È quel periodo dell'anno in cui i proprietari di case ambiziosi si recano sui loro prati e tetti per superare i loro vicini in un gioco in cui chi può sopraffare prima la rete elettrica locale. I risultati possono variare da bastoncini di zucchero solitari a draghi leggeri natalizi in piena regola. Ma se vai a tutto gas o preferisci un display low-key di allegria natalizia, una cosa è ora vera: la NASA sta guardando.
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Gli scienziati del Goddard Space Flight Center nel Maryland e della Yale University in Connecticut hanno utilizzato le immagini satellitari per tracciare i modelli di luce in 1.200 città in due anni e mezzo. Hanno scoperto che l'aumento della luce era perfettamente correlato con le festività natalizie per il Ramadan in Medio Oriente, nonché per Natale e Capodanno in tutto il mondo. Hanno anche visto variazioni nel modo in cui le città e i quartieri di quelle città celebrano queste festività, il team ha annunciato questa settimana al meeting annuale della American Geophysical Union a San Francisco.
"Quello che sta succedendo durante le vacanze è che i nostri modelli stanno cambiando", afferma Miguel Román, uno scienziato fisico alla NASA Goddard. In Occidente, stiamo alzati fino a tardi bevendo zabaione e tornando a casa dal lavoro presto. "Questi cambiamenti nel comportamento sono cambiamenti nelle posizioni della domanda di servizi energetici". Comprendere tali cambiamenti stagionali potrebbe in definitiva dirci cosa sta guidando le emissioni di carbonio a livello locale.
In tutti gli Stati Uniti, i ricercatori hanno visto un leggero aumento complessivo della luce nei sobborghi e nelle piccole città rispetto ai centri urbani. I cambiamenti nell'illuminazione sono codificati dai colori: il verde significa un aumento, il giallo significa piatto e il rosso significa una diminuzione. (Jesse Allen, Osservatorio della Terra della NASA) 
San Francisco segue il modello di aumento dell'illuminazione nelle aree suburbane delle città. (Jesse Allen, Osservatorio della Terra della NASA) 
Le aree verdi nel nord di Dallas, in Texas, e le aree suburbane di Houston, in Texas, indicano un aumento dell'illuminazione delle vacanze. "Quello che vedi sono le luci di Natale dallo spazio", dice Román. (Jesse Allen, Osservatorio della Terra della NASA) 
È possibile osservare un aumento dell'illuminazione delle vacanze nei sobborghi di Atlanta, creando una "ciambella" verde intorno al centro della città. (Jesse Allen, Osservatorio della Terra della NASA) 
L'area DC-Baltimora mostra un aumento della luce più forte nelle contee suburbane come Loudon e Fairfax in Virginia, che sono conosciute per le grandi "McMansions" unifamiliari con grandi cortili che offrono molto spazio per le luci esterne. (Jesse Allen, Osservatorio della Terra della NASA) 
L'uso dell'illuminazione mappata nelle città della Florida ha mostrato un aumento durante il periodo di Natale e Capodanno. (Jesse Allen, Osservatorio della Terra della NASA) 
Los Angeles, California, mostra modelli a scacchi di aumenti dell'illuminazione in verde e costanti in giallo in tutta la città, con più verde ai bordi. (Jesse Allen, Osservatorio della Terra della NASA) 
L'altamente residenziale Phoenix, in Arizona, mostra invece aumenti verdi anche in centro. (Jesse Allen, Osservatorio della Terra della NASA) Con centinaia di satelliti che circondano la Terra, potrebbe sembrare facile scattare una foto esattamente di quello che è in basso. Ma ottenere immagini ad altissima risoluzione è stato difficile, specialmente quando ci si trova in ambienti urbani. Nel 2011, il satellite Suomi-NPP è stato lanciato a bordo con una fantastica fotocamera digitale. Questa particolare fotocamera ha sensori di scarsa luminosità che possono rilevare lunghezze d'onda dal verde all'infrarosso e creare immagini più intense. La fotocamera consente a Suomi-NPP di scattare foto della Terra intorno all'01: 00 ora locale ogni notte ad altissima risoluzione.
“È estremamente sensibile. Consentendo la sovraesposizione di ogni singolo pixel, possiamo cogliere il segnale più debole come una barca da pesca fuori dalla costa della Somalia, nonché segnali molto luminosi come il magma vulcanico sulla Big Island delle Hawaii ", spiega Román.
Nel 2012, NOAA ha utilizzato la fotocamera per creare un'immagine composita di luci per alcuni mesi durante la notte. Per creare un'immagine del genere, devi eseguire i dati grezzi attraverso speciali algoritmi, per correggere il rumore bianco come incendi, aerosol riflettenti e luce della luna. La NASA voleva essere in grado di farlo quotidianamente, quindi Román iniziò a esplorare le opzioni. Per ottenere una linea di base, ha esaminato le aree rurali con poco inquinamento luminoso e deserti. Ma quando ha preso alcuni dati iniziali per l'Egitto e il Sahara, qualcosa sembrava strano, come se le luci fossero eccessivamente sature.
"Questo stava accadendo nelle aree urbane, quindi abbiamo esaminato questo aspetto e ci siamo resi conto che quello che stavamo vedendo era che l'aumento del segnale era perfettamente sincronizzato con il calendario del Ramadan", ricorda Román. Ha inviato un'e-mail agli specialisti dell'urbanizzazione a Yale, ed erano incuriositi. Abbastanza sicuro, hanno trovato lo stesso picco l'anno successivo. Nel corso dei prossimi due anni e mezzo, il team ha misurato i dati per tre periodi di ferie: tre anni di Ramadan in estate (in questo caso) e due anni di Natale più Capodanno dalla settimana del Ringraziamento alla prima settimana di gennaio. Eseguendo le immagini attraverso un algoritmo appositamente progettato, hanno confrontato il segnale luminoso durante questi periodi con il resto dell'anno in tre aree geografiche: Medio Oriente, Nord America e Caraibi.
La neve si è rivelata un grosso problema. Guardando il primo giro di dati natalizi dagli Stati Uniti centrali, Román ha visto un enorme picco a Denver nel 2012. Ma non erano solo le luci di Natale, era la luce della lampada che si rifletteva sulla neve fresca, quindi hanno dovuto portare la maggior parte delle città a nord di St. Louis. Tuttavia, sono stati in grado di cogliere alcune tendenze generali e hanno prodotto mappe per i periodi festivi.
In 70 città degli Stati Uniti, le luci brillavano più intensamente durante Natale e Capodanno, indipendentemente da fattori economici o di altro tipo. "[Traccia] questa tradizione nazionale condivisa", afferma Román. I sobborghi delle città, in particolare, hanno mostrato un aumento del 30-50% dell'intensità della luce, mentre la maggior parte dei centri urbani ha visto un aumento del 20-30%. Questo è probabilmente perché un cortile più grande significa più spazio per far esplodere Babbo Natale e renne bagliore nel buio.
Il team ha esaminato gli schemi di luce per le 30 città più popolose di Puerto Rico. (Jesse Allen, Osservatorio della Terra della NASA) Anche a Puerto Rico, nativo di Román, è emerso il motivo natalizio. Usando il loro algoritmo, i ricercatori sono stati effettivamente in grado di raggruppare centri culturali di feste, città industriali e altre città rurali in base alle abitudini energetiche dei cittadini. "[Siamo] ora in grado di classificare le città in funzione dei comportamenti energetici dei suoi abitanti. Comportamenti che si basano sulle norme, sulle identità di una cultura", spiega Román. "Questo è molto più bello di vedere le luci di Natale dallo spazio."
In Medio Oriente, le luci delle principali città sono diventate più luminose durante il mese sacro del Ramadan, culminando tipicamente con un picco associato alle festività dell'Eid. Generalmente, le luci sono aumentate nel centro della città con attività di preghiera di gruppo durante la notte e le persone che vanno a lavorare prima.
Le differenze tra i paesi si sono distinte. L'Arabia Saudita ha avuto il più intenso aumento del Ramadan, mentre le luci di Istanbul sono state un po 'più deboli. L'Arabia Saudita è più conservatrice, mentre la Turchia è più laica. "Le luci notturne tengono traccia delle differenze culturali tra queste città e i paesi che le ospitano", afferma Eleanor Stokes, uno studente laureato a Yale che ha collaborato allo studio. Tel Aviv, in particolare, non ha avuto un aumento dell'illuminazione durante il mese santo musulmano. E le città in Iraq e in Libano hanno visto cali nelle luci notturne, che i ricercatori collegano a elettricità inaffidabile. In Siria, la diminuzione della luce notturna ad Aleppo e Damasco probabilmente corrispondeva a disordini politici e militari. "Queste luci notturne sono in qualche modo simili all'ECG di una città", afferma Stokes.
In Egitto, i ricercatori hanno dato un'occhiata più da vicino a 20 quartieri del Cairo e hanno scoperto che le aree più povere hanno visto un picco minore durante il Ramadan, scegliendo di lasciare le luci spente per motivi finanziari o forse culturali. "Puoi vedere quelle impronte sociali e culturali nelle stesse firme energetiche", afferma Stokes.
L'uso leggero nelle città dell'Arabia Saudita, come Riyadh e Jeddah, è aumentato di circa il 60-100 per cento nel corso del mese di Ramadan. (Jesse Allen, Osservatorio della Terra della NASA) 
L'uso leggero nelle città turche, come Istanbul, ha mostrato un aumento, ma uno più piccolo. (Jesse Allen, Osservatorio della Terra della NASA) 
Al Cairo, su tutta la linea, i modelli di illuminazione hanno raggiunto il picco durante il mese di Ramadan, soprattutto nel centro della città. Amman, in Giordania, ha mostrato un modello di aumento simile. Non sorprende che le luci di Tel Aviv, in Israele, siano rimaste piuttosto costanti. (Jesse Allen, Osservatorio della Terra della NASA) I dati non forniscono loro una misura esatta del consumo totale di energia in un isolato, ma le luci forniscono un proxy per tracciare i modelli di consumo di energia. “Questo è il fattore più sensibile al comportamento umano. Quando le persone accendono le luci, la prossima cosa che accenderanno è il tostapane e il riscaldamento ", dice Román. "Sono quei modelli di comportamento che stiamo cercando di vedere."
Le aree urbane rappresentano un'enorme quantità di consumo di energia ed emissioni, quindi i ricercatori sperano di sovrapporre i dati con emissioni di carbonio e dati sul consumo di energia in futuro. "Le emissioni di anidride carbonica ti danno quando, dove e quanto. Ma non ti dicono che cosa lo sta guidando", dice Román. Guardare i dati di illuminazione contro le emissioni potrebbe aiutare a costruire strategie di mitigazione del clima più localizzate. Román sottolinea: "Quello che funzionerà a New York City non funzionerà necessariamente per Amarillo, in Texas".
In questo modo, le immagini forniscono molto più di belle immagini della Terra dallo spazio.
Nota: questo articolo è stato aggiornato per riflettere il fatto che non ci sono vocano attivi su Kauai.
