https://frosthead.com

NASA kan se dine ferielys fra rummet

Det er den tid på året, hvor ambitiøse husejere tager deres græsplæner og tag for at overgå deres naboer i et spil, der først kan overvælde det lokale elnettet. Resultaterne kan variere fra ensomme slikrør til fuldblæst ferielysdragere. Men uanset om du går i spjældet eller foretrækker en lavmælket visning af ferielyst, er en ting nu sandt: NASA holder øje med.

Relateret indhold

  • Mor Wallabies forsinker fødsler på grund af klare lys
  • Vis os feriedekorationer i dit kvarter

Forskere ved Goddard Space Flight Center i Maryland og Yale University i Connecticut brugte satellitbilleder til at spore lysmønstre i 1.200 byer over to og et halvt år. De fandt, at øget lys korrelerede perfekt med feriesæsonerne for Ramadan i Mellemøsten samt jul og nytårsaften overalt i verden. De så også variationer i, hvordan byer og kvarterer i disse byer fejrer disse ferier, meddelte holdet denne uge på American Geophysical Union's årlige møde i San Francisco.

"Hvad der sker i løbet af ferien er vores mønstre ændrer sig, " siger Miguel Román, en fysisk videnskabsmand ved NASA Goddard. I Vesten holder vi sent op med at drikke ægnæg og tager tidligt hjem fra arbejde. "Disse ændringer i adfærd er ændringer i efterspørgslen efter energitjenester." At forstå sådanne sæsonudsving kan i sidste ende fortælle os, hvad der driver kulstofemissionerne på lokalt niveau.

I hele USA så forskerne en stærkere samlet stigning i lys i forstæder og små byer sammenlignet med bycentre. Ændringer i belysning kodes af farver: grønt betyder en stigning, gult betyder fladt og rødt betyder et fald. (Jesse Allen, NASAs jordobservatorium) San Francisco følger mønsteret af stigning i lys i forstæder i byer. (Jesse Allen, NASAs jordobservatorium) Grønne områder i det nordlige Dallas, Texas og forstæderne i Houston, Texas, indikerer en stigning i ferielyset. "Det, du ser, er julelys fra rummet, " siger Román. (Jesse Allen, NASAs jordobservatorium) Stigninger i ferielys kan ses i Atlanta's forstæder, hvilket skaber en grøn "donut" rundt i byens centrum. (Jesse Allen, NASAs jordobservatorium) DC-Baltimore-området viser en stærkere stigning i lys i forstæderfylker som Loudon og Fairfax i Virginia, som er kendt for store, enfamilie "McMansions" med store gårdspladser, der tilbyder masser af plads til udendørs lys. (Jesse Allen, NASAs jordobservatorium) Kortlagt brug af belysning i Floridas byer viste en stigning i løbet af jul og nytår. (Jesse Allen, NASAs jordobservatorium) Los Angeles, Californien, viser rutede mønstre af lysforøgelser i grønt og konstanter i gult over hele byen, med mere grønt i kanterne. (Jesse Allen, NASAs jordobservatorium) Den stærkt boliglige Phoenix, Arizona, viser på den anden side grønne stigninger, selv centrum. (Jesse Allen, NASAs jordobservatorium)

Med hundreder af satellitter, der cirkler rundt om Jorden, kan det se ud som om det er let at klikke på et billede af nøjagtigt hvad der er nedenunder. Men det har været vanskeligt at få virkelig høje opløsningsbilleder, især når man bor i bymiljøer. I 2011 blev Suomi-NPP-satellitten lanceret med et fancy fladt kamera ombord. Dette særlige kamera har sensorer med lavt lys, der kan samle bølgelængder fra grønt til infrarødt og skabe mere intense billeder. Kameraet giver Suomi-NPP mulighed for at tage billeder af Jorden omkring kl. 1 lokal tid hver nat i meget høj opløsning.

”Det er ekstremt følsomt. Tillader, at hver enkelt pixel overeksponeres, kan vi vælge det svageste signal som en fiskerbåd ud af Somalias kyst, såvel som meget lyse signaler som vulkansk magma på den store ø Hawaii, ”forklarer Román.

I 2012 brugte NOAA kameraet til at fremstille et sammensat billede af et par måneders lys værd om natten. For at fremstille et sådant billede skal du køre de rå data gennem specielle algoritmer for at korrigere for hvid støj, såsom brande, reflekterende aerosoler og måneskin. NASA ville være i stand til at gøre dette dagligt, så Román begyndte at udforske muligheder. For at få en baseline så han på landdistrikter med lidt lysforurening og på ørkener. Men da han tog nogle indledende data for Egypten og Sahara, så noget underligt ud, som om lysene var for mættede.

”Dette skete i byområder, så vi kiggede nærmere på det, og det, vi indså, var, at det, vi så, var, at stigningen i signalet stemte perfekt med Ramadan-kalenderen, ” minder Román. Han mailede urbaniseringsspecialister på Yale, og de var fascinerede. Sikkert nok, de fandt den samme pigge næste år. I løbet af de næste to og et halvt år målte holdet data i tre ferieperioder: tre år med Ramadan om sommeren (i dette tilfælde) og to års jul plus nytår fra Thanksgiving-ugen til den første uge i januar. De kørte billederne gennem en specielt designet algoritme og sammenlignede lyssignalet i disse perioder med resten af ​​året i tre geografiske områder: Mellemøsten, Nordamerika og Caribien.

Sne viste sig at være et stort problem. Ser man på den første runde af juledata fra det centrale USA, så Román en enorm spids i Denver i 2012. Men det var ikke kun julelys, det var lampelys, der reflekterede frisk sne, så de måtte tage de fleste byer nord af St. Louis. Stadig var de i stand til at indhente nogle generelle tendenser og producerede kort til ferieperioderne.

I 70 byer i USA blinkede lysene lysere under jul og nytår uanset økonomiske eller andre faktorer. "[Det er], der sporer denne nationale fælles tradition, " siger Román. Især byforstæder viste en stigning på 30 til 50 procent i lysintensitet, mens de fleste bycentre steg med 20 til 30 procent. Det er sandsynligvis fordi en større gård betyder mere plads til opblæsning af Santas og glød-i-mørke rensdyr.

Holdet kiggede på lette mønstre for de 30 mest folkerige byer i Puerto Rico. Holdet kiggede på lette mønstre for de 30 mest folkerige byer i Puerto Rico. (Jesse Allen, NASAs jordobservatorium)

I Romans hjemlige Puerto Rico dukkede også julemønster op. Ved hjælp af deres algoritme var forskerne faktisk i stand til at gruppere kulturcentre for feriefestivaler, industribyer og flere landsbyer baseret på borgernes energivaner. "[Vi] er nu i stand til at klassificere byer som en funktion af dens indbyggers energiadfærd. Adfærd, der er baseret på normerne, på kulturens identitet, " forklarer Román. "Dette er måde køligere end at se julelys fra rummet."

I Mellemøsten brændte lysene fra større byer lysere i løbet af den hellige måned Ramadan, hvilket typisk kulminerede med et højdepunkt forbundet med Eid-festlighederne. Generelt steg lysene i byens centrum med gruppebønaktiviteter om natten og folk, der skulle på arbejde tidligere.

Forskelle på tværs af lande stod ud. Saudi-Arabien havde den mest intense stigning i Ramadan, mens lysene i Istanbul var lidt svagere. Saudi-Arabien er mere konservativ, mens Tyrkiet er mere sekulært. "Nattetidspor sporer virkelig de kulturelle forskelle mellem disse byer og de lande, der er vært for dem, " siger Eleanor Stokes, en kandidatstuderende ved Yale, der samarbejdede om studiet. Tel Aviv havde især ingen stigning i belysning i den muslimske hellige måned. Og byer i Irak og Libanon så neddybninger i nattelys, som forskerne forbinder til upålidelig elektricitet. I Syrien svarede fald i lyset om natten i Aleppo og Damaskus sandsynligvis til politisk og militær uro. "Disse nattelys er virkelig på nogle måder som en bys EKG, " siger Stokes.

I Egypten kiggede forskerne nærmere på 20 kvarterer i Kairo og fandt ud af, at fattigere områder så en mindre top under Ramadan og valgte at lade lysene slukke af økonomiske eller måske kulturelle årsager. "Du kan se de sociale og kulturelle aftryk i energisignaturerne, " siger Stokes.

Let brug i saudiarabiske byer som Riyadh og Jeddah steg med ca. 60 til 100 procent i løbet af Ramadan-måneden. (Jesse Allen, NASAs jordobservatorium) Let brug i tyrkiske byer, som Istanbul, viste en stigning, men en mindre. (Jesse Allen, NASAs jordobservatorium) I Kairo på tværs af linjen toppede lysmønstre sig i løbet af Ramadan-måneden, især i byens centrum. Amman, Jordan, viste et lignende stigningsmønster. Ikke overraskende forblev lysene fra Tel Aviv, Israel, temmelig konstante. (Jesse Allen, NASAs jordobservatorium)

Dataene giver dem ikke et nøjagtigt mål for den samlede energiforbrug på en byblok, men lysene giver en proxy til sporing af energiforbrugende mønstre. ”Dette er den faktor, der er mest følsom overfor menneskelig adfærd. Når folk tænder for lysene, er den næste ting, de tænder for, brødristeren og varmeapparatet, ”siger Román. ”Det er de adfærdsmønstre, vi prøver at se.”

Byområder står for en enorm del af energiforbruget og emissionerne, så forskerne håber at overlejre dataene med kulstofemissioner og energiforbrugsdata fremover. "Kuldioxidemissioner giver dig hvornår, hvor og hvor meget. Men det fortæller dig ikke, hvad der driver det, " siger Román. At se på belysningsdataene mod emissioner kan hjælpe med at opbygge mere lokaliserede klimabegrænsende strategier. Román påpeger: "Hvad der vil arbejde i New York City, behøver ikke nødvendigvis at arbejde for Amarillo, Texas."

På denne måde giver billederne meget mere end smukke billeder af Jorden fra rummet.

Bemærk: Denne artikel er blevet opdateret for at afspejle det faktum, at der ikke er nogen aktive vokanoer på Kauai.

NASA kan se dine ferielys fra rummet