Luzes das cidades vistas do espaço mostram noites da Terra instáveis

As luzes das cidades da Terra observadas do espaço durante a noite tornaram-se muito voláteis: entre 2014 e 2022, muitas regiões alternaram repetidamente entre maior e menor brilho em períodos curtos.

Esta instabilidade faz do resplendor urbano um indicador sensível de perturbações, mudanças de políticas e desenvolvimento desigual à escala planetária.

Luzes da Terra à noite

Em mais de um milhão de imagens noturnas de satélite, as áreas iluminadas revelaram inversões frequentes, em vez de uma subida ou descida contínua.

Ao acompanhar estas variações, Christopher Kyba, físico da Universidade do Ruhr em Bochum, registou de que forma as oscilações locais se combinaram num padrão mundial de aumentos e reduções simultâneos do brilho.

Ao longo dos nove anos analisados, os mesmos locais mudaram muitas vezes, pelo que os aumentos em algumas regiões foram compensados pelas diminuições noutras.

Este movimento de vaivém mostra que uma única média global oculta o verdadeiro calendário e as causas das alterações, tornando necessário observar com detalhe a forma como foram registadas.

Imagens diárias ao longo do tempo

Os mapas mais antigos combinavam muitas noites, fazendo com que quebras e aumentos breves se perdessem frequentemente nas médias mensais ou anuais.

Com imagens diárias de satélite, os investigadores seguiram as luzes das cidades vistas do espaço para captar mudanças de curta duração, corrigindo simultaneamente o ângulo de observação para melhorar a precisão.

As ruas dos bairros tendem a parecer mais luminosas quando vistas de lado, enquanto os quarteirões densos dos centros urbanos brilham geralmente mais quando observados diretamente de cima.

“Até agora, não tinha sido realizada nenhuma análise global com dados noturnos de resolução total”, afirmou Kyba.

Crescimento depois de escurecer

No leste da China, na Índia e em partes de África, a iluminação noturna aumentou à medida que as cidades se expandiam e a eletricidade chegava a mais habitações.

A eletrificação rápida, ou seja, a expansão de um fornecimento elétrico fiável, levou muitas vezes zonas antes pouco iluminadas a surgir pela primeira vez nos registos de satélite.

O sul da Índia continuou a tornar-se mais brilhante durante grande parte do período, enquanto os ganhos no norte ocorreram mais cedo, com programas de iluminação pública e eletrificação rural.

Grande parte deste crescimento resultou de um desenvolvimento normal, embora as mesmas regiões continuassem a ter zonas pontuais mais escuras devido a demolições, falhas de energia ou deslocações.

Noites mais escuras na Europa

Na Europa, o sinal geral evoluiu no sentido contrário: a luz noturna observada caiu 4% face aos níveis de 2014.

A França destacou-se com uma redução de 33%, à medida que as localidades desligavam mais candeeiros públicos depois da meia-noite para poupar energia.

Ao contrário do aumento constante de luminosidade observado noutros locais, a Alemanha manteve-se quase estável, pois as zonas mais brilhantes e as mais escuras quase se anularam mutuamente.

A diminuição europeia também poderá parecer menor vista da órbita, porque a iluminação LED pode parecer mais branca às pessoas do que ao sensor.

Choques na iluminação

Quando os confinamentos da COVID-19 se disseminaram no início de 2020, o registo diário detetou um escurecimento súbito nas zonas industriais asiáticas e noutras áreas muito movimentadas.

Mais tarde, a Ucrânia escureceu acentuadamente após a invasão da Rússia, e a crise energética europeia de 2022 deixou outra redução distinta em todo o continente.

Como os dados eram diários, os investigadores conseguiram associar as alterações a perturbações específicas, em vez de observarem apenas um resultado anual indistinto.

As luzes noturnas passaram a ser um indicador prático da pressão sobre as infraestruturas, o comércio e a circulação quotidiana depois de anoitecer.

Razões diferentes para o escurecimento

Noites mais escuras nem sempre significavam um resultado positivo, pois alguns locais reduziram a iluminação devido a regras de poupança energética, enquanto outros escureceram por colapso.

A Venezuela perdeu mais de um quarto da luz registada em 2014, refletindo o declínio económico, infraestruturas degradadas e um fornecimento elétrico instável.

A África do Sul é outro exemplo: os cortes rotativos de eletricidade podem escurecer repetidamente os bairros sem qualquer objetivo deliberado de conservação.

A Europa demonstra também como regulamentos, restrições horárias e iluminação LED podem reduzir as medições por satélite sem escurecerem as ruas na mesma proporção.

O que os satélites detetam

Noite após noite, o Black Marble da NASA transforma a ténue luz emitida para cima num registo diário obtido por três satélites em órbita.

Cada píxel abrange cerca de 0,5 km², área suficiente para captar bairros, portos, autoestradas e campos petrolíferos.

O sensor mede a radiância, o sinal de luz ascendente que consegue detetar, excluindo desta análise os incêndios e as auroras.

Ainda assim, este registo tem limitações, porque os satélites não captam as alterações na iluminação que ocorrem mais cedo ao início da noite.

A importância da luz noturna da Terra

Noites mais luminosas implicam custos que vão além do consumo de energia, já que a luz artificial noturna pode perturbar os padrões de migração e alimentação.

O crescimento das plantas, a polinização e a reprodução também podem ser alterados, o que significa que uma rua mais iluminada pode produzir efeitos no habitat próximo.

“A luz artificial é uma grande consumidora de eletricidade durante a noite, e a poluição luminosa prejudica os ecossistemas”, afirmou Kyba.

Mapas mais precisos poderiam, por isso, orientar tanto a política energética como os esforços para proteger a vida selvagem junto das cidades.

A Europa procura melhores dados

A Europa continua sem um satélite dedicado à luz noturna, pelo que os investigadores dependem em grande medida de plataformas norte-americanas e chinesas para este tipo de registo.

O projeto Night Watch da ESA está agora a testar o contributo que uma futura missão europeia poderia dar.

Uma sensibilidade superior permitiria detetar luz mais fraca, enquanto uma resolução mais elevada reduziria a atual incerteza sobre o que realmente mudou no terreno.

Com esse nível de detalhe, seria mais simples interpretar o escurecimento, quer resulte de conservação, crise, reconstrução ou substituição por iluminação LED.

Luzes das cidades e as futuras noites da Terra

Em última análise, as luzes das cidades vistas do espaço constituem um sinal poderoso, mas incompleto, de como o planeta está a mudar.

Em vez de um planeta que apenas se torna mais brilhante, o novo mapa mostra terras iluminadas a responder continuamente ao crescimento, à pressão e à contenção.

Quando usada com cuidado, a luz noturna torna-se simultaneamente mais útil e mais complexa: um sinal que acompanha rapidamente a mudança, mas que não consegue explicar sozinho as suas motivações.