27/09/2009R. Nesci, UAI Padova1 Prof. Roberto Nesci, Dip. Di Fisica, Universita La Sapienza Quanto e stellata la notte? Monitoraggio della brillanza del.

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1 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova1 Prof. Roberto Nesci, Dip. Di Fisica, Universita La Sapienza Quanto e stellata la notte? Monitoraggio della brillanza del cielo notturno a Roma e nel Lazio

2 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova2 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.

3 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova3 1. Familiarizzarsi col cielo Imparare ad orientarsi Riconoscere alcune costellazioni Apprezzare le differenze di luminosita delle stelle

4 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova4 La costellazione di Orione dietro l antenna della RAI a

5 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova5 Carta stellare della costellazione di Orione

6 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova6 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

7 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova7 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

8 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova8 Pagina iniziale del sito del progetto: quanto e stellata la notte?

9 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova9 4. Sensibilizzazione alle modalita di illuminazione e al risparmio energetico Constatare con losservazione 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 limportanza dellorientamento 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

10 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova10 Inquinamento luminoso in Italia Cinzano 2001 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

11 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova11 Mappa globale degli osservatori attivi

12 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova12 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 Visibilita delle stelle ad occhio nudo nel Lazio (da Cinzano 2001)

13 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova13 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) dellAeronautica Militare degli Stati Uniti, e su un modello di diffusione della luce nellatmosfera 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 dellosservatore 2.Adattamento al buio 3.Eta dellosservatore 4.Altezza delle stelle sullorizzonte 5.Trasparenza dellatmosfera 6.Luminosita del cielo

14 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova14 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 nellarea

15 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova15 Zona di Bracciano: Mediana = 5.27; disp=0.84 Zona di Anguillara: mediana = 4.80; disp=0.60

16 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova16 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 Zone di Roma

17 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova17 Zona Ostia-Pomezia-Torvaianica-Aprilia Mediana = 5.38, disp=0.24

18 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova18 Anagni: mediana = 3.65; disp=0.85 Roccagorga: mediana = 5.43; disp=0.50 Anzio_Nettuno: mediana = 3.51; disp=0.89

19 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova19 ZonamagDispCinzano 2001Osservatori Bracciano5.270.845.00-5.2513 Roma Nord3.680.744.25-4.507 Roma Est3.681.014.25-4.5012 Roma Cent3.77; 4.42 1.64; 0.62 3.75-4.2513; 9 Roma Ovest3.961.254.25-4.507 Roma Sud4.000.584.25-4.504 Pomezia-Aprilia5.380.244.75-5.009 Anzio-Nettuno3.510.354.50-4.757 Anagni3.650.854.75-5.0018 Roccagorga5.430.505.25-5.503 Tabella riassuntiva magnitudini limite

20 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova20 Istogramma delle osservazioni compiute dagli studenti

21 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova21 Magnitudine limite in funzione della distanza dal centro di Roma

22 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova22 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.

23 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova23 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

24 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova24 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 landamento 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 allinterno di Roma. 5.Visibilita un po migliore del previsto nelle localita di campagna.

25 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova25 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 dellUAI, in modo da poter avere un monitoraggio svolto da persone esperte e prolungato nel tempo, per scoprire se e quanto linquinamento luminoso varia nel tempo. Questo e importante per valutare leffetto della graduale sostituzione dei sistemi di illuminazione pubblica con modelli di tipo cutoff o semi-cutoff.

26 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova26 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 dellUAI hanno certamente sia le competenze che lentusiasmo per portare avanti un progetto di monitoraggio dellinquinamento luminoso a livello nazionale e protratto nel tempo. Vogliamo provarci?

27 27/09/2009R. Nesci, UAI Padova27 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 linterfaccia 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 dellUAI hanno certamente sia le competenze che lentusiasmo per portare avanti un progetto di monitoraggio dellinquinamento luminoso a livello nazionale e protratto nel tempo. Vogliamo provarci?