La dispersione di luce nel cielo da parte di un impianto è dovuta a tre diversi fenomeni. Il primo è l'irraggiamento diretto in cielo dovuto in genere ad armature mal progettate o male installate, il secondo è la diffusione della luce emessa dalle lampade nel suo percorso fino alla superficie da illuminare ed il terzo è la riflessione e la diffusione da parte delle superfici illuminate. Esamineremo ora i tre fenomeni citati che costituiscono la sorgente della luminosità artificiale del cielo notturno.
Detta la frazione di luce dispersa direttamente sopra l'orizzonte dal punto luce k-esimo, la frazione di luce che subisce diffusione nel percorso fra la lampada e l'area da illuminare e jk la frazione di luce riflessa in cielo dall'area illuminata, se è il flusso totale emesso dal punto luce, la quantità totale di luce emessa in cielo da un impianto è:
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