेटा को देख रहे होते हैं। VIIRS नामक एक सेंसर, जो एक सैटेलाइट पर लगा है जो दिन में 14 बार पृथ्वी का चक्कर लगाता है, मापता है कि ग्रह पर भूमि के हर हिस्से से कितनी कृत्रिम रोशनी ऊपर की ओर निकलती है।

यह कोई तस्वीर नहीं है। यह एक सटीक माप है — और यह क्या मापता है, यह समझना रात के आकाश के बारे में आपकी सोच को बदल देता है।

VIIRS क्या है?

VIIRS का अर्थ है Visible Infrared Imaging Radiometer Suite। यह NASA और NOAA के Suomi NPP और JPSS सैटेलाइटों पर लगा एक सेंसर है, और इसमें एक खास खूबी है: एक Day/Night Band (DNB) जो बेहद धुंधली रोशनी का पता लगा सकता है — यहाँ तक कि बादलों को रोशन करने वाले चौथाई चंद्रमा के स्तर तक की रोशनी का भी।

हर रात, जैसे ही सैटेलाइट पृथ्वी के हर हिस्से के ऊपर से गुजरता है, DNB रिकॉर्ड करता है कि सतह से कितनी रोशनी ऊपर की ओर विकीर्ण हो रही है। वैज्ञानिक फिर इन रात्रिकालीन पासों को मासिक और वार्षिक कंपोजिट में संकलित करते हैं, जिसमें चाँदनी, बादल, आग और अन्य क्षणिक स्रोतों को फ़िल्टर किया जाता है।

परिणाम: पूरे ग्रह पर लगातार कृत्रिम रोशनी का एक स्पष्ट मानचित्र। मासिक रूप से अपडेट किया जाता है।

VIIRS के बारे में मुख्य तथ्य:

• Spatial resolution: ~750 मीटर प्रति पिक्सेल (प्रत्येक माप लगभग 15 arc-seconds अक्षांश और देशांतर को कवर करता है)
• Sensitivity: 0.1 nW/cm²/sr जितनी कम radiance का पता लगा सकता है — ग्रामीण गाँवों का मानचित्रण करने के लिए पर्याप्त धुंधला।
• Coverage: वैश्विक, ध्रुव से ध्रुव तक, हर रात
• Archive: 2012 से वर्तमान तक डेटा उपलब्ध, जिससे ट्रेंड विश्लेषण संभव होता है

संख्या का क्या अर्थ है?

कच्चा माप radiance है, जिसे nanowatts per square centimeter per steradian (nW/cm²/sr) में व्यक्त किया जाता है। यह एक लंबा शब्द है, तो आइए इसे तोड़कर समझते हैं:

• Nanowatts — एक वाट का एक अरबवाँ हिस्सा। एक शहर के ब्लॉक से ऊपर की ओर निकलने वाली रोशनी पूर्ण रूप से बहुत कम होती है, लेकिन VIIRS इसे मापने के लिए पर्याप्त संवेदनशील है।
• Per square centimeter — क्षेत्र के अनुसार सामान्यीकृत, ताकि पिक्सेल आकार की परवाह किए बिना माप तुलनीय हों।
• Per steradian — अवलोकन के कोण के अनुसार सामान्यीकृत, सैटेलाइट की देखने की ज्यामिति को ध्यान में रखते हुए।

सरल शब्दों में: उच्च radiance = अधिक रोशनी ऊपर की ओर निकलना = बदतर प्रकाश प्रदूषण।

यहाँ बताया गया है कि संख्याएँ व्यवहार में कैसी दिखती हैं:

सैटेलाइट से आपकी स्क्रीन तक: रूपांतरण पाइपलाइन

कच्ची radiance वैज्ञानिकों के लिए उपयोगी है, लेकिन अधिकांश लोग रात के आकाश के बारे में उन शब्दों में सोचते हैं जिनसे वे संबंधित हो सकते हैं: "क्या मैं आकाशगंगा देख सकता हूँ?" या "कितने तारे दिखाई दे रहे हैं?" SkyQI सैटेलाइट डेटा को तीन-चरणीय पाइपलाइन के माध्यम से परिवर्तित करता है:

चरण 1: Radiance → SQM

SQM (Sky Quality Meter) आकाश की चमक के लिए मानक इकाई है, जिसे magnitudes per square arcsecond में मापा जाता है। उच्च SQM = गहरा आकाश।

यह रूपांतरण Falchi et al. (2016) के मूलभूत कार्य पर आधारित एक लॉगरिदमिक संबंध का उपयोग करता है, जिन्होंने New World Atlas of Artificial Night Sky Brightness बनाया था। मुख्य अंतर्दृष्टि: ऊपर की ओर प्रकाश उत्सर्जन और आकाश की चमक के बीच का संबंध रैखिक नहीं है — radiance को दोगुना करने से आकाश की गुणवत्ता आधी नहीं होती, क्योंकि प्रकाश वायुमंडल में जटिल तरीकों से बिखरता है।

SkyQI के रूपांतरण मानचित्र:

• बहुत कम radiance (< 0.5) → SQM 22.0 (प्राकृतिक आकाश पृष्ठभूमि)
• कम radiance (0.5–2) → SQM 21.0–21.5 (गहरा ग्रामीण आकाश)
• मध्यम radiance (2–10) → SQM 19.5–21.0 (ग्रामीण से उपनगरीय)
• उच्च radiance (10–50) → SQM 18.0–19.5 (उपनगरीय से शहरी)
• बहुत उच्च radiance (50+) → SQM 15.0–18.0 (शहर का आकाश)

चरण 2: SQM → Bortle Scale

Bortle Dark-Sky Scale (जिसे शौकिया खगोलशास्त्री John Bortle ने 2001 में बनाया था) एक सहज 1 से 9 वर्गीकरण प्रदान करता है:

चरण 3: दृश्यमान तारे (NELM)

अंत में, SkyQI Naked Eye Limiting Magnitude (NELM) का अनुमान लगाता है — सबसे धुंधला तारा जिसे आप अपनी आँखों से देख सकते हैं। एक बेदाग जगह से, यह लगभग magnitude 7.5 होता है (पूरे आकाश में लगभग 14,000 तारे)। एक भारतीय मेट्रो से, यह magnitude 3–4 तक गिर जाता है (शायद 50 दृश्यमान तारे)।

सूत्र सीधा है: NELM ≈ (SQM − 11) / 2, जो 3.0 और 7.5 के बीच सीमित है।

मानचित्र ओवरले कैसे काम करता है

जब आप SkyQI का प्रकाश प्रदूषण मानचित्र देखते हैं, तो सैटेलाइट परत आपके ज़ूम स्तर के अनुकूल हो जाती है:

ज़ूम आउट (पूरा भारत): सर्वर हजारों डेटा बिंदुओं को बड़े सेल (~25 किमी वर्ग) में एकत्रित करता है, प्रत्येक सेल के भीतर radiance का औसत निकालता है। यह आपको बड़ी तस्वीर देता है — Indo-Gangetic Plain का चमकीला गलियारा, Ladakh और Western Ghats के अँधेरे पॉकेट, तटीय शहरों की चमक।

ज़ूम इन (एकल शहर): रिज़ॉल्यूशन ~1 किमी सेल तक बढ़ जाता है, जो पड़ोस-स्तर की भिन्नता दिखाता है। आप देख सकते हैं कि एक राजमार्ग गलियारा उसके बगल के आवासीय ब्लॉकों की तुलना में कैसे अधिक चमकीला है, या कैसे एक पार्क शहरी क्षेत्र के भीतर एक छोटा अँधेरा पॉकेट बनाता है।

रंग कोड:

• 🔵 गहरा नीला → Bortle 1–2 (बेदाग)
• 🟢 हरा → Bortle 3–4 (ग्रामीण)
• 🟡 पीला → Bortle 5 (उपनगरीय)
• 🟠 नारंगी → Bortle 6–7 (चमकीला उपनगरीय से शहरी)
• 🔴 लाल → Bortle 8–9 (शहर से आंतरिक शहर)

आप नीचे के बेस मैप को देखने के लिए ओवरले अपारदर्शिता को समायोजित कर सकते हैं, और सटीक radiance, SQM, Bortle क्लास और NELM अनुमान प्राप्त करने के लिए किसी भी बिंदु पर क्लिक कर सकते हैं।

सैटेलाइट बनाम स्मार्टफोन: दो पूरक दृश्य

VIIRS और SkyQI का फोटो विश्लेषण अलग-अलग चीजों को मापता है:

यही कारण है कि SkyQI दोनों का उपयोग करता है। सैटेलाइट ओवरले आपको व्यापक तस्वीर देता है: "यह क्षेत्र शायद Bortle 5 है।" आपका स्मार्टफोन माप कहता है: "वास्तव में, इस विशिष्ट पहाड़ी की चोटी से, शहर से दूर देखते हुए, आज रात यह Bortle 4 है।"

जब दोनों सहमत होते हैं, तो आप आकलन पर भरोसा कर सकते हैं। जब वे असहमत होते हैं, तो इसका आमतौर पर मतलब होता है कि स्थानीय परिस्थितियाँ (भू-भाग परिरक्षण, हाल का मौसम, मौसमी धुंध) क्षेत्रीय औसत से भिन्न एक सूक्ष्म-वातावरण बना रही हैं।

VIIRS क्या नहीं देख सकता

सैटेलाइट डेटा की वास्तविक सीमाएँ हैं जिन्हें समझना महत्वपूर्ण है:

परिरक्षित प्रकाश दर्ज नहीं होता। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई स्ट्रीटलाइट जो अपनी सारी रोशनी नीचे की ओर इंगित करती है, ऊपर की ओर लगभग कुछ भी उत्सर्जित नहीं करती — VIIRS उसे नहीं देख सकता। इसका मतलब है कि एक शहर जो परिरक्षित फिक्स्चर में अपग्रेड करता है, वह सैटेलाइट मानचित्रों पर कम radiance दिखा सकता है, जबकि अभी भी महत्वपूर्ण जमीनी-स्तर पर प्रकाश अतिक्रमण हो सकता है।

वायुमंडलीय प्रकीर्णन ऊपर से अदृश्य है। नमी, धूल या प्रदूषण से बिखरने वाला प्रकाश "sky glow" बनाता है — वह नारंगी गुंबद जिसे आप रात में शहरों के ऊपर देखते हैं। यह प्रकीर्णन सैटेलाइट के नीचे होता है, इसलिए VIIRS इसके प्रभाव को कम आंकता है। Rajasthan में एक सूखी रात और Kerala में एक आर्द्र रात, समान radiance के साथ, जमीनी स्तर पर बहुत अलग आकाश गुणवत्ता उत्पन्न करेंगी।

रिज़ॉल्यूशन विवरणों को छोड़ देता है। 750 मीटर प्रति पिक्सेल पर, एक अकेला चमकीला स्टेडियम पूरे पड़ोस के लिए रीडिंग पर हावी हो सकता है। उसके बगल का अँधेरा पार्क एक अलग माप के रूप में दिखाई नहीं देगा।

समय का औसत चरम सीमाओं को सुचारू करता है। मासिक कंपोजिट हर स्पष्ट रात को एक साथ मिलाते हैं। बिजली कटौती के बाद की असाधारण रूप से अँधेरी रात और हजार अतिरिक्त रोशनी वाली त्योहार की रात दोनों औसत में गायब हो जाती हैं।

ये सीमाएँ ठीक यही कारण हैं कि जमीनी-स्तर के माप महत्वपूर्ण हैं — और क्यों आपके SkyQI अपलोड मूल्यवान हैं, भले ही सैटेलाइट डेटा पहले से मौजूद हो।

सैटेलाइट की आँखों से भारत

SkyQI वर्तमान में भारत को कवर करने वाले 2,900 से अधिक VIIRS ग्रिड बिंदुओं को संसाधित करता है। डेटा में कुछ पैटर्न सामने आते हैं:

Indo-Gangetic Corridor — Amritsar से Patna तक, Bortle 6+ प्रकाश प्रदूषण की लगभग अटूट पट्टी उत्तरी भारत में फैली हुई है। व्यक्तिगत शहर आपस में मिल रहे हैं। उनके बीच के अँधेरे अंतराल हर साल सिकुड़ते जा रहे हैं।

तटीय एकाग्रता — Mumbai से Goa तक भारत का पश्चिमी तट और Chennai से Visakhapatnam तक पूर्वी तट तटरेखा के किनारे लगातार रोशनी दिखाते हैं। मछली पकड़ने वाले बंदरगाह, जो मछलियों को आकर्षित करने के लिए उच्च-तीव्रता वाली रोशनी का उपयोग करते हैं, असमान रूप से योगदान करते हैं।

Himalayan Gradient — मैदानों से उत्तर की ओर पहाड़ियों में जाएँ और radiance तेजी से गिरती है। तलहटी के 100 किमी के भीतर, आप Bortle 7 से Bortle 3 तक जा सकते हैं। यह तीव्र ढाल Himalayan तलहटी को भारत की शहरी आबादी के लिए सबसे सुलभ अँधेरे आकाश स्थलों में से एक बनाती है।

द्वीप का अँधेरा — Andaman और Lakshadweep द्वीप भारत में सबसे कम radiance मानों में से हैं, जो Ladakh को टक्कर देते हैं। लेकिन वे समुद्री वातावरण हैं, इसलिए वायुमंडलीय स्थितियाँ (नमी, नमक की धुंध) वास्तविक आकाश गुणवत्ता को उस स्तर से नीचे कर सकती हैं जो सैटेलाइट भविष्यवाणी करता है।

इसे स्वयं आजमाएँ

SkyQI का प्रकाश प्रदूषण मानचित्र खोलें, सैटेलाइट ओवरले चालू करें, और अन्वेषण करें। अपना घर, अपनी पसंदीदा यात्रा गंतव्य, या वह कैंपिंग स्पॉट देखें जिस पर आप विचार कर रहे थे।

फिर आज रात अपना फोन बाहर ले जाएँ, आकाश की एक तस्वीर अपलोड करें, और देखें कि जमीनी-स्तर का माप सैटेलाइट की भविष्यवाणी से कैसे तुलना करता है।

आपकी हर अपलोड की गई तस्वीर मानचित्र को अधिक सटीक बनाती है।

SkyQI द्वारा उपयोग किया जाने वाला VIIRS Day/Night Band डेटा NASA के Earth Observation Group द्वारा निर्मित है और अनुसंधान तथा सार्वजनिक उपयोग के लिए स्वतंत्र रूप से उपलब्ध है।