Per decenni abbiamo studiato l’inquinamento luminoso come se il cielo fosse sempre sereno o completamente coperto. Una semplificazione che ci ha indotto a sviste clamorose, distorcendo ogni nostra valutazione. Nelle città, le nuvole si stima possano amplificare la radianza artificiale rispetto alle condizioni di cielo sereno fino a 27 volte per la luminanza allo zenit (direttamente sopra l’osservatore) e 17 per l’illuminamento orizzontale. In zone altamente urbanizzate, gli effetti potrebbero essere ancora più evidenti, mentre in campagna può capitare che producano l’effetto opposto, schermando la luce.Non avevamo capito nulla. Pur consapevoli di quanto le nuvole influenzino significativamente la propagazione della luce artificiale di notte, nessuno finora ne aveva ancora mai tenuto conto davvero. Ora finalmente abbiamo uno strumento per farlo, è accessibile a tutti e ci permette di interpretare ciò che vediamo in modo più preciso. Accende una luce nel buio della conoscenza. E invita a spegnerne qualcuna nei territori più luminosamente inquinati. È un modello matematico, ha un algoritmo, ma l’intelligenza artificiale non c'entra: lo hanno creato due scienziati slovacchi e uno italiano. Wired Italia li ha incontrati per capire come funziona e cosa rivela.Nuovi luminosi orizzonti“Finora eravamo in grado di simulare cieli sereni o completamente coperti, oppure situazioni intermedie ma uniformi - spiega Fabio Falchi, ricercatore del Light Pollution Science and Technology Institute - con il nuovo modello l’inquinamento luminoso possiamo considerare per la prima volta le nuvole in modo completo e molto dettagliato”. Se ne possono simulare a piacere scegliendo dimensione e posizione, trasparenza e quantità. E il salto qualitativo è enorme: “in qualsiasi punto del globo siamo ora in grado di capire come l’inquinamento luminoso viene realmente influenzato dalla presenza delle nubi, anche di quelle molto distanti”.Frutto di diversi anni di lavoro, il modello sviluppato permette di simulare le condizioni di luce notturna “con un livello di dettaglio paragonabile alle misurazioni sul campo - aggiunge Miroslav Kocifaj, scienziato dell’Accademia Slovacca delle Scienze, di Bratislava co-autore dello studio - e incorpora campi nuvolosi stocastici realistici replicando morfologie e strutture comunemente presenti in natura”. La libertà di spaziare tra ogni possibile scenario nuvoloso rende possibile combinare i dati reali di inquinamento luminoso e di meteo rilevati da una stessa stazione di monitoraggio, per provare a comprendere anomalie prima blindate dietro a modelli troppo rigidi per catturarne il mistero.“Le nuvole possono contribuire sia ad amplificare che a ridurre l’inquinamento luminoso, dipende dalla configurazione geometrica e dalla posizione geografica delle sorgenti e del sito analizzato - spiega Falchi - anche la loro tipologia è determinante. In città quelle alte possono raccogliere luce anche da molto lontano e amplificarla, quelle basse interagiscono solo con luci vicine, per esempio. Ma in aree rurali, l’effetto si inverte e capita spesso che le nuvole attenuino l’inquinamento”.Sintonizzare luci e migrazioniPur rendendo tutto più autentico, il modello non lo semplifica affatto, anzi, riesce a cogliere meglio la complessità del nostro pianeta regalandoci nuovi misteri. Esiste però un trucco qualitativo per capire “a occhio” se una zona è poco inquinata. Falchi lo svela: “Se le nuvole sono più scure del cielo vuol dire che siamo in una zona abbastanza buia. Stanno fermando la luce proveniente dal cielo stellato retrostante e, se siamo in grado di percepirlo, significa che l’area in cui ci troviamo non è troppo illuminata. Se lo fosse, le nuvole sarebbero più brillanti del cielo in cui si trovano”.Sia modello che “trucchetto”, non sono un passo avanti solo per la scienza, ma per tutti: le applicazioni pratiche sono infatti molteplici e cruciali. “L’obiettivo non è solo aiutare gli astronomi a scrutare meglio il cielo - racconta infatti Falchi - lo studio potrà servire soprattutto per studiare le condizioni degli animali oggi costretti a convivere con le condizioni di luce artificiale che noi abbiamo creato”. Migliorando la comprensione della luce artificiale notturna e dei suoi effetti sugli organismi viventi, infatti, il modello aiuta gli ecologi a capire meglio i meccanismi che l’inquinamento luminoso innesca negli animali notturni.Combinando dati rilevati e simulati, Falchi racconta che “si possono trovare statisticamente per ogni zona il numero di notti nelle quali ci sarà una certa quantità di luce”. Questa opportunità vale anche per gli amministratori che, “se volessero, potrebbero decidere di abbassare le luci nelle aree maggiormente interessate dalla migrazione degli uccelli, prevedendo le tempistiche con maggiore precisione - aggiunge- questo nuovo strumento permette di agire in modo mirato implementato azioni virtuose per gli animali e minimizzando gli impatti sul sistema urbano”.Nuvolosità casuale vs intelligenza artificialePer usufruire di questa nuova scoperta scientifica non serve calcolare nulla, lo strumento che lo fa al nostro posto è già disponibile pubblicamente e chiunque può utilizzarlo. “Basta inserire parametri che descrivono lo stato dell’atmosfera che si vuole studiare ed è fatta - sottolinea Kocifaj - e più volte si esegue il modello più si ottengono statistiche solide”. Una volta non basta, infatti, perché le nuvole hanno una natura stocastica (casuale) che le rende imprevedibili e inafferrabili. Anche l’intelligenza artificiale non riesce a catturarne perfettamente i segreti e i pattern, motivo per cui non è finora stata inclusa nel modello sviluppato. Kocifaj sostiene che questa tecnologia non sia ancora nemmeno lontanamente in grado di simulare i processi fisici in gioco nella sua ricerca. “Si tende a fare troppo affidamento sull’ai, attribuendole la capacità di risolvere problemi di cui non conosce né parametri né principi fisici” afferma. L’intensità della luce può variare di diversi ordini di grandezza per molteplicità di fattori, compreso aerosol, direzione del vento che lo muove e tipologia di particelle che lo compongono. “Le nuvole complicano ulteriormente questo effetto, quindi serve un approccio scientifico rigoroso” poi conclude.In Italia, però, il vero problema dell’inquinamento luminoso è un altro, sono le leggi, e non la scienza, ma l’intelligenza artificiale non può aiutarci comunque. “Esistono parametri per fare in modo che ogni singola sorgente inquini il meno possibile, ma finché non si limita il numero di sorgenti, è chiaro che l’inquinamento continuerà ad aumentare” spiega Falchi. Di fronte a questo ostacolo, il nuovo modello può comunque offrire a ecologi, astronomi e cittadini una leva scientifica per continuare a pretendere un cambiamento. Poi toccherà ai legislatori trasformare la conoscenza in azione, ma non potranno più dire che non ci vedono chiaro.