Ljusförorening

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 7 december 2021; kontroller kräver 5 redigeringar .

Ljusföroreningar (flare) är belysningen av natthimlen av artificiella ljuskällor, vars ljus sprids i de lägre skikten av atmosfären , stör astronomiska observationer och förändrar levande varelsers biorytmer, vilket leder till döden av några av dem [1] . Ibland kallas detta fenomen även för lätt smog .

Orsaker till ljusföroreningar

De främsta källorna till ljusföroreningar är stora städer och industrikomplex . Ljusföroreningar skapas av gatubelysning , arkitektonisk belysning, upplysta skyltar eller spotlights. I Europa lyser många diskotek kraftfulla ljusstrålar mot natthimlen.

En betydande del av urban eller industriell belysning riktas eller reflekteras uppåt, vilket skapar så kallade ljuskupoler över städer . Detta orsakas av den suboptimala och ineffektiva utformningen av många belysningssystem som leder till energislöseri . Effekten av skylightening förstärks av dammpartiklar och aerosoler som är vanliga i luften . Dessa partiklar bryts dessutom, reflekterar och sprider det utsända ljuset.

Ljusföroreningar följer med fenomenet industrialisering och förekommer främst i tätbefolkade regioner i utvecklade länder . I Europa utsätts mer än hälften av befolkningen regelbundet för ljusföroreningar på ett eller annat sätt. Den årliga ökningen av ljusföroreningar i olika europeiska länder varierar från 6 % till 12 %.

I vissa regioner bedrivs kampen mot ljusföroreningar på lagstiftningsnivå [2] .

Typer

En ljuskälla som överskrider acceptabla gränser orsakar ofta flera typer av problem samtidigt.

Light Invasion

Ljusinträngning uppstår när till exempel ljus kommer in i en grannes fönster och håller dem vakna. International Dark Sky Association har utvecklat flera ljusförordningar för att bekämpa ljusföroreningar. Kärnan i dessa dekret kokar ner till det faktum att det är nödvändigt att begränsa ljuset som stiger upp i himlen och skapar den så kallade. himmel glöd. Detta är vilket ljus som helst som avges 90 grader över nadir . Det är också tänkt att minska ljus som sänds ut i en vinkel på 80-90 grader - ljuset från detta håll och skapar de flesta problemen med ljusintrång.

Överdriven belysning

Överdriven belysning är ett fenomen där ljusintensiteten överstiger vad som är nödvändigt för en viss aktivitet. I synnerhet i USA orsakar överdriven belysning förbrukningen av cirka två miljoner fat olja per dag, mer än nödvändigt. Energirevisionsdata visar att cirka 30-60 % av den el som förbrukas vid belysning av lokaler är överflödig. [3] Även bland utvecklade länder finns det skillnader i mönster för ljusanvändning. Amerikanska städer sänder ut 3-5 gånger mer ljus per capita än tyska städer [4] . Överdriven belysning beror på följande faktorer:

De flesta av dessa problem kan enkelt lösas med billig och tillgänglig teknik. Det viktigaste är allmänhetens medvetenhet. Detta bör starta processen för att eliminera överdriven belysning. Vid indirekt belysning kan det krävas mjukningsfilter, bakgrundsbelysningsteknik eller andra lösningar för att dämpa effekten av direkt belysning.

Light Blinding

Blindning av ljus kan klassificeras på olika sätt. En sådan klassificering beskrevs av Bob Mison, koordinator för British Astronomical Associations "dark sky"-kampanj, enligt följande: [7]

Mario Motta, ordförande för Massachusetts Medical Society , sa: "Ljusbländning är ett hot mot folkhälsan, särskilt för äldre. Ofullständig blindhet, som oftast uppstår under körning, bidrar till olyckor.”[ Motta, Mario (2009-06-22). "USA:s läkare går med i kampen mot ljusföroreningar". Nyheter. Sky & Telescope. Hämtad 2009-06-23.] Blindeffekten beror till stor del på minskad kontrast på grund av ljusspridning i ögat eller andra orsaker.

Ett överflöd av ljuskällor

Kluster av ljuskällor kan vara distraherande på vägarna och orsaka olyckor. Också farliga är lysande skyltar , speciellt inriktade på att väcka uppmärksamhet.

Konsekvenser

Inverkan på människors hälsa och psykologi

Medicinsk forskning om effekterna av överdriven belysning på människor visar att en mängd olika negativa hälsoeffekter kan orsakas av ljusföroreningar eller exponering för överdrivet ljus. Hälsoeffekterna av överbelysning eller felaktig spektral sammansättning av belysning kan innefatta: ökad huvudvärk, arbetströtthet, stress, ökad ångest och andra symtom [8] [9] [10] [11] . Djurmodeller har också studerats som visar att oundvikligt ljus har en negativ effekt på humöret [12] . För individer som måste vakna på natten hade ljus på natten också en akut effekt på deras vakenhet och humör [13] .

I boken Blinded by the Light?, skriven av professor Stephen Lockley, kan man hitta orden: ”Ljuspenetration, även om den är svag, kan ha en måttlig effekt på sömnstörningar och melatoninundertryckning . Även om dessa influenser är relativt små från natt till natt, kan en kontinuerlig dygnsrytm , sömn och hormonella störningar medföra långsiktiga hälsorisker . Rött ljus hämmar melatonin minst [15] .

Ekosystemstörningar

När artificiellt ljus påverkar organismer och ekosystem kallas det miljöljusföroreningar. Medan ljus på natten kan vara fördelaktigt, neutralt eller skadligt för specifika arter, förändrar dess närvaro undantagslöst ekosystemen. Till exempel undviker vissa arter av spindlar upplysta områden, medan andra arter gärna skapar sitt nät direkt på en gatlykta. Eftersom gatubelysning lockar många flygande insekter, får spindlar som inte har något emot ljuset en fördel framför spindlar som undviker det. Detta är ett enkelt exempel på hur artöverflöd och näringsnät kan störas av införandet av ljus på natten. Ljusföroreningar är ett allvarligt hot (särskilt mot det nattliga djurlivet), med negativa effekter på växt- och djurfysiologi. Detta kan förvirra djurnavigering, förändra tävlingsinteraktioner, förändra förhållanden mellan rovdjur och bytesdjur och orsaka fysiologisk skada [16] . Forskning tyder på att ljusföroreningar runt sjöar hindrar djurplankton (som daphnia) från att livnära sig på alger, vilket orsakar vattenblomningar. Detta kan förstöra andra sjöväxter och minska vattenkvaliteten [17] .

Ljusföroreningar kan också påverka ekosystemen på andra sätt. Till exempel har lepidopterister och entomologer visat att ljus på natten kan göra det svårt för nattfjärilar och andra nattaktiva insekter att navigera. [18] Blommorna som blommar på natten beror på pollineringen av dessa nattfjärilar, och därför får nattljus konsekvenser för dem. Detta kan leda till en minskning av antalet växtarter som i detta scenario inte kommer att kunna föröka sig, samt till en förändring av regionens ekologi. [19] Bland nattaktiva insekter är eldflugor  särskilt intressanta föremål för studier av ljusföroreningar: deras glöd är förknippat med sexuellt beteende och därför är de mycket känsliga för ljusnivåer i miljön [20] . Eldflugor är bra modeller för att studera ljusets effekter på det nattliga djurlivet, samt bra bioindikatorer för artificiellt nattljus på grund av deras känslighet och snabba reaktion på miljöförändringar [21] .

En studie från 2009 [22] rapporterar skadliga effekter på djur och ekosystem på grund av oregelbundet polariserat ljus eller artificiellt polariserat ljus (även under dagen, eftersom riktningen för den naturliga polariseringen av solljus och dess reflektion är en informationskälla för många djur). Denna typ av förorening kallas polariserad ljusförorening. Artificiella polariserade ljuskällor kan inducera olämpligt beteende i polarisationskänsliga taxa och förändra ekologiska interaktioner.

Ljus på höga strukturer kan vara desorienterande för flyttfåglar. En uppskattning av antalet fåglar som har dött på grund av att uppmärksamma de höga tornen är mellan 4 och 5 miljoner individer per år. Fatal Light Awareness Program samarbetar med byggnadsägare i Toronto, Ontario och andra kanadensiska städer för att minska fågeldödligheten genom att släcka lampor under fågelvandring.

Baby havssköldpaddor  är ett annat offer för ljusföroreningar. Det finns en vanlig missuppfattning att de attraheras av vatten av månen. Snarare hittar de havet genom att flytta bort från den mörka silhuetten av sanddynerna och deras växtlighet. Således kan sådant beteende störas av artificiellt ljus [23] . Unga sjöfåglar kan också bli desorienterade av ljus när de lämnar sina bon och flyger ut i havet [24] .

Även groddjur och reptiler påverkas av ljusföroreningar. Införandet av ljuskällor under mörka perioder kan störa produktionen av melatonin. Melatonin  är ett hormon som reglerar fotoperiodisk fysiologi och beteende. Vissa arter av grodor och salamandrar använder ljusberoende kompasser för att rikta sitt migrerande beteende mot sina häckningsplatser. Det injicerade ljuset kan också orsaka utvecklingsstörningar som skador på näthinnan, genetiska mutationer [25] [26] [16] .

Konsekvenser inom astronomi

Astronomi är mycket känslig för ljusföroreningar. Natthimlen sett från staden har ingen likhet med en riktig mörk himmel. Skyglow (spridning av ljus i atmosfären) minskar kontrasten mellan stjärnor och galaxer och själva himlen, vilket gör det svårt att se dunkla objekt. Detta är en av faktorerna som har tvingat fram nya teleskop på allt mer avlägsna platser från staden. Vissa astronomer använder bredbandsfilter för att öka kontrasten och förbättra utseendet på dunkla objekt som galaxer och nebulosor. [27] Tyvärr eliminerar inte dessa filter effekten av ljusföroreningar. De minskar ljusstyrkan på föremålet som studeras, och detta begränsar användningen av höga förstoringar. Ljusföroreningsfilter fungerar genom att blockera vissa våglängder av ljus som ändrar färgen på ett föremål, vilket ofta skapar en uttalad grön nyans. Dessutom fungerar de bara på vissa typer av objekt (främst emissionsnebulosor ) och är till liten nytta på stjärnor. Synligheten för himlaobjekt som galaxer och nebulosor påverkas mer av ljusföroreningar än stjärnors synlighet. På grund av sådana ljusstyrkaproblem visar sig många föremål helt enkelt vara osynliga i den kraftigt förorenade himlen runt stora städer. För att förstå hur mörk himlen är, leta bara efter Vintergatan , som är tydligt synlig på den naturliga himlen en klar, månlös astronomisk natt . Ljusinträngning gör det också svårt för betraktaren att anpassa sig till mörkret.

Luftföroreningar

En studie som presenterades vid American Geophysical Society visade att ljusföroreningar förstör nitratradikaler , vilket förhindrar den normala nattliga minskningen av atmosfärisk smog som produceras av avgaser från bilar och fabriker. [28] [29] . Dessutom, när belysningsarmaturer drivs av elkällor som använder fossila bränslen , på grund av energiförluster, ökar koncentrationen av koldioxid i atmosfären, vilket kan provocera fram global uppvärmning .

Minska den naturliga polariseringen av himlen

På natten är polariseringen av månsken på himlen kraftigt reducerad i närvaro av stadsljusföroreningar, eftersom spritt stadsljus inte är mycket polariserat [30] . Polariserat månsken kan inte ses av människor, men tros användas av många djur för navigering.

Åtgärder för att minska ljusföroreningar

Enligt rekommendationen från International Light Pollution Association http://darksky.org/lighting/lighting-basics/ , för att minimera de skadliga effekterna av ljusföroreningar, samt spara energi:

År 2001 grundades International Dark Sky Sites Program, som certifierar vissa platser som fria från ljusföroreningar. I början av 2022 var 195 sådana platser certifierade i världen [31] . Till exempel, 2016 i Tibet , fick ett område på 2,5 tusen kvadratkilometer status som ett speciellt skyddat område, där astronomer och turister kan titta på stjärnorna utan rädsla för ljusföroreningar [32] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Kaptsov V.A. , Deinego V.N. Utvecklingen av artificiell belysning: en hygienists syn / Ed. Vilk M.F., Kaptsova V.A. - Moskva: Ryska vetenskapsakademin, 2021. - 632 s. - 300 exemplar.  - ISBN 978-5-907336-44-2 . Arkiverad 14 december 2021 på Wayback Machine
  2. ↑ Tatyana Matantseva . Fighting the Light of Big Cities  (ryska)  (27 oktober 2009). Arkiverad från originalet den 29 januari 2010. Hämtad 29 oktober 2009.
  3. ↑ Lumina Technologies, Santa Rosa, Kalifornien, Undersökning av 156 kommersiella byggnader i Kaliforniens energianvändning, augusti 1996
  4. ↑ Kyba Christopher , Garz Stefanie , Kuechly Helga , de Miguel Alejandro , Zamorano Jaime , Fischer Jürgen , Hölker Franz. Högupplösta bilder av jorden på natten: nya källor, möjligheter och utmaningar  //  Fjärranalys. - 2014. - 23 december ( vol. 7 , nr 1 ). - S. 1-23 . — ISSN 2072-4292 . - doi : 10.3390/rs70100001 .
  5. ↑ Fotios S , Gibbons R. Vägbelysningsforskning för förare och fotgängare: Grunden för rekommendationer för luminans och belysningsstyrka  //  Lighting Research & Technology. - 2018. - Januari ( vol. 50 , nr 1 ). - S. 154-186 . — ISSN 1477-1535 . - doi : 10.1177/1477153517739055 .
  6. ↑ 1 2 Kyba Christopher CM , Mohar Andrej , Pintar Gašper , Stare Jurij. Ett lysande exempel på hållbar kyrkobelysning med EcoSky LED: 96 % minskning av energiförbrukningen och dramatisk minskning av ljusföroreningar.  (engelska)  // International Journal of Sustainable Lighting. - 2018. - 20 februari ( vol. 19 , nr 2 ). — S. 132 . — ISSN 2586-1247 . - doi : 10.26607/ijsl.v19i2.80 .
  7. ↑ Mizon, Bob (2001) Ljusförorening: svar och åtgärder. Springer. ISBN 1-85233-497-5
  8. ↑ Burks, Susan L. (1994) Hantera din migrän, Humana Press, New Jersey. ISBN 0-89603-277-9 .
  9. ↑ Cambridge Handbook of Psychology, Health and Medicine, redigerad av Andrew Baum, Robert West, John Weinman, Stanton Newman, Chris McManus, Cambridge University Press (1997) ISBN 0-521-43686-9
  10. ↑ Pijnenburg, L.; Camps, M. och Jongmans-Liedekerken, G. (1991) Ser närmare på assimileringsbelysning, Venlo, GGD, Noord-Limburg
  11. ↑ KNEZ IGOR. EFFEKTER AV LJUSFÄRG PÅ ICKEVISUELLA PSYKOLOGISKA PROCESSER  (engelska)  // Journal of Environmental Psychology. - 2001. - Juni ( vol. 21 , nr 2 ). - S. 201-208 . — ISSN 0272-4944 . - doi : 10.1006/jevp.2000.0198 .
  12. ↑ Fonken LK , Finy MS , Walton JC , Weil ZM , Workman JL , Ross J. , Nelson RJ Influence of light at night on murina ångest- och depressiva-liknande svar.  (engelska)  // Behavioural Brain Research. - 2009. - 28 december ( vol. 205 , nr 2 ). - s. 349-354 . - doi : 10.1016/j.bbr.2009.07.001 . — PMID 19591880 .
  13. ↑ Plitnick B. , Figueiro MG , Wood B. , Rea MS. Effekterna av rött och blått ljus på vakenhet och humör på natten  //  Lighting Research & Technology. - 2010. - 2 mars ( vol. 42 , nr 4 ). - S. 449-458 . — ISSN 1477-1535 . doi : 10.1177 / 1477153509360887 .
  14. ↑ CfDS Handbook. Britastro.org. Hämtad 2010-09-04.
  15. ↑ Cheung, Maria (2009-11-29). Skiftarbete på kyrkogård kopplat till cancer. Nyheter. University of Connecticut Health Center. Hämtad 2012-07-06.
  16. ↑ 1 2 Perry, G.; Buchanan, B.W.; Fisher, R.N.; Salmon, M.; Wise, SE (2008). "Effekter av artificiell nattbelysning på amfibier och reptiler i stadsmiljöer". I Bartholomew, JC; Mitchell, REJ; Brown, B. Urban Herpetology. 3. Society for the Study of Amphibians and Reptiles. pp. 239-256. ISBN 0-916984-79-6 .
  17. ↑ Kommersiellt fiske: De bredare ekologiska effekterna  //  Kommersiellt fiske: De bredare ekologiska effekterna. - S. 1-4 . — ISBN 9780470694961 . - doi : 10.1002/9780470694961.ch1 .
  18. ↑ Frank, Kenneth D. (1988). "Påverkan av utomhusbelysning på nattfjärilar". Journal of the Lepidopterists' Society. International Dark Sky Association. 42:63-93. Arkiverad från originalet 2006-06-17.
  19. ↑ Bekräftat: Nattljus driver pollinatörer bort från växter Atlanten, 2017
  20. ↑ Firebaugh Ariel , Haynes Kyle J. Experimentella tester av ljusföroreningseffekter på nattlig uppvaktning och spridning av   insekter // Oecologia . - 2016. - 19 september ( vol. 182 , nr 4 ). - P. 1203-1211 . — ISSN 0029-8549 . - doi : 10.1007/s00442-016-3723-1 .
  21. ↑ Viviani Vadim Ravara , Rocha Mayra Yamazaki , Hagen Oskar. Fauna de besouros bioluminescentes (Coleoptera: Elateroidea: Lampyridae; Phengodidae, Elateridae) nos municípios de Campinas, Sorocaba-Votorantim e Rio Claro-Limeira (SP, Brasil): biodiversidade e influência da urbanização  // Enta Bioglincia da urbanização  . - 2010. - Juni ( vol. 10 , nr 2 ). - S. 103-116 . — ISSN 1676-0603 . - doi : 10.1590/S1676-06032010000200013 .
  22. ↑ Horváth Gábor , Kriska György , Malik Péter , Robertson Bruce. Polariserad ljusförorening: en ny typ av ekologisk fotoförorening  (engelska)  // Frontiers in Ecology and the Environment. - 2009. - Augusti ( vol. 7 , nr 6 ). - s. 317-325 . — ISSN 1540-9295 . - doi : 10.1890/080129 .
  23. ↑ Salmon, M. (2003). "Artificiell nattbelysning och havssköldpaddor" (PDF). Biolog. 50:163-168.
  24. ↑ Rodríguez A. , Rodríguez B. , Curbelo Á. J. , Pérez A. , Marrero S. , Negro JJ Faktorer som påverkar dödligheten hos klippvatten som strandat av ljusföroreningar  //  Animal Conservation. - 2012. - 17 april ( vol. 15 , nr 5 ). - P. 519-526 . — ISSN 1367-9430 . - doi : 10.1111/j.1469-1795.2012.00544.x .
  25. ↑ Woltz Hara W. , Gibbs James P. , Ducey Peter K. Vägkorsningsstrukturer för amfibier och reptiler: Informerande design genom beteendeanalys  //  Biologisk bevarande. - 2008. - November ( vol. 141 , nr 11 ). - P. 2745-2750 . — ISSN 0006-3207 . - doi : 10.1016/j.biocon.2008.08.010 .
  26. ↑ Barrett Kyle , Guyer Craig. Olika reaktioner från amfibier och reptiler i strand- och vattenlivsmiljöer på markanvändningsstörningar i västra Georgia, USA  //  Biological Conservation. - 2008. - September ( vol. 141 , nr 9 ). - P. 2290-2300 . — ISSN 0006-3207 . - doi : 10.1016/j.biocon.2008.06.019 .
  27. ↑ "Användning av ljusföroreningsfilter inom astronomi". Astronexus. Hämtad 2011-12-03.
  28. ↑ "Stadsbelysning 'ökar föroreningar'". BBC Nyheter. 2010-12-14.
  29. ^ "Nattens fotokemi: Nitratradikal förstörelse av antropogena ljuskällor".
  30. ↑ Kyba CCM , Ruhtz T. , Fischer J. , Hölker F. Lunar takfönsterpolarisationssignal förorenad av stadsbelysning  //  Journal of Geophysical Research: Atmospheres. - 2011. - 17 december ( vol. 116 , nr D24 ). - P. n/a - n/a . — ISSN 0148-0227 . - doi : 10.1029/2011JD016698 .
  31. ^ International Dark Sky Places . Hämtad 18 april 2022. Arkiverad från originalet 20 april 2022.
  32. ↑ En mörk himmelsreserv dök upp i Tibet . Hämtad 18 april 2022. Arkiverad från originalet 18 april 2022.

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk