Análise das Contribuições da Iluminação Artificial para a Poluição Luminosa em Hong Kong através da Monitorização do Brilho do Céu Noturno

2.1 A Rede de Monitorização do Brilho do Céu Noturno de Hong Kong (NSN)

A NSN foi estabelecida para monitorizar detalhadamente a poluição luminosa em Hong Kong. É composta por 18 estações de monitorização estrategicamente implantadas para cobrir um espetro de ambientes, desde núcleos urbanos densos até locais rurais remotos e protegidos (por exemplo, o Geoparque Global de Hong Kong). Esta diversidade geográfica é crucial para isolar o sinal da iluminação artificial das variações naturais de fundo.

2.2 Recolha & Processamento de Dados

A recolha de dados decorreu de maio de 2010 a março de 2013, acumulando mais de 4,6 milhões de medições individuais de NSB. Este conjunto de dados é mais de duas mil vezes maior do que o estudo anterior da equipa, permitindo uma análise estatística robusta. As medições foram realizadas utilizando Sky Quality Meters (SQMs) calibrados, e os dados afetados pela luz direta da lua ou por cobertura significativa de nuvens foram filtrados para isolar o componente antropogénico do brilho do céu.

3.1 Brilho do Céu Noturno Geral em Hong Kong

O estudo verificou que o NSB médio em Hong Kong (dados afetados pela luz da lua excluídos) é de 16,8 magnitudes por segundo de arco quadrado (mag arcsec⁻²). Quando comparado com o padrão para um local escuro e pristino estabelecido pela União Astronómica Internacional (IAU) de 21,6 mag arcsec⁻², isto indica que o céu noturno de Hong Kong é, em média, 82 vezes mais brilhante do que a linha de base natural.

3.2 Comparação Urbana vs. Rural

O contraste entre áreas urbanas e rurais foi acentuado e definitivo. O NSB em locais urbanos mediu, em média, 15 vezes mais brilhante do que em locais rurais. Este gradiente dramático fornece evidência quantitativa irrefutável do papel dominante desempenhado pela iluminação artificial concentrada nos centros urbanos na geração do brilho do céu.

3.3 Variações Temporais & Fatores Contribuintes

O enorme conjunto de dados permitiu a análise de padrões temporais. As variações foram correlacionadas com fatores como:

• Ciclos de Atividade Humana: Padrões noturnos e semanais que mostram diminuições no brilho nas primeiras horas da manhã e aos fins de semana em alguns distritos comerciais.
• Condições Atmosféricas: O efeito de dispersão de aerossóis e poluentes, que amplifica e espalha a poluição luminosa.
• Ciclo Lunar: Os dados mostraram claramente o brilho periódico devido à luz da lua, que foi sistematicamente filtrado para a análise principal.

4.1 Métricas & Fórmulas de Medição

O Brilho do Céu Noturno é medido numa escala logarítmica de magnitude astronómica. A diferença de brilho entre duas fontes é dada por: $$\Delta m = m_1 - m_2 = -2.5 \log_{10} \left( \frac{I_1}{I_2} \right)$$ onde $m$ é a magnitude e $I$ é a intensidade. Uma diferença de 5 magnitudes corresponde a um fator de 100 na intensidade. Assim, a diferença relatada de ~4,8 magnitudes entre a média de Hong Kong (16,8) e o padrão da IAU (21,6) traduz-se no fator de 82: $$\frac{I_{HK}}{I_{dark}} = 10^{-0.4 \times (16.8 - 21.6)} = 10^{1.92} \approx 82$$

4.2 Estrutura de Análise de Dados

Exemplo da Estrutura de Análise (Sem Código): O estudo empregou uma estrutura de análise espaço-temporal. Espacialmente, as estações foram classificadas em aglomerados urbanos, suburbanos e rurais para estatísticas comparativas. Temporalmente, foi realizada uma análise de séries temporais nos dados limpos (filtrados de luz da lua/nuvens) para identificar tendências diurnas, semanais e sazonais. Um passo analítico fundamental foi a normalização dos dados de diferentes estações para um ponto de referência comum (por exemplo, NSB no zénite sob condições claras e sem lua) para permitir a comparação geográfica direta. A estrutura correlacionou sistematicamente os dados de NSB com conjuntos de dados externos, como mapas de densidade populacional e dados de radiação derivados de satélite (por exemplo, do DMSP/OLS) para validação e contexto mais amplo.