هدف از این تحقیق، بررسی نرخ تاریک شدن آسمان در مناطق مختلف و تأثیر آن در مدل سازی بهینه پارامترهای رصد رؤیت هلال ماه و تعیین بهترین زمان رؤیت آن است. برای این منظور، از 268 گزارش رصدی معتبر نجومی 20 سال اخیر (از 1379 تا 1400 خورشیدی) از نقاط مختلف ایران، برای مدل سازی پیش بینی بهترین زمان رؤیت هلال ماه استفاده گردید. مدل های پیشنهادی، علاوه بر اینکه داده های 20 ساله را برای تأمین کلیه فرکانس های مؤثر جزر و مدی ماه (حداقل دوره تناوب حرکت نوتیشن ماه برابر با 18/61 سال) مورد بررسی قرار داده است، بلکه برای بهبود تعیین زمان انتظار، در کنار استفاده از پارامترهای تغییر روشنایی آسمان (نظیر مدت زمان اختفاء محلی خورشید و نرخ تاریک شدن محل)، اثر فاصله ماه تا زمین و زاویه ارتفاعی ماه از خورشید را نیز دخالت داده است. عامل تاریک شدن محلی آسمان ناشی از عوامل مختلف نظیر تغییرات عرض ژئودتیک، به طور جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، مدل های پیشنهادی با استفاده از گزارشات رصدی طبقه بندی شده، با کمترین خطا مدل سازی گردیده که می تواند برخلاف تحقیقات قبلی، زمان رؤیت هلال ماه را در حضور خورشید (در زمان روزگاه) نیز پیش بینی نماید. در گام اول، همبستگی آماری بین مدت زمان انتظار هر رصد با پارامترهای مؤثر در رؤیت پذیری هلال ماه مورد بررسی قرار گرفت. سپس، پارامترهایی با بالاترین وابستگی به عنوان کمیت های اصلی، برای مدل سازی زمان بهینه انتظار انتخاب شدند. در ادامه، 17 مدل خطی چندجمله ای مختلف با تعداد 2، 3، 4 و 5 پارامتر طراحی و مورد بررسی قرار گرفتند و ضرایب دو مدل نهایی ) مدل دو و پنج پارامتری ( به عنوان مدل پیشنهادی، با استفاده از روش برآورد کمترین مربعات حاصل شدند. مدل ها، به ترتیب برای رصدهایی با فواصل حضیض مدار ماه (فاصله کمتر از 375 هزار کیلومتر) و برای رصدهایی با فواصل اوج مدار ماه (فاصله بیشتر از 390 هزار کیلومتر) به طور جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مدل 5 پارامتری نشان داد در این دو حالت به ترتیب، دارای خطای مربعی متوسط 3/6 دقیقه و 4/0 دقیقه برای پیش بینی بهترین زمان رؤیت هلال ماه هستند. همچنین نتایج نشان داد، با توجه به تغییرات جدایی زاویه ای ماه از خورشید (10 تا 20 درجه) و اختلاف ارتفاع ماه از خورشید (5 تا 20 درجه)، مدت زمان انتظار رؤیت هلال ماه از 32 دقیقه بعد از غروب خورشید تا 12 دقیقه زودتر از غروب خورشید، به دست آمده است. نتایج بیانگر این بود که با افزایش نرخ تاریک شدن آسمان، مدت زمان انتظار رؤیت هلال ماه کاهش می یابد. به عبارتی، هلال ماه در نیمه شمالی کشور زودتر از نیمه جنوبی کشور دیده می شود.