Az ELTE tudományos sajtóklubja rendezvényén Barta András ismertette azt a világon jelenleg egyedülálló készüléket is, melynek prototípusát az égbolt felhőzöttségének mérésére fejlesztettek ki kétéves munkával.

A meteorológiai állomásokon szinte minden mérést lehet automatizálni, a felhőzöttség mértékét azonban ma még szubjektív módon állapítják meg. Ez azt jelenti, hogy az égre felnézve eldöntik, hány nyolcadát borítják felhők. A fotometrikus módszerrel, amely a fénykép színeit hasonlítja össze, a felhőket színtelennek, a tiszta eget kéknek ábrázolják. Ennek bizonytalansága azonban 33 százalék.

© sxc.hu

A polarimetrikus felhőészleléssel, mellyel az égbolt polarizációját és annak irányát mérik, ezt a bizonytalanságot 21 százalékra sikerült csökkenteniük a fejlesztőknek. Felhődetektorukkal ennél is jobb eredményt értek el. Ebben a kétféle módszert együtt alkalmazva az észlelés bizonytalansága mindössze 15 százalék, ráadásul teljesen automatizálható.

A készüléket egy fényképezőgép, polárszűrők, halszemoptika és a számítógépes háttér alkotja. Az adatok feldolgozását saját szoftverük segíti. A fejlesztéshez állami kutatási és uniós támogatást kapott az erre alakult cég. A további kutatási együttműködésben az Országos Meteorológiai Szolgálattal és a hamburgi Max Planck Meteorológiai Intézettel dolgoznak együtt a magyar kutatók. Reményeik szerint ezzel automatizálhatóvá, egyúttal megbízhatóvá teszik a felhőészlelést a meteorológiai állomásokon.

Az Optikai Laboratórium alapkutatást és fejlesztéseket is folytat az égbolt polarizációjának mérési lehetőségeivel kapcsolatban. A téma természettudományos alapja, hogy a fénynek nemcsak intenzitása és színe van, de polarizációja is. Ez utóbbit az emberi szem, a többi emlőséhez hasonlóan, nem érzékeli. Amikor azonban veszünk egy divatos polárszűrős napszemüveget, és kezünkben forgatva azt látjuk, hol elsötétedik, hol kivilágosodnak lencséi, a fénynek éppen ezt a tulajdonságát használjuk.

A polarimetrikus navigáció az égbolt polarizációs iránya alapján való tájékozódást jelenti. Számos állat érzékeny a fény polarizációjára: rovarok, hüllők, halak és madarak. Ezzel a módszerrel tájékozódnak, így találnak vissza kaptárukba a méhek is, ha az égbolton legalább egy kis felhőmentes rész található. Polarizációs hangya- és bögölycsapdák is készíthetők érzékenységükre alapozva - mondta Horváth Gábor fizikus.

Horváth korábban Tunéziában a sivatagi hangyák, 2005-ben az északi sarkvidéken a hantmadár (Oenanthe oenanthe) navigációját vizsgálta. Feltételezések szerint a viking navigátorok úgynevezett napkövet használtak iránytűként. A napkő a skandináv régióban gyakori kettőstörő kristály, például kordierit, turmalin vagy kalcit lehetett. Egy ilyen, a szemünk előtt ide-oda forgatott kristálydarabkán át nézve az eget, az periodikusan kifényesedik és elsötétül, hasonlóan a polárszűrős napszemüveg lencséjéhez.Ha a viking navigátor a napkövet napsütésben úgy állította be, hogy azon át nézve az égbolt egy adott része a legfényesebb legyen, s ekkor a Nap felé mutató egyenes karcolást ejtett a kristályon, akkor ezzel kalibrálta is a napkövet.

Ennek segítségével később a felhő által takart Nap iránya is meghatározható. Nem kell mást tenni, mint az égbolt egy tiszta, felhőmentes, kék foltját nézni a napkövön át, s addig forgatni azt, míg az égbolt a legfényesebbnek látszik. Ekkor a napkövön lévő karcolás a takart Nap felé mutat.

Ködös, borult, teljesen felhőzött időben a viking hajós két napkőbe vésett karcolásokon átmenő, s azzal párhuzamos két éggömbi főkör metszéspontját becsülte meg. Ez adta meg a nem látható Nap helyét. Végül a Nap helyének ismeretében a viking napórával meg lehetett állapítani a földrajzi északi irányt - állapították meg Horváth Gábor és munkatársai és az ELTE Biooptika Laboratóriumában.

További laboratóriumi pszichofizikai méréseket terveznek arra, hogy a polarimetrikus navigáció hibaforrásait megállapítsák. A kísérleti alanyok "napköveket" forgatnak majd a legvilágosabb állapotig. Ezzel az égboltfény rezgéssíkját határozzák meg. Eztán az éggömb-szimulátorban reprodukálják az egykori viking hajós feladatát.

A kutatók a kísérleti adatokból először meghatározzák a viking navigáció lépéseinek pontosságát leíró hibafüggvényeket. Eztán számítógépes modellezéssel becsülik meg, hogy különböző meteorológiai helyzetekben a polarimetrikus módszerrel mennyire pontosan állapítható meg a földrajzi északi irány. A kutatási eredmények alapján további gyakorlati fejlesztések is várhatók az Optikai Laboratóriumból.