Quanto e’ stellata la notte?
Monitoraggio della brillanza
del cielo notturno
a Roma e nel Lazio
Prof. Roberto Nesci, Dip. Di Fisica, Universita’ La Sapienza
27/09/2009
R. Nesci, UAI Padova
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Obiettivi
dell’esperienza
1. Familiarizzare gli studenti col cielo tramite attivita’
pratiche;
2. Far partecipare gli studenti ad una VERA attivita’
di rilevamento di dati scientifici;
3. Favorire contatti tra studenti di scuole diverse;
4. Sensibilizzare gli studenti agli argomenti della
migliore illuminazione e del risparmio energetico.
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1. Familiarizzarsi col cielo
Imparare ad orientarsi
Riconoscere alcune costellazioni
Apprezzare le differenze di luminosita’ delle stelle
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La costellazione di Orione dietro l’antenna della RAI
a
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Carta stellare della costellazione di Orione
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2. Raccogliere dati scientifici
Identificare la stella piu’ debole visibile a occhio
nudo in alcune costellazioni assegnate,
rispettando una procedura definita, durante tutto
l’inverno
Inserire i dati in un archivio collettivo
Trasformare i dati raccolti in un rapporto finale
Confrontare i loro risultati con dati di letteratura
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3. Favorire contatti
Si e’ scelto di utilizzare una pagina web, strumento al quale i
ragazzi sono abituati, per realizzare la condivisione in tempo
reale delle osservazioni ottenute da punti molto distanti
Si e’ attivato un Forum, anche esso strumento familiare ai
ragazzi, per favorire lo scambio di informazioni e l’instaurarsi di
rapporti, anche personali
Ogni scuola poteva utilizzare TUTTI i dati interpretandoli in un
rapporto finale. Lo scambio di questo materiale interpretativo
poteva costituire una ulteriore occasione di dialogo con le altre
scuole
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Pagina iniziale del sito del progetto: quanto e’ stellata la notte?
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4. Sensibilizzazione alle modalita’ di
illuminazione e al risparmio energetico
Constatare con l’osservazione diretta del cielo il problema della
illuminazione notturna
Verificare, confrontando luoghi di osservazione diversi, quanto le
condizioni di illuminazione influiscano sulla visibilita’ di cio’ che
vogliono vedere
Trovare il modo di schermarsi dalle luci fastidiose, e quindi
acquisire esperienza pratica
Verificare l’importanza dell’orientamento delle fonti luminose ai fini
della sicurezza e della vita pratica, oltre che della fruizione del cielo
Acquisire sensibilita’ su come illuminare nel modo migliore
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Inquinamento luminoso in Italia
Cinzano 2001
Mappa secondo
Cinzano (2001).
Il colore indica la
magnitudine delle
stelle piu’ deboli visibili
a occhio nudo
Rosso
Arancio scuro
Arancio
Giallo oro
Giallo
Celeste
Blu
Blu scuro
Grigio
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3.75
4.00
4.25
4.50
4.75
5.00
5.25
5.50
5.75
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Mappa globale degli osservatori attivi
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Visibilita’ delle stelle ad occhio nudo nel
Lazio (da Cinzano 2001)
Colore
magnitudine
Rosso
Marron
Arancio
Giallo scuro
Giallo oro
Blu chiaro
Blu medio
Blu scuro
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4.00-3.75
4.25-4.00
4.50-4.25
4.75-4.50
5.00-4.75
5.25-5.00
5.50-5.25
5.75-5.50
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Come confrontare i nostri
dati con la mappa?
La mappa di Cinzano e’ calcolata in base ai dati dei satelliti DMSP
(Defense Meteorological Satellite Program) dell’Aeronautica
Militare degli Stati Uniti, e su un modello di diffusione della luce
nell’atmosfera terrestre.
La risoluzione della mappa e’ di circa 5 km, quindi per un confronto
bisogna mediare i dati del nostro campionamento su aree di
dimensioni confrontabili
La visibilita’ delle stelle ad occhio nudo dipende da molti fattori:
1. Esperienza dell’osservatore
2. Adattamento al buio
3. Eta’ dell’osservatore
4. Altezza delle stelle sull’orizzonte
5. Trasparenza dell’atmosfera
6. Luminosita’ del cielo
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Tecnica utilizzata
Per ottenere un valore ragionevole delle visibilita’ delle
stelle,
partendo da un insieme di dati di osservatori non esperti,
ho deciso di:
1. prendere per ciascun osservatore il dato migliore
2. calcolare la mediana dei dati in una area geografica
omogenea
3. calcolare la deviazione standard dei dati come indice
della dispersione dei dati nell’area
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Zona di Bracciano: Mediana = 5.27; disp=0.84
Zona di Anguillara: mediana = 4.80; disp=0.60
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Zone di Roma
Zona
mag disp
Nord = 3.68; 0.74
Est
= 3.68; 1.01
Centro = 4.42; 0.62
Ovest = 3.96; 1.25
Sud
= 4.00; 0.58
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Zona Ostia-Pomezia-Torvaianica-Aprilia
Mediana = 5.38, disp=0.24
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Anagni:
mediana = 3.65; disp=0.85
Roccagorga:
mediana = 5.43; disp=0.50
Anzio_Nettuno: mediana = 3.51; disp=0.89
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Tabella riassuntiva magnitudini limite
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Zona
mag
Disp
Cinzano 2001
Osservatori
Bracciano
5.27
0.84
5.00-5.25
13
Roma Nord
3.68
0.74
4.25-4.50
7
Roma Est
3.68
1.01
4.25-4.50
12
Roma Cent
3.77;
4.42
1.64;
0.62
3.75-4.25
13;
9
Roma Ovest
3.96
1.25
4.25-4.50
7
Roma Sud
4.00
0.58
4.25-4.50
4
Pomezia-Aprilia
5.38
0.24
4.75-5.00
9
Anzio-Nettuno
3.51
0.35
4.50-4.75
7
Anagni
3.65
0.85
4.75-5.00
18
Roccagorga
5.43
0.50
5.25-5.50
3
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Istogramma delle osservazioni
compiute dagli studenti
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Magnitudine limite in funzione
della distanza dal centro di Roma
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Confronto tra la mappa di
Cinzano e i dati di questa
ricerca usando tutti gli
studenti che hanno
compiuto almeno due
osservazioni.
Notare che la pendenza
della retta di fit e’
sensibilmente minore di 1:
la visibilita’ in citta’ e’
peggiore della stima dalla
mappa di Cinzano.
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Confronto tra la
mappa di Cinzano
e i dati di questa
ricerca usando
solo lo studente
che ha compiuto
piu’ osservazioni
nella sua zona.
Notare che la
pendenza e’
ancora circa 0.5
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Conclusioni
Risultati principali:
1. Forte dispersioni dei dati tra diversi osservatori anche a
breve distanza geografica.
2. Accordo della mappa del progetto con la mappa di Cinzano
per quanto riguarda l’andamento generale.
3. Pendenza sensibilmente minore di 1 della retta di fit tra dati
rivelati e valori aspettati dalla mappa di Cinzano.
4. Bassa visibilita’ delle stelle anche dentro le citta’ piccole
(Anzio, Anagni), analoga a quella all’interno di Roma.
5. Visibilita’ un po’ migliore del previsto nelle localita’ di
campagna.
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Sviluppi possibili (1)
A) Allargare il rilevamento ad altre Regioni coinvolgendo un
maggior numero scuole.
Questo richiede una scelta mirata e soprattutto identificare i
docenti di riferimento.
B) Allargare il rilevamento a tutti gli Osservatori fissi dell’UAI, in
modo da poter avere un monitoraggio svolto da persone esperte e
prolungato nel tempo, per scoprire se e quanto l’inquinamento
luminoso varia nel tempo.
Questo e’ importante per valutare l’effetto della graduale
sostituzione dei sistemi di illuminazione pubblica con modelli di
tipo cutoff o semi-cutoff.
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Sviluppi possibili (2)
In entrambi i casi il Dipartimento di Fisica della Sapienza
potrebbe ospitare la pagina web e il relativo database.
Identificare le modalita’ di raccordo con le ARPA per poter
segnalare le eventuali variazioni riscontrate nel tempo e/o a
seguito di installazioni di nuovi impianti di illuminazione.
I soci dell’UAI hanno certamente sia le
competenze che l’entusiasmo per portare avanti
un progetto di monitoraggio dell’inquinamento
luminoso a livello nazionale e protratto nel
tempo.
Vogliamo provarci?
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Sviluppi possibili (2)
3. Utilizzare fotometri (tipo SQM) invece della osservazione ad
occhio nudo delle stelle. Anche il questo caso il Dipartimento di
Fisica potrebbe ospitare il database e l’interfaccia web.
4. Identificare le modalita’ di raccordo con le ARPA per segnalare
le eventuali variazioni riscontrate nel tempo e/o a seguito di
installazioni di nuovi impianti di illuminazione.
I soci dell’UAI hanno certamente sia le competenze
che l’entusiasmo per portare avanti un progetto di
monitoraggio dell’inquinamento luminoso a livello
nazionale e protratto nel tempo.
Vogliamo provarci?
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