Prof. Roberto Nesci, Dip. Di Fisica, Universita ’ La Sapienza

1. Quanto e’ stellata la notte? Prof. Roberto Nesci, Dip. Di Fisica, Universita’ La Sapienza Monitoraggio della brillanza del cielo notturno a Roma e nel Lazio R. Nesci, UAI Padova

2. Obiettivi dell’esperienza • Familiarizzare gli studenti col cielo tramite attivita’ pratiche; • Far partecipare gli studenti ad una VERA attivita’ di rilevamento di dati scientifici; • Favorire contatti tra studenti di scuole diverse; • Sensibilizzare gli studenti agli argomenti della migliore illuminazione e del risparmio energetico. R. Nesci, UAI Padova

3. 1. Familiarizzarsi col cielo • Imparare ad orientarsi • Riconoscere alcune costellazioni • Apprezzare le differenze di luminosita’ delle stelle R. Nesci, UAI Padova

4. La costellazione di Orione dietro l’antenna della RAI • a R. Nesci, UAI Padova

5. Carta stellare della costellazione di Orione R. Nesci, UAI Padova

6. 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 R. Nesci, UAI Padova

7. 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 R. Nesci, UAI Padova

8. Pagina iniziale del sito del progetto: quanto e’ stellata la notte? R. Nesci, UAI Padova

9. 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 R. Nesci, UAI Padova

10. Inquinamento luminoso in Italia Mappa secondo Cinzano (2001). Il colore indica la magnitudine delle stelle piu’ deboli visibili a occhio nudo Rosso 3.75 Arancio scuro 4.00 Arancio 4.25 Giallo oro 4.50 Giallo 4.75 Celeste 5.00 Blu 5.25 Blu scuro 5.50 Grigio 5.75 • Cinzano 2001 R. Nesci, UAI Padova

11. Mappa globale degli osservatori attivi R. Nesci, UAI Padova

12. Visibilita’ delle stelle ad occhio nudo nel Lazio (da Cinzano 2001) Colore magnitudine Rosso 4.00-3.75 Marron 4.25-4.00 Arancio 4.50-4.25 Giallo scuro 4.75-4.50 Giallo oro 5.00-4.75 Blu chiaro 5.25-5.00 Blu medio 5.50-5.25 Blu scuro 5.75-5.50 R. Nesci, UAI Padova

13. 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: Esperienza dell’osservatore Adattamento al buio Eta’ dell’osservatore Altezza delle stelle sull’orizzonte Trasparenza dell’atmosfera Luminosita’ del cielo R. Nesci, UAI Padova

14. Tecnica utilizzata Per ottenere un valore ragionevole delle visibilita’ delle stelle, partendo da un insieme di dati di osservatori non esperti, ho deciso di: prendere per ciascun osservatore il dato migliore calcolare la mediana dei dati in una area geografica omogenea calcolare la deviazione standard dei dati come indice della dispersione dei dati nell’area R. Nesci, UAI Padova

15. Zona di Bracciano: Mediana = 5.27; disp=0.84 Zona di Anguillara: mediana = 4.80; disp=0.60 R. Nesci, UAI Padova

16. 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 R. Nesci, UAI Padova

17. Zona Ostia-Pomezia-Torvaianica-Aprilia Mediana = 5.38, disp=0.24 R. Nesci, UAI Padova

18. Anagni: mediana = 3.65; disp=0.85 Roccagorga: mediana = 5.43; disp=0.50 Anzio_Nettuno: mediana = 3.51; disp=0.89 R. Nesci, UAI Padova

19. Tabella riassuntiva magnitudini limite R. Nesci, UAI Padova

20. Istogramma delle osservazioni compiute dagli studenti R. Nesci, UAI Padova

21. Magnitudine limite in funzione della distanza dal centro di Roma R. Nesci, UAI Padova

22. 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. R. Nesci, UAI Padova

23. 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 R. Nesci, UAI Padova

24. Conclusioni Risultati principali: Forte dispersioni dei dati tra diversi osservatori anche a breve distanza geografica. Accordo della mappa del progetto con la mappa di Cinzano per quanto riguarda l’andamento generale. Pendenza sensibilmente minore di 1 della retta di fit tra dati rivelati e valori aspettati dalla mappa di Cinzano. Bassa visibilita’ delle stelle anche dentro le citta’ piccole (Anzio, Anagni), analoga a quella all’interno di Roma. Visibilita’ un po’ migliore del previsto nelle localita’ di campagna. R. Nesci, UAI Padova

25. 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. R. Nesci, UAI Padova

26. 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? R. Nesci, UAI Padova

27. 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? R. Nesci, UAI Padova