СВЕТЛИННО ЗАМЪРСЯВАНЕ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПРИЧИНИ, ЕФЕКТИ, РЕШЕНИЯ - ОКОЛЕН СВЯТ - 2025

На замърсяването светлина е намеса в природата на изкуствени източници на светлина, предизвикващи отрицателни въздействия на живи същества и да се отразява на човешките интереси. Малко внимание е обърнато на светлинното замърсяване, но то оказва влияние, като променя естествените цикли светло-тъмно.

Дълго време човешките същества използват нощта за своите занимания, изкуствено осветявайки и следователно засягайки естествената среда. Осъзнаването на светлинното замърсяване се появява едва през 60-70-те години (20-ти век), когато астрономите предупреждават за това. Това е така, защото отблясъците на градовете пречат на наблюденията и измерванията от астрономическите обсерватории.

Леко замърсяване на планетата Земя. Източник: Доминик Алвеш

Изкуствената светлина се разпространява в околната среда и благодарение на свойствата си на отражение и пречупване завършва, обхващайки заобикалящото пространство. Отражението определя, че фотоните (елементарни единици светлина) отскачат от повърхности и частици, които въздействат.

Причината за светлинното замърсяване е генерирането на изкуствена светлина от хора в излишък и без контрол. Нарастването на човешкото население и концентрацията му в градските центрове поражда това нарастващо търсене на светлина.

Освен това несъзнаването по отношение на капацитета на светлината като замърсител не създава нужда от адекватен контрол. Лошо насоченото улично осветление, ярките билбордове и нощното движение на моторни превозни средства създават излишна светлина.

Светлинното замърсяване варира в зависимост от вида на лампата, която я генерира, като най-замърсяващи са тези, които осигуряват синкаво-бяла светлина. Леки замърсявания, когато се проектират в околната среда, нахлуват в частни зони и ослепителни или претрупани райони.

Според източника, който го излъчва, светлинното замърсяване се получава от обществено или частно осветление, реклами, фарове на превозни средства и развлекателни отражатели.

Светлинното замърсяване има отрицателно въздействие върху хората, променяйки биологичния им часовник. Това се отразява на здравето, като генерира нервни проблеми, безсъние и дори хормонални дисбаланси.

По същия начин тя затруднява дейността на астрономическите обсерватории, тъй като отблясъците на градовете пречат на възприемането на нощното небе. Това също лишава гражданите от това естетическо преживяване.

От друга страна, лекото замърсяване предполага загуба на електроенергия, която представлява икономически загуби и разхищаване на ресурси. В допълнение, в процеса на производство на тази светлина, която се губи, се генерират други замърсители като CO2.

Светлинното замърсяване има отрицателно въздействие върху естествените екосистеми и може да засегне мигриращите птици, както и насекомите и жабите. Светлината променя пътя към морето на малките костенурки, след като излюпва яйцата по плажовете.

По принцип промяната на цикъла ден-нощ поражда промени в поведението на живите същества. Тези промени засягат храненето, размножаването им и връзката хищник-плячка. Растенията търпят изменения във фотопериода (отговор на продължителността ден-нощ), с последствия при цъфтежа.

Най-голямото светлинно замърсяване в света се случва в най-развитите страни и в големите градове. Основните източници на светлинно замърсяване са на източното крайбрежие на Съединените американски щати, Европа, северна Индия, Тайван, Япония и Китай.

Решенията на светлинното замърсяване са социални, правни и технически. В социално отношение е необходимо да се създаде информираност за съществуването на този вид замърсяване и неговите последици.

В юридическо отношение са необходими строги закони, които да регулират използването на осветлението. По същия начин е необходимо да се забрани прекомерната светлина над хоризонта и да се гарантира прилагането на адекватни технически мерки.

Технически има осветителни системи, които включват подходящи лампи (монохроматични), както и в правилната ориентация. Има и таймери, които ви позволяват да регулирате времето за осветление.

характеристики

Светлинното замърсяване се отнася до изкуствена светлина, когато се излъчва в повече или извън обхвата, в който е функционална. Характеристиките на дифузията на светлината, като отражение, генерират така наречения светещ блясък на градовете.

С други думи излъчената светлина се отразява от повърхностите и когато отиде към атмосферата, тя отскача от атмосферните частици, които я връщат.

Борлевата скала на тъмнината в небето

Джон Е. Бортъл създаде през 2001 г. скала (от 1 до 9), за да измери колко светло е нощното небе. Ниво 1 е най-тъмното небе, което може да се наблюдава от земята, с най-голям брой звезди. Докато ниво 9 съответства на нощното небе, гледано от центъра на голям град, където се виждат малко звезди.

Причини

Основната причина за светлинното замърсяване е излъчването на светлина чрез изкуствено осветление. Това от своя страна се определя от поредица от човешки потребности, които включват:

- Разрешавайте нощни занимания.

- Създаване на условия за сигурност на гражданите.

- Улесняване на безопасността на автомобилния трафик.

- Разширяване на икономическата активност.

- Рекламно осветление.

- Декоративно осветление.

Това излъчване на светлина може да причини замърсяване чрез действието на три основни фактора:

Директен проблем

Това е основният фактор на светлинното замърсяване, тъй като изкуствената светлина се излъчва в тъмната среда, за да я освети. Той е мощен източник на замърсяване поради своята интензивност и обикновено е многопосочен.

Модерен град е източник на светлина, благодарение на комбинацията от безброй източници, които включват обществено и частно осветление. Това включва улични и алейни улични лампи или лампи, светлини в домове и сгради за икономическа дейност, светещи табели, билбордове и фарове на превозни средства.

Тази излъчена светлина може да упражнява замърсяващия си ефект директно, когато е насочена към местообитание на живи същества. По същия начин може да го направи вторично чрез отражение или пречупване.

Отражение върху осветени повърхности

Излъчената светлина се отразява върху повърхностите на урбанизираната зона като улици, сгради, знаци и всеки обект в радиуса му на действие. Когато фотоните се сблъскат с тези повърхности, те се отразяват в различни посоки, генериращи сияйното сияние на града.

Този вторичен фактор на замърсяване обаче очевидно е по-слаб от първия. Всъщност в градовете, където електрическите крушки са насочени правилно, замърсяващият ефект на отражението е значително нисък.

Отражение в атмосферни частици

Накрая излъчената и отразена светлина се насочва към атмосферата и там тя се сблъсква с суспендираните частици.

Видове

Светлинното замърсяване може да бъде класифицирано по различни начини, в зависимост от вида на лампата, която я произвежда, нейните характеристики или източника, който я генерира.

- Според вида на лампата

Светлинното замърсяване ще варира в зависимост от вида на лампата, която осигурява светлината. Монохроматичните лампи като натриеви лампи ще бъдат по-малко замърсяващи от лампите с бяла светлина, като например луминесцентни лампи или някои светодиоди.

- Според неговите характеристики

Проектирана светлинна дифузия

Разсейването на светлината е дифузно и допринася съществено за отблясъците, излъчвани от градските центрове.

Инвазивна светлина

То е когато външният източник на светлина прониква в къщите или районите, където неговата осветителна функция не съответства, превръщайки се в замърсител.

Отблясъци или отблясъци

Това е прекомерно или внезапно осветление, което предизвиква отблясъци у пешеходците и водачите на превозни средства и може да причини аварии. Например високи лъчи на превозно средство.

Хетерогенно осветление или пренаселеност

Те са зони с неправилно осветление, с различни източници на светлина, причинявайки дезориентация, объркване, разсейване и стрес. Например голям брой светещи табели и улично осветление.

По същия начин, областите с излишък от изкуствено осветление могат да бъдат представени за изпълняваните там задачи.

- Според източника

Улично осветление

Това е най-големият източник на светлинно замърсяване, особено когато осветителната система не е проектирана правилно. Този източник е отговорен за 40 до 60% от светлинното замърсяване, както чрез дифузия на проецираната, така и от инвазивната светлина.

Леки предупреждения

В някои големи градове като Ню Йорк или Токио този източник на светлина достига високи нива на разпространение. То е пряка причина за замърсяване чрез дифузия на проецирана и инвазивна светлина, тъй като тя излъчва над хоризонта.

Фарове на автомобила

Това е мобилен и променлив източник и в градовете с висока степен на нощен трафик той се превръща във важен фактор на светлинното замърсяване. В зависимост от вида на фара и ако не са спазени правилата за неговата употреба, това е причина за замърсяване на отблясъците.

Частно осветление

Светлините в домовете, особено сградите в големите градове, генерират значително светлинно замърсяване.

Рефлекторите

Като цяло това е източник на замърсяване със светлинни точки, тъй като това са рефлекторите, използвани в публичните изложения. Замърсяването става чрез дифузия на проецирана и инвазивна светлина.

Ефекти редактират

Ефектите от светлинното замърсяване могат да бъдат групирани в три широки категории:

- Ефекти върху нощното небе

Светлинното замърсяване, генерирано от отблясъците на градовете, прави нощното небе невидимо. Можем да виждаме звездите благодарение на контраста на тяхната яркост (собствена или отразена) в контекста на небесната тъмнина.

Аспект на небето през нощта със и без светлинно замърсяване. Източник: Джеръми Стенли

Отблясъците на светлината от градовете увеличават яснотата на небесния фон над яркостта на звездите, което ги прави невидими.

- Въздействие върху хората и тяхното местообитание

Проникване на външна светлина

Външното осветление в градовете често генерира светлинно замърсяване, като навлиза в неприкосновеността на домовете. Понякога това може да бъде от полза, например като ни позволи да се движим наоколо през нощта, без да включваме вътрешни светлини.

Това обаче ограничава онези други обстоятелства, при които искате да запазите тъмнината, без да апелирате да затворите прозорците.

Въздействие върху здравето

Живите същества реагират на циркадни ритми, тоест физиологични реакции според определени периоди между 20 и 28 часа. Следователно промяната на светлия и тъмния цикъл поражда физически, умствени и поведенчески промени. Светлинното замърсяване причинява сериозни нарушения на съня и следователно поведение при хората.

Мелатонинът е нощен хормон, произведен от епифизната жлеза, който помага за регулиране на биологичния часовник и намалява нощното производство на естроген.

Доказано е, че когато човешкото тяло е подложено на изкуствено осветление, производството на мелатонин драстично намалява. Според проучвания (все още не е окончателно) това може да увеличи риска от някои видове рак.

От своя страна, Френската национална агенция по безопасност на храните, околната среда и работа (ANSES) посочи други рискове от светлинно замърсяване. Например, оксидативният стрес, генериран в ретината от високата честота на определени видове осветление (например: LED).

Икономически въздействия

Светлинното замърсяване е следствие от излишък на светлина, който се разпръсва, следователно предполага загуба от него. Изчислено е увеличение от не по-малко от 20%, което води до преки икономически загуби.

Към отпадъците, които водят до леко замърсяване, се прибавят всички икономически разходи, свързани с производството му (ресурси и замърсяване от други източници).

Освен това светлинното замърсяване наложи създаването на астрономически обсерватории на места, отдалечени от населените центрове. Това увеличи разходите за строителство и експлоатация, свързани главно с транспорта на материали, консумативи и персонал.

Технически въздействия

Астрономията е била засегната от светлинно замърсяване, поради гореспоменатите ефекти върху нощното небе. Всъщност астрономите бяха първите, които предупредиха за него и разработиха величина за измерването му.

Този индекс се нарича светене на небесния фон и измерва увеличаването на неговата яснота.

Естетични въздействия

Всеки, който никога не е бил далеч от градските центрове, не е успял да оцени напълно звездното небе. Това предполага загуба на значително естетическо и емоционално преживяване, което може да се преживее само като се отдалечи значително от градовете.

Имайте предвид, че светлинното замърсяване, генерирано от големите градове, се простира на десетки километри, свързвайки се със съседните градове. Следователно същата заплаха за нашия нощен пейзаж и някои автори говорят за културната загуба на „преживяването на нощта“

- Ефекти върху естествените екосистеми и биоразнообразието

Цикълът на деня и нощта с характерните нива на осветеност са управлявали еволюцията на видовете. Поради това те адаптират поведението си към този цикъл във всяка конкретна среда на планетата.

Животни

Дивите животни са още по-чувствителни към влиянието на светлинното замърсяване върху биологичния им часовник и етологията (поведението). Видовете с нощни навици като прилепите и някои земноводни виждат местообитанието им сериозно засегнато от нощното осветление.

Сблъсквайки се с необичайно осветление, животните се адаптират добре или чрез отхвърляне или привличане. Във всеки случай това предполага промени в храненето им, миграцията, размножаването или връзката хищник-плячка.

Например, когато люкарите на морски костенурки отиват в морето след излюпването, те губят пътя си към източници на светлина. Нощните грабливи птици като сови изискват тъмнина, за да открият и дебнат плячката си.

Видовете насекоми и жаби са привлечени от източници на светлина и популацията им намалява. Ето защо много осветените сгради в близост до природни територии имат отрицателен ефект върху тези организми.

Нека имаме предвид, че видовете с активен нощен цикъл са важна част от Царството на животните. Изчислено е, че около 30% от всички гръбначни и повече от 60% от безгръбначните животни са нощни.

Растения

Цъфтежът на растенията е процес, определен от взаимодействието на генетични и фактори на околната среда, включително фотопериода. Тоест, те реагират на продължителността на деня и нощта и промяната на тези ритми влияе на цъфтежа на определени видове.

Връзката на живите същества с циклите на светлината и тъмнината е толкова актуална, че е мотивирала развитието на две дисциплини на биологията. Една от тях е ескотобиологията, която изучава връзката между живота и тъмнината. Другото е хронобиология, която изучава биологичните ритми.

- Въздействие върху други замърсители

Киселинен дъжд

Фотохимичните ефекти са от съществено значение за определени процеси, които се генерират в атмосферата. Например, NOx радикалите в присъствието на светлина генерират киселини и при липса на светлина те се разлагат.

Следователно непрекъснатото изкуствено осветление увеличава производството на киселини и следователно киселинни дъждове. Счита се, че това увеличение достига между 5 и 7%.

Газове с парникови ефекти

Както споменахме, когато говорихме за икономическия ефект, около 20% от светлината се губи и се превръща в светлинно замърсяване. Но това също има отражение върху генерирането на други замърсители, по-специално при производството на CO2.

По-голямата част от електроенергията се произвежда в термоелектрически централи и те отделят CO2, който е основният парников газ, причинявайки глобално затопляне.

Примери за места със светлинно замърсяване

Най-фрапиращите случаи на светлинно замърсяване са големите градове на развитите страни. Поради високата концентрация на населението и високото икономическо ниво, излишъкът от нощно осветление е очевиден.

По отношение на световните региони най-голямо замърсяване е установено в Северна Америка, Европа и Азия.

Лас Вегас (САЩ) през нощта. Източник: EconomicOldenburger - Alles über den Las Vegas Strip

В Северна Америка изпъкват САЩ (особено източното крайбрежие), докато в Европа се открояват Гърция, Малта и Испания, а в Азия Япония, Тайван и Китай. На градско ниво в САЩ се открояват Лас Вегас и Ню Йорк. Други забележителни градове са Москва, Валенсия, Лондон, Ротердам, Париж, Хонконг и Токио.

В тези градове, поради своята величина и социално-икономическа динамика, нощният живот е интензивен, което води до търсенето на осветление в обществени и частни зони. По същия начин се наблюдава увеличение на трафика на моторни превозни средства през нощта и търговска промоция чрез светещи реклами.

Хонг Конг

Високата гъстота на населението и процъфтяващата икономика превръщат Хонконг в град с високо ниво на светлинно замърсяване. В него има повече от хиляда небостъргачи, което кара някои да го смятат за град с най-високо светлинно замърсяване в света.

Токио (Япония) свети през нощта. Източник: Моян Брен от Италия

Според проучване на Токийския университет, нощта в Хонконг е хиляда пъти по-ярка от установената граница.

Лас Вегас (САЩ)

Най-големият източник на доходи в този град е туризмът, свързан с хазарта, насърчаващ най-голямата концентрация на светещи знаци в света. От друга страна е обичайно да се използват рефлектори с висока мощност за пряко осветяване на небето.

Ню Йорк (САЩ)

Това е един от градовете с най-високо светлинно замърсяване в света, особено търговският квартал Манхатън. Като любопитен факт около 90 хиляди птици умират годишно, когато се сблъскат с небостъргачи, дезориентирани от интензивното осветление.

Валенсия Испания)

Валенсия е испанският град с най-голямо светлинно замърсяване и някои го поставят като най-големия в Европа. През 2007 г. този град е похарчил 1,5 милиона евро повече от Барселона, въпреки че има половината жители.

Въпреки това, днес се насърчава програма за замяна на неефективни улични лампи в общественото осветление, за да се намали светлинното замърсяване.

Solutions

Решенията за светлинно замърсяване обхващат социални, правни и технически мерки.

- Социални

Важно е да се повиши осведомеността относно светлинното замърсяване, неговите последици и решения, за да се постигне подкрепа от гражданите за неговия контрол. Необходима е подкрепа за свързани законодателни мерки и рационалното използване на осветлението в дома и общността.

- Правна

Съществува многообразие от правни права, включително права, които трябва да бъдат защитени от светлинно замърсяване. От правото на защита на визията на нощното небе като част от пейзажа, до защитата на естествените местообитания.

Затова е от съществено значение да има закони, които да регулират използването на осветление, ограничаващо светлинното замърсяване. Тоест, чрез регулиране да се определят периодите на използване на осветлението и прилагането на адекватно оборудване за рационално използване на светлината.

Особено актуална е забраната за излъчване на светлина над хоризонта, с изключение на изискванията за въздушна навигация.

- Техники

Отбори

Има лампи с таймери, които позволяват периодите на осветяване да се регулират според това, което е строго необходимо. По същия начин осветителните тела трябва да фокусират светлината стриктно към необходимите зони и да избягват разсейването му.

Това предполага адекватен дизайн на осветителната система и използване на подходящо оборудване за всеки случай. Трябва да се обърне специално внимание на наклона, посоката, характеристиките и вида на осветителните тела.

Така че светлината да не надвишава хоризонталната линия, има подходящи корнизи, които позволяват лампите да бъдат фокусирани към земята.

Лек тип

Най-малко замърсяващата светлина е монохроматична, тоест тази, която за разлика от бялата светлина е съставена от една дължина на вълната (или няколко дължини). Идеалните са натриеви лампи с ниско налягане (жълта светлина), тъй като те генерират по-малко светлинно замърсяване, причинявайки по-малко смущения.

райониране

Зонирането на територията е важно въз основа на реалните й нужди от осветление и уязвимостта му от светлинно замърсяване. Това позволява създаването както на регламенти, така и на други технически мерки, подходящи за всяка област.

Препратки

1. Buchiniz YN, Torre MG и Lepez HS (2010). Стойността на небесния ресурс - нощен пейзаж и светлинно замърсяване. Устна презентация. Тематична ос Въздействие върху околната среда, 2010 Конгрес на околната среда, Национален университет в Сан Хуан, Сан Хуан, Аржентина.
2. Чепесюк Р (2009). Липсва тъмното. Ефекти върху здравето от замърсяване на здравето. Перспективи за здравето на околната среда 117: 20-27.
3. Falchi F, Cinzano P, CD Elvidge, Keith DM и Haim A (2011). Ограничаване на въздействието на светлинното замърсяване върху човешкото здраве, околната среда и звездната видимост. Списание за управление на околната среда 92: 2714–2722.
4. González-Ríos I (2008). Светлинно замърсяване: последици за градските, обществените и енергийната ефективност. Реала 307: 27-65.
5. Herranz-Dorremochea C, Ollé-Martorell JM и Jáuregui-Sora F (2011). LED осветление и проблемът със светлинното замърсяване. Астрономия II етап, № 144: 36-42.
6. Hölker F, Wolter C, Perkin EK и Tockner K (2010). Светлинното замърсяване като заплаха за биологичното разнообразие. Тенденции в екологията и еволюцията 25: 681–682.
7. Longcore T и Rich C (2004). Екологично замърсяване на светлината. Преден Екол. Environ. 2: 191-198.