Effetti dell'inquinamento ottico

L'inquinamento ottico è prodotto da quella luce che illumina direttamente un'area o un soggetto che non è richiesto di illuminare.

Quando si osserva il cielo nelle vicinanze di una sorgente molto brillante, quale una lampada dell'illuminazione esterna notturna, la luce emessa da questa viene diffusa nell'occhio dell'osservatore producendo una sfondo luminoso (detto glare) entro cui sono immersi, spesso completamente occultati, gli oggetti di debole luminosità che si vorrebbe osservare (v. figura 4.3).

Figure 4.3: Effetto dell'inquinamento ottico sulla visibilità del cielo notturno. (Cortesia International Dark-Sky Organization)

La luminosità superficiale (apparente) prodotta dalla luce diffusa nell'occhio umano (Holladay 1926; Boynton, Enoch & Bush 1954; Schaefer 1991) è: $$B_{glare}=4.30~10^{6}~I~\theta^{-2}$$

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ove B_glare è la luminosità apparente in nL, I è l'illuminamento prodotto dalla sorgente di inquinamento ottico in lux e $\theta$ è l'angolo apparente tra la direzione di osservazione e la sorgente misurato in gradi. La luminosità apparente B_glare si somma alla luminosità reale del cielo (compresa la parte causata dall'inquinamento luminoso) ed alla luminosità prodotta dalla diffusione della luce della sorgente da parte delle particelle atmosferiche. A questo effetto si aggiunge ancora, se l'illuminamento è elevato, una riduzione di sensibilità dell'occhio.

Per esempio, supponiamo che un soggetto cerchi di osservare un corpo celeste di magnitudine m_vis=3.7 in una serata limpida da una strada o da un piazzale illuminato da un apparecchio di illuminazione che produca un illuminamento in quel punto di 20 lx. Supponiamo che l'estinzione  della luce del corpo celeste quella notte sia di 0.3 mag. Per distinguere il corpo celeste dallo sfondo occorre che la luminosità percepita dall'osservatore sia inferiore a $\sim2~10^{4}$ nL (v. eq. 4.14), e perciò è necessario che la direzione di osservazione faccia un angolo di almeno $\sim65$truept $\circ$rispetto alla direzione dell'apparecchio. Se i punti luce sono più di uno, non è detto che esista un punto del piazzale da cui la direzione di osservazione faccia un angolo di almeno $\sim65$truept $\circ$rispetto la direzione di tutti i punti luce. Questo significa che da una strada o da un piazzale illuminato come il precedente, potrebbe essere impossibile, anche nelle notti più limpide, effettuare osservazioni di oggetti deboli o, comunque, vedere il cielo stellato, salvo che si tenti in qualche modo di proteggersi dalla luce. Da ciò si conclude che per consentire agli abitanti di una città di vedere e osservare il cielo è necessario che vengano attrezzate aree apposite ove non siano presenti impianti di illuminazione o vi siano impianti all'uopo studiati. Qualora, in particolari occasioni quali ad esempio la Giornata dell'inquinamento luminoso o il passaggio di una cometa luminosa, si desiderasse offrire alla popolazione o al turista la possibilità di un osservazione da una piazza cittadina, come è già successo, è necessario spegnere l'illuminazione nella piazza.