СВЕТОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПРИЧИНЫ, ПОСЛЕДСТВИЯ, РЕШЕНИЯ - ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА - 2025

Световое загрязнение является вмешательство в природу искусственных источников света , вызывающих негативное воздействие на живые существа или затрагивающие интересы человека. Световому загрязнению уделяется мало внимания, но оно оказывает влияние, изменяя естественные циклы света и темноты.

В течение долгого времени люди использовали ночь для своей деятельности, искусственно освещая и тем самым влияя на окружающую среду. Осведомленность о световом загрязнении возникла только в 60-70-х годах (20 век), когда об этом предупреждали астрономы. Это потому, что ослепление городов мешает наблюдениям и измерениям, проводимым астрономическими обсерваториями.

Световое загрязнение планеты Земля. Источник: Доминик Алвес

Искусственный свет распространяется в окружающую среду и, благодаря своим свойствам отражения и преломления, в конечном итоге охватывает окружающее пространство. Отражение определяет, что фотоны (элементарные единицы света) отражаются от поверхностей и частиц, с которыми они сталкиваются.

Причина светового загрязнения - чрезмерное и бесконтрольное генерирование человеком искусственного света. Рост населения и его концентрация в городских центрах порождает растущий спрос на свет.

Кроме того, бессознательное отношение к свету как к загрязнителю не требует адекватного контроля. Плохо направленное уличное освещение, яркие рекламные щиты и ночное движение автотранспорта создают избыток света.

Световое загрязнение варьируется в зависимости от типа лампы, которая его генерирует, наиболее загрязняющими являются те, которые излучают голубовато-белый свет. Свет загрязняет окружающую среду, вторгаясь в частные зоны, ослепляя или загромождая места.

Согласно источнику, который его излучает, световое загрязнение происходит от общественного или частного освещения, рекламы, автомобильных фар и рефлекторов развлечений.

Световое загрязнение оказывает негативное влияние на людей, изменяя их биологические часы. Это влияет на здоровье, вызывая нервные расстройства, бессонницу и даже гормональный дисбаланс.

Точно так же это затрудняет деятельность астрономических обсерваторий, поскольку блики городов мешают восприятию ночного неба. Это также лишает граждан этого эстетического опыта.

С другой стороны, световое загрязнение подразумевает потерю электроэнергии, которая представляет собой экономические потери и расточительную трату ресурсов. Кроме того, в процессе производства того света, который расходуется впустую, образуются другие загрязнители, такие как CO2.

Световое загрязнение отрицательно сказывается на естественных экосистемах и может повлиять на перелетных птиц, а также насекомых и лягушек. Свет изменяет путь к морю маленьких черепах после высиживания яиц на пляжах.

В общем, изменение цикла день-ночь приводит к изменениям в поведении живых существ. Эти изменения влияют на их питание, воспроизводство и отношения хищник-жертва. У растений изменяется световой период (реакция на продолжительность дня и ночи), что приводит к цветению.

Наибольшее световое загрязнение в мире наблюдается в наиболее развитых странах и в крупных городах. Основные источники светового загрязнения находятся на восточном побережье Соединенных Штатов Америки, Европе, северной Индии, Тайване, Японии и Китае.

Решения по снижению светового загрязнения бывают социальными, правовыми и техническими. В социальном плане необходимо повышать осведомленность о существовании этого типа загрязнения и его последствиях.

С юридической точки зрения требуются строгие законы, регулирующие использование освещения. Точно так же необходимо запретить чрезмерное освещение над горизонтом и гарантировать выполнение соответствующих технических мер.

Технически существуют системы освещения, включающие подходящие лампы (монохромные), а также в правильной ориентации. Также есть таймеры, позволяющие регулировать время освещения.

характеристики

Световое загрязнение относится к искусственному свету, когда он излучается в избытке или за пределами диапазона, в котором он функционирует. Характеристики рассеивания света, такие как отражение, создают так называемое световое свечение городов.

Иными словами, излучаемый свет отражается от поверхностей и по мере продвижения к атмосфере отражается от атмосферных частиц, которые его возвращают.

Шкала тьмы Бортла в небе

Джон Э. Бортл создал в 2001 году шкалу (от 1 до 9) для измерения яркости ночного неба. Уровень 1 - самое темное небо, которое можно наблюдать с Земли, с наибольшим количеством звезд. В то время как уровень 9 соответствует ночному небу, который виден из центра большого города, где видно мало звезд.

причины

Основная причина светового загрязнения - это излучение света при искусственном освещении. Это, в свою очередь, определяется рядом человеческих потребностей, которые включают:

- Разрешить ночные занятия.

- Создать условия безопасности граждан.

- Обеспечение безопасности движения автотранспорта.

- Расширить экономическую активность.

- Рекламное освещение.

- Орнаментальное освещение.

Это излучение света может вызвать загрязнение под действием трех основных факторов:

Прямой выпуск

Это основной фактор светового загрязнения, поскольку искусственный свет излучается в темную среду, чтобы осветить ее. Это мощный источник загрязнения из-за своей интенсивности и обычно разнонаправленный.

Современный город - это источник света благодаря комбинации бесчисленных источников, включая общественное и частное освещение. Сюда входят уличные фонари или фонари на улицах и улицах, светильники в домах и зданиях для экономической деятельности, светящиеся вывески, рекламные щиты и фары транспортных средств.

Этот излучаемый свет может оказывать свое загрязняющее действие напрямую, когда он направлен на среду обитания живых существ. Точно так же он может делать это вторично посредством отражения или преломления.

Отражение на освещенных поверхностях

Излучаемый свет отражается от поверхностей урбанизированных территорий, таких как улицы, здания, знаки и любые объекты в радиусе их действия. Когда фотоны сталкиваются с этими поверхностями, они отражаются в разных направлениях, создавая световое свечение города.

Однако этот вторичный фактор загрязнения явно слабее первого. Фактически, в городах, где электрические лампочки правильно направлены, загрязняющий эффект отражения значительно ниже.

Отражение в атмосферных частицах

Наконец, испускаемый и отраженный свет направляется в атмосферу, где он сталкивается с взвешенными частицами.

Типы

Световое загрязнение можно классифицировать по-разному, в зависимости от типа лампы, которая его производит, от ее характеристик или источника, который его генерирует.

- По типу лампы

Световое загрязнение будет варьироваться в зависимости от типа лампы, излучающей свет. Монохроматические лампы, такие как натриевые, будут меньше загрязнять окружающую среду, чем лампы белого света, такие как люминесцентные лампы или некоторые светодиоды.

- По своим характеристикам

Прогнозируемое рассеивание света

Это рассеяние света, которое рассеивается и вносит существенный вклад в блики, излучаемые городскими центрами.

Инвазивный свет

Это когда внешний источник света проникает в дома или участки, где его функция освещения не соответствует, становясь загрязняющим веществом.

Блики или блики

Это чрезмерное или внезапное освещение, которое вызывает ослепление пешеходов и водителей транспортных средств и может вызвать аварии. Например дальний свет автомобиля.

Неоднородное освещение или перенаселенность

Это участки с неравномерным освещением, с разными источниками света, вызывающими дезориентацию, замешательство, отвлечение внимания и стресс. Например, большое количество световых указателей и уличного освещения.

Так же можно выделить участки с избытком искусственного освещения для задач, которые там выполняются.

- По данным источника

уличное освещение

Это самый большой из существующих источников светового загрязнения, особенно когда система освещения не спроектирована должным образом. Этот источник ответственен за от 40 до 60% светового загрязнения как за счет рассеяния проецируемого, так и инвазивного света.

Световые предупреждения

В некоторых крупных городах, таких как Нью-Йорк или Токио, этот источник света достигает высокого уровня падения. Это прямая причина загрязнения из-за рассеивания проецируемого и инвазивного света, поскольку он излучается над горизонтом.

Автомобильные фары

Это мобильный и переменный источник, и в городах с высокой степенью ночного движения он становится важным фактором светового загрязнения. В зависимости от типа фары и несоблюдения правил ее использования она является причиной яркого загрязнения.

Частное освещение

Свет в домах, особенно в зданиях в больших городах, создает значительное световое загрязнение.

Отражатели

Обычно это источник точечного светового загрязнения, так как это отражатели, используемые на публичных шоу. Загрязнение происходит за счет рассеивания проецируемого и инвазивного света.

Эффекты править

Эффекты светового загрязнения можно разделить на три большие категории:

- Эффекты на ночном небе

Световое загрязнение, создаваемое бликами городов, делает ночное небо невидимым. Мы можем видеть звезды благодаря контрасту их яркости (собственной или отраженной) в контексте небесной тьмы.

Вид неба ночью со световым загрязнением и без него. Источник: Джереми Стэнли

Сияющий свет от городов увеличивает четкость небесного фона над яркостью звезд, делая их невидимыми.

- Воздействие на человека и среду его обитания

Вторжение внешнего света

Наружное освещение в городах часто создает световое загрязнение, вторгаясь в частную жизнь домов. Иногда это может быть полезно, например, позволяя нам передвигаться ночью, не включая внутреннее освещение.

Однако это ограничивает те другие обстоятельства, когда вы хотите сохранить темноту, не призывая закрыть окна.

Влияние на здоровье

Живые существа реагируют на циркадные ритмы, то есть физиологические реакции в соответствии с определенными периодами от 20 до 28 часов. Следовательно, чередование световых и темных циклов вызывает физические, психические и поведенческие изменения. Световое загрязнение вызывает серьезные нарушения сна и, следовательно, поведения людей.

Мелатонин - это гормон ночной секреции, вырабатываемый шишковидной железой, который помогает регулировать биологические часы и снижает ночную выработку эстрогена.

Было доказано, что когда человеческое тело подвергается искусственному освещению, производство мелатонина резко снижается. Согласно исследованиям (пока не окончательным), это может увеличить риск некоторых видов рака.

Со своей стороны, Французское национальное агентство по здоровью, безопасности, окружающей среде и работе (ANSES) указало на другие риски светового загрязнения. Например, окислительный стресс, возникающий в сетчатке глаза из-за высокой освещенности определенных типов освещения (например, светодиода).

Экономические последствия

Световое загрязнение является следствием избытка рассеянного света, следовательно, подразумевает его бесполезную трату. Подсчитано увеличение не менее чем на 20%, что ведет к прямым экономическим потерям.

К отходам, вызывающим световое загрязнение, добавляются все экономические затраты, связанные с их производством (ресурсы и загрязнение из других источников).

Кроме того, из-за светового загрязнения были открыты астрономические обсерватории в местах, удаленных от населенных пунктов. Это привело к увеличению строительных и эксплуатационных расходов, в основном связанных с транспортировкой материалов, принадлежностей и персонала.

Технические воздействия

На астрономию повлияло световое загрязнение из-за вышеупомянутого воздействия на ночное небо. Фактически, астрономы были первыми, кто предупредил об этом и разработал величину для ее измерения.

Этот показатель называется яркостью небесного фона, и он измеряет увеличение его четкости.

Эстетические воздействия

Тот, кто никогда не бывал далеко от городских центров, не смог в полной мере оценить звездное небо. Это подразумевает потерю значительного эстетического и эмоционального опыта, который можно испытать только при значительном удалении от городов.

Учтите, что световое загрязнение, создаваемое крупными городами, распространяется на десятки километров, соединяясь с соседними городами. Поэтому такая же угроза нашему ночному пейзажу и некоторые авторы говорят о культурной утрате «переживания ночи»

- Воздействие на естественные экосистемы и биоразнообразие

Цикл дня и ночи с их характерными уровнями освещения управлял эволюцией видов. Поэтому они адаптировали свое поведение к этому циклу в каждой конкретной среде на планете.

животные

Дикие животные еще более чувствительны к влиянию светового загрязнения на их биологические часы и этологию (поведение). Виды с ночными привычками, такие как летучие мыши и некоторые амфибии, серьезно страдают от ночного освещения.

При столкновении с необычным освещением животные хорошо адаптируются либо через отторжение, либо через влечение. В любом случае это подразумевает изменения в их питании, миграции, размножении или отношениях хищник-жертва.

Например, когда вылупившиеся птенцы морских черепах выходят в море, они сбиваются с пути к источникам света. Ночным хищникам, таким как совы, требуется темнота, чтобы обнаружить свою добычу и выследить ее.

Различные виды насекомых и лягушек привлекают источники света, в результате чего их численность сокращается. Именно поэтому очень освещенные постройки возле природных территорий негативно влияют на эти организмы.

Не будем забывать, что виды с активным ночным циклом составляют важную часть Животного мира. По оценкам, около 30% всех позвоночных и более 60% беспозвоночных ведут ночной образ жизни.

растения

Цветение растений - это процесс, определяемый взаимодействием генетических факторов и факторов окружающей среды, включая фотопериод. То есть они реагируют на продолжительность дня и ночи, и изменение этих ритмов влияет на цветение определенных видов.

Взаимосвязь живых существ с циклами света и тьмы настолько актуальна, что послужила стимулом для развития двух дисциплин биологии. Один из них - эскотобиология, изучающая взаимосвязь между жизнью и тьмой. Другой - хронобиология, изучающая биологические ритмы.

- Воздействие на другие загрязнители

Кислотный дождь

Фотохимические эффекты необходимы для определенных процессов, происходящих в атмосфере. Например, радикалы NOx в присутствии света образуют кислоты, а в отсутствие света они разлагаются.

Следовательно, постоянное искусственное освещение увеличивает производство кислот и, следовательно, кислотных дождей. По оценкам, это увеличение составляет от 5 до 7%.

Газы с парниковым эффектом

Как мы уже упоминали, говоря об экономическом эффекте, около 20% света теряется, превращаясь в световое загрязнение. Но это также влияет на образование других загрязнителей, в частности, на образование CO2.

Большая часть электроэнергии производится на термоэлектрических станциях, и они выделяют CO2, который является основным парниковым газом, вызывающим глобальное потепление.

Примеры мест со световым загрязнением

Наиболее яркими случаями светового загрязнения являются крупные города развитых стран. Из-за высокой концентрации населения и высокого экономического уровня очевиден избыток ночного освещения.

Что касается регионов мира, наибольшее световое загрязнение наблюдается в Северной Америке, Европе и Азии.

Лас-Вегас (США) ночью. Источник: EconomicOldenburger - Alles über den Las Vegas Strip

В Северной Америке выделяются Соединенные Штаты (особенно восточное побережье), в Европе выделяются Греция, Мальта и Испания, а в Азии - Япония, Тайвань и Китай. На уровне городов США выделяются Лас-Вегас и Нью-Йорк. Другие известные города - Москва, Валенсия, Лондон, Роттердам, Париж, Гонконг и Токио.

В этих городах из-за их масштабов и социально-экономического развития ночная жизнь интенсивна, что стимулирует спрос на освещение в общественных и частных зонах. Точно так же наблюдается рост автомобильного движения в ночное время и коммерческое продвижение через световую рекламу.

Гонконг

Высокая плотность населения и процветающая экономика делают Гонконг городом с высоким уровнем светового загрязнения. В нем более тысячи небоскребов, поэтому некоторые считают его городом с самым высоким световым загрязнением в мире.

Токио (Япония) освещается ночью. Источник: Мойан Бренн из Италии

Согласно исследованию Токийского университета, ночь в Гонконге в тысячу раз ярче установленного лимита.

Лас Вегас (США)

Самый большой источник дохода в этом городе - туризм, связанный с азартными играми, что способствует наибольшей концентрации световых указателей в мире. С другой стороны, для прямого освещения неба часто используются рефлекторы высокой мощности.

Нью-Йорк (США)

Это один из городов с самым высоким уровнем светового загрязнения в мире, особенно коммерческий район Манхэттена. Любопытный факт: около 90 тысяч птиц ежегодно погибают при столкновении с небоскребами, дезориентированными ярким освещением.

Валенсия Испания)

Валенсия - испанский город с самым высоким уровнем светового загрязнения, а некоторые считают его крупнейшим в Европе. В 2007 году этот город потратил на 1,5 миллиона евро больше, чем Барселона, несмотря на то, что в нем проживает половина жителей.

Однако сегодня продвигается программа по замене неэффективных уличных фонарей в общественном освещении для уменьшения светового загрязнения.

Решения

Решения по световому загрязнению включают социальные, правовые и технические меры.

- Социальное

Важно повышать осведомленность о световом загрязнении, его последствиях и решениях, чтобы заручиться поддержкой граждан в борьбе с ним. Требуется поддержка соответствующих законодательных мер и рационального использования освещения в доме и обществе.

- Юридический

Существует множество юридических прав, включая права, которые необходимо защищать от светового загрязнения. От права на защиту видения ночного неба как части ландшафта до защиты естественной среды обитания.

Поэтому очень важно иметь законы, регулирующие использование освещения, ограничивающие световое загрязнение. То есть установить через правила периоды использования освещения и установить соответствующее оборудование для рационального использования света.

Особенно актуален запрет светового излучения над горизонтом, кроме требований аэронавигации.

- Техники

Команды

Существуют лампы с таймерами, которые позволяют регулировать периоды освещения в соответствии с необходимостью. Точно так же светильники должны фокусировать свет строго на требуемые области и избегать его рассеивания.

Это подразумевает адекватный дизайн системы освещения и использование соответствующего оборудования для каждого случая. Особое внимание следует уделять наклону, направлению, характеристикам и типу светильников.

Чтобы свет не выходил за горизонтальную линию, есть подходящие молдинги, позволяющие фокусировать лампы по направлению к земле.

Тип света

Наименее загрязняющий свет свет - монохроматический, то есть тот, который, в отличие от белого света, состоит из одной длины волны (или нескольких длин). Идеальным вариантом являются натриевые лампы низкого давления (желтый свет), поскольку они создают меньше светового загрязнения, вызывая меньше помех.

зонирование

Зонирование территории важно с учетом ее реальных потребностей в освещении и ее уязвимости к световому загрязнению. Это позволяет устанавливать как правила, так и другие технические меры, подходящие для каждой области.

Ссылки

1. Бучиниз Ю.Н., Торре М.Г. и Лепез Х.С. (2010). Ценность небесного ресурса - ночной пейзаж и световое загрязнение. Устная презентация. Тематическая ось «Воздействие на окружающую среду», Конгресс по окружающей среде 2010 г., Национальный университет Сан-Хуана, Сан-Хуан, Аргентина.
2. Чепесюк Р (2009). Отсутствует тьма. Влияние светового загрязнения на здоровье. Перспективы гигиены окружающей среды 117: 20-27.
3. Фальчи Ф., Чинзано П., Элвидж С.Д., Кейт Д.М. и Хаим А. (2011). Ограничение воздействия светового загрязнения на здоровье человека, окружающую среду и видимость звезд. Журнал экологического менеджмента 92: 2714–2722.
4. Гонсалес-Риос I (2008). Световое загрязнение: последствия для городов, населения и энергоэффективности. Реала 307: 27-65.
5. Эрранц-Дорремочеа C, Олле-Марторелл JM и Jáuregui-Sora F (2011). Светодиодное освещение и проблема светового загрязнения. Астрономия II Этап, № 144: 36-42.
6. Hölker F, Wolter C, Perkin EK и Tockner K (2010). Световое загрязнение как угроза биоразнообразию. Тенденции в экологии и эволюции 25: 681–682.
7. Longcore T и Rich C (2004). Экологическое световое загрязнение. Передний экол. Environ. 2: 191-198.