Predicció de la qualitat del medi nocturn en grans extensions mitjançant modelització en supercomputadors. M2020


==Direcció de projecte==

Direcció General de Qualitat Ambiental i Canvi Climàtic (DGQACC)

==Altres participants:==

Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)

Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya (ICGC)

==Període==

Gener 2020 – desembre 2023

==Descripció==

La contaminació lumínica pertorba les condicions naturals del medi nocturn, pot afectar els ecosistemes i la biodiversitat, i pot tenir conseqüències perjudicials per al medi ambient en general. A més, dificulta la visió del cel nocturn, que forma part del paisatge i medi natural, i és un bé que cal preservar.

<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
 [[Image:Draft_Rubert Taya_330283094-image1.jpeg|414px]] </div>

Pel que fa al sistemes d’enllumenat, des de l’any 2015 ens trobem en una etapa en la qual els llums de tipus LED han entrat en una fase de maduresa tecnològica, i des de llavors s’han anat implantant de forma predominant.

Aquest canvi de paradigma tecnològic ha ocasionat un canvi molt important des del punt de vista de l’impacte ambiental: les làmpades que es feien servir fins fa poc eren principalment les de vapor de sodi, que tenen una emissió moderada en radiació potencialment contaminant. Les làmpades tipus LED poden tenir una component en energia d’ona curta molt elevada, de potencial més contaminant. Aquest tipus de radiació es dispersa molt més a l’atmosfera, afecta més als éssers vius i, en conseqüència, suposa un increment molt important de la contaminació lumínica.

Tot i això, la tecnologia LED és molt flexible, i permet una tipologia de llum de diferents tonalitats. Per tant, també hi ha LED que pràcticament no emeten energia en el que es considera radiació més perjudicial. Són de llum més càlida, però tenen una reproducció cromàtica inferior i no tenen un potencial tan elevat d’estalvi energètic.

<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
 [[Image:Draft_Rubert Taya_330283094-image2.png|414px]] </div>

Des de l’any 2012, la DQGACC ha treballat per avaluar la qualitat del cel nocturn mitjançant mesuraments de camp, recollits i publicats [http://mediambient.gencat.cat/ca/05_ambits_dactuacio/atmosfera/contaminacio_luminica/avaluacio-qualitat-cel-nocturn/ aquí].

Però la necessitat de fer una avaluació amb un abast territorial superior i, sobretot, la necessitat de desenvolupar una eina per conèixer la situació futura de la qualitat ambiental d’aquest vector, ha motivat l’exploració de realitzar aquesta avaluació mitjançant models matemàtics complexos de dispersió de la llum a l’atmosfera. Aquests models, per la seva important càrrega de càlcul, precisen d’eines de supercomputació.

<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
 [[Image:Draft_Rubert Taya_330283094-image3.png|354px]] </div>

<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
 [[Image:Draft_Rubert Taya_330283094-image4.jpeg|378px]] </div>

Durant el primer any (2020), s’han realitzar proves de concepte en els quals s’ha provat la funcionalitat del [(ttps:/www.researchgate.net/project/Illumina-model model matemàtic Illumina], de l’investigador canadenc Martin Aubè.

Els resultats obtinguts han donat un error dintre d’uns límits reduïts per a uns quants punts de mostreig. Per aquesta raó s’ha decidit continuar amb el disseny del projecte a més escala.

== Finalitat de l'acció ==
Es persegueix dotar a la administració competent en matèria de medi ambient d’una eina que permeti avaluar i predir l’impacte ambiental de la contaminació lumínica en grans àrees territorials.

En particular, pel que fa a la DGQAC, es vol desenvolupar el Mapa de la contaminació lumínica a Catalunya. Aquest mapa seria la base per obtenir:

:*De forma periòdica: una avaluació de qualitat de cel nocturn de tota Catalunya.

:*A demanda: realitzar prediccions sobre l’impacte dels focus contaminants, tant en un canvi d’escenari tecnològic, com en la instal·lació o modificacions de grans establiments potencialment contaminants.

== Novetats que aporta l'acció ==
Ús de models complexos de dispersió de la llum a l’atmosfera i ús de la supercomputació per determinar l’impacte de diferents escenaris de la tecnologia LED en la qualitat de medi nocturn a Catalunya.

Ús de la visió per satèl·lit per a l’adquisició de dades inicials, però també inventaris reals de l’enllumenat, de forma que es podrà assolir un lligam més estret entre la font contaminant i l’impacte.

<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
 [[Image:Draft_Rubert Taya_330283094-image5.png|408px]] </div>

== Fonaments de la novetat ==
A l’actualitat no hi ha cap anàlisi territorial de gran abast (més de 30.000 km<sup>2</sup>) desenvolupat amb una precisió i mitjançant un model matemàtic complex que tingui en compte tots els factors intrínsecs de la contaminació lumínica: anàlisi espectral de la font contaminant, orografia del terreny, factors atmosfèrics, doble dispersió, etc.

La càrrega i la dificultat de càlcul necessita:

:*Dades de visió per satèl·lit i/o sensor aerotransportat.

:*Anàlisis d’inventaris d’enllumenat.

:*Un coneixement expert de les característiques de l’enllumenat i de la dispersió de la llum a l’atmosfera.

:*Una operació experta del càlcul en una infraestructura de supercomputadors.

==Per saber-ne més==

[mailto:sergi.paricio@gencat.cat Sergi Paricio]<span id="_GoBack"></span><span id="OLE_LINK4"></span><span id="OLE_LINK3"></span>