Contaminación lumínica en el litoral mediterráneo: modelización y efectos

Abstract

La iluminación artificial nocturna produce la contaminación lumínica, un impacto ambiental que pese a su creciente intensidad es mucho menos evidente que otros tipos de contaminación ambiental como pueden ser la sonora o la presencia de sustancias tóxicas en la atmósfera. El trabajo, tiene como objetivo principal no tanto la aplicación de técnicas de teledetección y modelos empíricos contrastados en la bibliografía científica en la determinación cuantitativa de la contaminación lumínica en el litoral mediterráneo, sino establecer una metodología que permita caracterizar cuantitativamente la contaminación lumínica en una zona de estudio en función de los valores que vayan tomando los parámetros que caracterizan los focos contaminantes que producen dicho impacto ambiental. Se define el fenómeno de la contaminación lumínica, y se describe el estado del arte y de la técnica en el que se encuentra el conocimiento de sus características, del foco contaminante y de sus efectos en el ámbito de la bibliografía científica, y se establecen los parámetros que permiten su cuantificación. Se desarrollan a continuación las dos metodologías que se aplican en la actualidad para determinar cuantitativamente el valor de la contaminación lumínica y seguir su evolución, modelos matemáticos y mapas de contaminación lumínica generados mediante teledetección espacial a partir de imágenes adquiridas mediante sensores remotos hiperespectrales. Se plantea como problema a resolver; la caracterización cuantitativa de la contaminación lumínica de forma longitudinal durante una década desde el año 2014 hasta 2024 en un área de estudio del litoral mediterráneo. Se comparan los valores teóricos de contaminación lumínica obtenidos mediante el modelo de Walker (1977) con los proporcionados por el sensor del VIIRS disponibles en los mapas de luminancias del visor “Light Polution Map”. En el presente trabajo, se ha establecido una metodología para la caracterización cuantitativa de la CL de forma longitudinal durante una década desde el año 2014 hasta el 2024 en una zona acotada del litoral mediterráneo, comparando los valores teóricos de CL obtenidos mediante modelos empírico ya contrastado como el de Walker (1977) con los obtenidos a partir de imágenes adquiridas por teledetección espacial como fuente de información. Mediante la determinación de los parámetros técnico-económicos que caracterizan los posibles factores causantes de la CL, y contrastando esta información con los resultados del análisis de los datos, se ha establecido un modelo estadísticamente robusto que permite la caracterización cuantitativa de la CL en el área de estudio en función de los valores de los parámetros que caracterizan los focos contaminantes que producen dicho impacto ambiental. Además, el modelo estadístico es un buen predictor de los valores futuros de la variable dependiente conociendo las proyecciones en el tiempo de dichos parámetros.

La il·luminació artificial nocturna, produeix la contaminació lumínica, un impacte ambiental que malgrat la seva creixent intensitat és molt menys evident que altres tipus de contaminació ambiental com poden ser la sonora o la presència de substàncies tòxiques en l'atmosfera. El treball, té com a objectiu principal no tant l'aplicació de tècniques de teledetecció i models empírics contrastats en la bibliografia científica en la determinació quantitativa de la contaminació lumínica en el litoral mediterrani, sinó establir una metodologia que permeti caracteritzar quantitativament la contaminació lumínica en una zona d'estudi en funció dels valors que vagin prenent els paràmetres que caracteritzen els focus contaminants que produeixen aquest impacte ambiental. Es defineix el fenomen de la contaminació lumínica, i es descriu l'estat de l'art i de la tècnica en el qual es troba el coneixement de les seves característiques, del focus contaminant i dels seus efectes en l'àmbit de la bibliografia científica, i s'estableixen els paràmetres que permeten la seva quantificació. Es desenvolupen a continuació les dues metodologies que s'apliquen en l'actualitat per a determinar quantitativament el valor de la contaminació lumínica i seguir la seva evolució, models matemàtics i mapes de contaminació lumínica generats mitjançant teledetecció espacial a partir d'imatges adquirides mitjançant sensors remots hiperespectrals. Es planteja com a problema a resoldre; la caracterització quantitativa de la contaminació lumínica de forma longitudinal durant una dècada des de l'any 2014 fins a 2024 en una àrea d'estudi del litoral mediterrani. Es comparen els valors teòrics de contaminació lumínica obtinguts mitjançant el model de Walker (1977) amb els proporcionats pel sensor del VIIRS disponibles en els mapes de luminàncies del visor “Light Polution Map”. En el present treball, s'ha establit una metodologia per a la caracterització quantitativa de la CL de forma longitudinal durant una dècada des de l'any 2014 fins al 2024 en una zona delimitada del litoral mediterrani, comparant els valors teòrics de CL obtinguts mitjançant models empíric ja contrastat com el de Walker (1977) amb els obtinguts a partir d'imatges adquirides per teledetecció espacial com a font d'informació. Mitjançant la determinació dels paràmetres tecnicoeconòmics que caracteritzen els possibles factors causants de la CL, i contrastant aquesta informació amb els resultats de l'anàlisi de les dades, s'ha establit un model estadísticament robust que permet la caracterització quantitativa de la CL en l'àrea d'estudi en funció dels valors dels paràmetres que caracteritzen els focus contaminants que produeixen aquest impacte ambiental. A més, el model estadístic és un bon predictor dels valors futurs de la variable dependent coneixent les projeccions en el temps d'aquests paràmetres.

Night-time artificial lighting produces light pollution, an environmental impact that despite its increasing intensity is much less evident than other types of environmental pollution such as sound or the presence of toxic substances in the atmosphere. The main objective of the study is not so much the application of remote sensing techniques and empirical models contrasted in the scientific bibliography in the quantitative determination of light pollution on the Mediterranean coast, but to establish a methodology that allows quantitative characterisation of light pollution in a study area based on the values that are taken by the parameters that characterize the polluting focuses that produce this environmental impact. The phenomenon of light pollution is defined, and the state of the art and the technique in which the knowledge of its characteristics, the pollutant focus and its effects in the field of scientific bibliography is described, and the parameters that allow its quantification are established. The two methodologies that are currently applied are developed to quantitatively determine the value of light pollution and follow its evolution, mathematical models and light pollution maps generated by spatial remote sensing from images acquired by hyperspectral remote sensors. It is proposed as a problem to be solved; the quantitative characterization of light pollution in a longitudinal way during a decade from 2014 to 2024 in an area of study of the Mediterranean coast. The theoretical values of light pollution obtained through the Walker model (1977) are compared with those provided by the VIIRS sensor available in the lighting maps of the “Light Polution Map” viewer. In this work, a methodology has been established for the quantitative characterization of CL in a longitudinal way for a decade from 2014 to 2024 in a delimited area of the Mediterranean coast, comparing the theoretical values of CL obtained through empirical models already contrasted as Walker (1977) with those obtained from images acquired by spatial remote sensing as a source of information. By determining the techno-economic parameters that characterize the possible factors that cause CL and contrasting this information with the results of the data analysis, a statistically robust model has been established that allows the quantitative characterization of CL in the study area depending on the values of the parameters that characterize the polluting focuses that produce this environmental impact. In addition, the statistical model is a good predictor of the future values of these dependent time parameters knowing the values.