Световое загрязнение это: Световое загрязнение окружающей среды. Космический мониторинг данной проблемы

Световое загрязнение окружающей среды. Космический мониторинг данной проблемы

• Введение
• История возникновения проблемы светового загрязнения
• Виды светового загрязнения
• Влияние светового загрязнения на экосистему
• Борьба со световым загрязнением
• Спутниковый мониторинг воздействия искусственного света на окружающую среду
• Практическое применение мониторинга светового загрязнения из космоса
• Плюсы мониторинга светового загрязнения из космоса
• Ограничения мониторинга светового загрязнения из космоса
• Актуальна ли проблема светового загрязнения в Москве?
• Заключение

Введение

Физиология и поведение большей части жизни на поверхности Земли или вблизи нее развивались в течение миллиардов лет, чтобы соответствовать естественному циклу дня и ночи на нашей планете. Однако за относительно короткий промежуток времени люди нарушили этот естественный цикл освещения, и теперь в нашей жизни широко распространенно искусственное освещение в ночное время.

Рис. 1 — Искусственное освещение в ночное время

Казалось бы, чем может навредить с виду безопасное искусственное освещение окружающему миру? В данной статье мы подробно расскажем о проблеме светового загрязнения и ее решения при помощи дистанционного зондирования.

История возникновения проблемы светового загрязнения

Световое загрязнение (по-другому засветка) — засвечивание ночного неба искусственными источниками освещения, свет которых рассеивается в нижних слоях атмосферы, мешая проведению астрономических наблюдений и изменяя биоритмы живых существ, приводя к гибели некоторых из них. Иногда это явление также называют световым смогом.

В каждый момент половина Земли переживает ночь. На протяжении бесчисленных тысячелетий каждое животное, экосистема, человек, город и поселение приспосабливались к ночи как к половине естественного цикла света и тьмы, задаваемого восходом и заходом Солнца. Однако менее чем за столетие люди изменили ночь с появлением повсеместного искусственного освещения.

Рис. 2 — Повсеместное искусственное освещение

Изучение светового загрязнения и его воздействия на окружающую среду в ночное время является относительно молодой и быстро развивающейся областью. Первое исследование было проведено Университетом Плимута в Великобритании. Ученые доказали, что искусственное освещение прибрежных городов оказывает влияние на три четверти мест обитания морских животных. Последствия этого глубокого изменения ритма жизни начинают понимать только сейчас. На данный момент уже известно, что они включают угрозы для экосистем, здоровья человека, климата и видимости ночного неба.

Сегодня примерно 23% поверхности Земли находится в зоне светового загрязнения. Почти 80% населения подвергается его воздействию, включая 99% живущих в Европе и США.

В мире с каждым годом света становится все больше, площадь искусственно освещенных территорий выросла на 2,2% с 2012 по 2016 года, а яркость света повышается на 1,8% ежегодно.

Виды светового загрязнения

На данный момент выделяют 5 типов светового загрязнения. Рассмотрим каждый из них.

1. Нарушение освещения

Довольно общая проблема, вызванная нежелательным светом, который проникает в дома и вызывает проблему бессонницы. Многие страны миры разрабатывают стандарты наружного освещения городов, которые буду ограждать людей от его пагубного влияния на здоровье.

2. Чрезмерное освещение

Частое использование искусственного света днем, неправильные лампы и использования косвенного света – все это называется нерациональным использованием освещения. Такое использование света сокращает ресурсы нефти на миллион баррелей каждый год только на территории США.

3. Яркий свет

Этот тип светового загрязнения вызывает угрозу общественности. Попадания бликов яркого света в сетчатку глаза способно вызвать серьезные нарушения контрастности зрения. Также его пагубное влияние вызывает проблемы на дорогах. Если взглянуть на ослепляющий свет солнца, то можно получить временный дефицит зрения.

4. Световой беспорядок

Проблема вызваны огромным скоплением огней города, которые оказывают воздействие на человека.

5. Свечение неба

Происходит в результате отражения света от освещенных поверхностей и света, направленного в небо. Они рассеиваются атмосферой Земли и вызывают своеобразное ночное свечение.

Влияние светового загрязнения на экосистему

Опасность для человека:

В первую очередь, как было сказано ранее, световое загрязнение влияет на здоровье человека. Но каким образом? Большое количество искусственного света, и уличного, и внутри квартиры, влияет на циркадные ритмы — внутренние часы, которые управляют дневной и ночной активностью человека. В частности, нарушение циркадных ритмов влияет на выработку мелатонина — химического вещества, обладающего антиоксидантными свойствами и помогающего вызвать сон. Оно же повышает иммунитет человека и снижает уровень холестерина. Недостаток этого гормона приводит к недосыпанию, усталости, головным болям, стрессу, беспокойству и другим проблемам со здоровьем.

От данной проблемы страдают не только люди, но и вся экосистема.

Опасность для животных:

• Сбиваются с путей миграции
• Нарушаются циклы размножения
• Усложняется формирование среды обитания
• Гибель некоторых видов от яркого искусственного освещения

Опасность для растений:

• Влияние на фотосинтез
• Нарушается циклический рост растений
• Деревья сбрасывают листья с опозданием
• Сдвиг стадии цветения

Влияние на атмосферу:

Слишком много ночного освещения означает перерасход электроэнергии и существенное увеличение выбросов парниковых газов.

Влияние на астрономические наблюдения:

По причине искусственного свечения неба искажается видимость неярких объектов, так как ухудшается контраст между ними. Из-за этого в крупных городах в ночном небе видны только крупные звёзды, Луна и некоторые планеты — Юпитер, Меркурий, Венера, Марс. Такие объекты далёкого космоса, как туманности, галактики, звёздные скопления, становится сложно наблюдать из городов.

Борьба со световым загрязнением

Основными методами борьбы со световым загрязнением являются:

• Контроль уровня света. Свет не должен быть ярче, чем необходимо. Эксперты призывают использовать минимальный требуемый уровень освещенности. Рис. 3 — Световое загрязнение
• Понимание четкости предназначения искусственного освещения. Если никак не уйти от освещения, необходимо избавиться от нежелательного света, т. е. направлять лампы и фонари только на те места, которые действительно нужно подсветить.
• Мониторинг цвета. По возможности использовать более теплые оттенки. Эксперты советуют ограничить коротковолновый сине-фиолетовый свет до минимально необходимого количества, так как он наиболее вреден для насекомых и животных.

Спутниковый мониторинг воздействия искусственного света на окружающую среду

 Как правило, загрязнение окружающей среды светом распространено в больших городах. Проводить наземный мониторинг в таком случае нецелесообразно. Спутниковое дистанционное зондирование является единственным практическим средством измерения воздействия искусственного света на наиболее чувствительные экосистемы, поскольку прямое зондирование в этих местах затруднено или невозможно.

Первые измерения ночных огней со спутниковых платформ были сделаны в начале 1970-х годов в рамках ныне рассекреченного проекта Министерства обороны США, известного как «Программа оборонных метеорологических спутников». Помимо общего грубого пространственного разрешения, полученные данные имеют ряд ограничений, включая шестибитное квантование, относительно низкий динамический диапазон и отсутствие как спектральной дискриминации, так и бортовой калибровки. Несмотря на эти проблемы, данные были использованы в конце 1990-х для создания первого глобального атласа светового загрязнения.

Рис. 4 — Снимок со путника Jilin 1–07/08 (2022г)

В последние годы были предприняты усилия по разработке небольших спутников для наблюдения за ночными огнями. Предшественником почти всех этих усилий является концепция спутника Nightsat 2007г. В то время прибор DMSP-OLS был единственной орбитальной миссией, предоставляющей данные для изучения глобального светового загрязнения.

Сейчас появление технологий малых спутников открыло новый класс потенциальных спутников по наблюдению в ночное время. Компромиссом высокого пространственного разрешения и широкополосной спектральной чувствительности этих спутников является относительно короткая продолжительность полета и/или ограниченный охват. К ним относятся китайские спутники такие как: Luojia 1–01 (LJ1-01), JL1-3B и Jilin 1–07/08. Израильский спутник EROS-B и демонстрационный ряд спутников Aerocube CubeSat от The Aerospace Corporation. Данные спутники, как правило, отлично справляются не только с задачей обнаружения ночных огней, но и с задачей по сбору данных дистанционного зондирования погоды.

Наглядно покажем на объекте «Аэропорт Шарль-де-Голь» в Париже, насколько высоко разрешение современной ночной съемки.

Рис. 5 — Снимок из открытого доступаРис. 6 — Снимок со путника Jilin 1–07/08″

Разница очевидна, не так ли?

Практическое применение мониторинга светового загрязнения из космоса

С применением ночных космических снимков представляется возможным :

1. Создать картограмму светового загрязнения как на отдельный район, так и масштабные территории с последующим мониторингом изменений;
2. Создать мировой атлас искусственной яркости ночного неба
3. Разработать алгоритмы автоматической идентификации извлечения источника света
4. Проводить прогнозирование и мониторинг распространения светового излучения

Картограмма распространения светового загрязнения в КНР (пример)

Рис. 7 — Картограмма распространения светового загрязнения в КНР (пример)Рис. 8 — Пример автоматической идентификации извлечения источника света

Мировой атлас искусственной яркости ночного неба

Плюсы мониторинга светового загрязнения из космоса

• Большой охват территории
• Эффективность наблюдения
• Изображения без потери разрешения
• Возможность получить как фото, так и видеосъемку

Ограничения мониторинга светового загрязнения из космоса

• Подходящие для исследования данные не находятся в общем доступе
• Цена

Актуальна ли проблема светового загрязнения в Москве?

На мировом атласе светового загрязнения наглядно видно, что наиболее подвержены этой проблеме мегаполисы. Город Москва не исключение.

Ниже представлена картограмма распространения светового загрязнения в Москве и Московской области.

Рис. 9 — Картограмма распространения светового загрязнения в Москве и Московской области

Наглядно видно, что 90% территории столицы России подвержено световому загрязнению.

В черте Москвы насчитывается более сотни особо охраняемых природных территорий (ООПТ), где действует особый режим охраны, и хозяйственная деятельность частично ограничена. Это «зеленые лаборатории» столицы.

Следовательно, город насыщен как флорой, так и фауной. Рассмотрим, насколько сильно подвержен световому загрязнению самый популярный заповедник Москвы (Лосиный остров).

Рис. 10 — Лосиный остров — Световое загрязнениеРис. 11 — Лосиный остров — Карта

Видно, что значения вокруг национального парка принимают значения близкие к максимальному. В самом парке ситуация не лучше – значения выше среднего. Это значит, что режим дня и ночи в этом месте нарушен 100%. Что, мягко говоря, пагубно влияет на растительный и животный мир.

Москва – город, который больше всего загрязнен искусственным ночным светом в России.

В статье был приведен только один пример вреда ночного искусственного света в Москве, но по факту их тысячи. Начиная от насекомых, которые умирают от одного светящегося билборда в количестве 300 тыс., заканчивая омертвениями водоемов из-за развития фитопланктона. Следовательно, можно сделать вывод, что данная проблема особенно актуальна.

Именно поэтому необходимо производить регулярный мониторинг светового загрязнения в столичном регионе, выполнить городское планирование использования уличного освещения, классифицировать административные единицы. Все это поможет сберечь экологию Москвы и МО.

Заключение

Проблема светового загрязнения окружающей среды является особенно актуальной в наше время. Использование искусственного света в последние годы выросло в геометрической прогрессии. В погоне за современными технологиями мы сами изменяем естественные ритмы дня и ночи, что пагубно влияет не только на здоровье человека, но и на всю окружающую среду.

На данный момент у исследователей данной задачи стоит цель создать такую систему, которая визуализировала бы все небо по низкой цене с высокой простотой использования для более широкого отображения и мониторинга ночных условий в защищенных местах. Но это всего лишь перспективы. 

Рис. 12 — Спутниковое дистанционное зондирование ночных огней

Спутниковое дистанционное зондирование ночных огней остается нашим единственным эффективным средством понимания проблемы светового загрязнения в действительно планетарном масштабе.

ООО «Геопространственное Агентство ИННОТЕР» является прямым партнером операторов космических аппаратов ночного зондирования Земли, обладает высокой экспертизой процессинга рассматриваемых космических снимков, и готово помогать ответственным органам государственной и муниципальной власти в решение вопроса оценки уровня светового загрязнения окружающей среды.

что это и как с ним бороться

Новый отчет в журнале Nature продемонстрировал миру силу воздействия, которое невероятное количество искусственного света оказывает на все вокруг. И надо заметить, это воздействие гораздо серьезнее, чем может показаться на первый взгляд. Мир с каждым годом становится все ярче и ярче. Площадь искусственно освещенных территорий выросли на 2,2% в период с 2012 по 2016 годы, а уровень яркости света растет на 1,8% ежегодно. Ключевым фактором в этом стал мировой переход от традиционных источников света к светодиодным — энергетически эффективным, долгосрочным и ярким. ITMO.NEWS поговорил с лектором Высшей школы светового дизайна Университета ИТМО Светланой Колгушкиной, чтобы выяснить, что такое световое загрязнение, почему оно опасно для человека, животных и даже растений, насколько люди в разных странах сегодня озабочены этой проблемой и какие регуляторы помогают им контролировать уровень светового загрязнения.

Что такое световое загрязнение?

С научной точки зрения, световое загрязнение – это увеличение яркости неба вследствие диффузного рассеяния частиц света на молекулах воды и частицах аэрозоля. Световое загрязнение обусловлено исключительно искусственным освещением и никак не связано с естественными причинами. Так, сегодня в сфере светового дизайна выделяют понятие «нежелательный свет».

«Когда мы говорим про городское освещение, это всегда должен быть компромисс. Мы не можем оставить город полностью темным, так как людям нужны безопасные условия для комфортного передвижения, но здесь очень важно соблюдать баланс. Поэтому в международной практике существует понятие “нежелательный свет”. Проще говоря, это свет, который идет мимо той поверхности, которая подлежит освещению, то есть используется нерационально, не по назначению. Представим, что у нас есть фасад, есть разные его элементы, и наша задача – выделить декоративные детали. При неправильном расположении приборов свет может устремиться просто вверх (и способствовать тем самым увеличению светового загрязнения), поэтому важно сконцентрировать его на той цели, которая у нас есть. Другими словами, больше всего к прогрессированию проблемы приводит нерациональное проектирование. Также к понятию “нежелательный свет” относят интенсивное его воздействие на людей, причина которого также в неграмотном проектировании», – объясняет лектор Высшей школы светового дизайна Университета ИТМО Светлана Колгушкина.

Светлана Колгушина

Почему эффект прогрессирует?

Во многом причина роста светового загрязнения по всему миру связана со скачком развития технического оснащения приборов, которые применяются для освещения. Более того, до недавнего времени цель светового проектирования заключалась в том, чтобы при затрате минимума средств осветить большую поверхность, соответственно, приборы, ориентированные под углом 15 градусов относительно горизонтали (распространенный тип оборудования), тоже вносят серьезный вклад в увеличение светового загрязнения. Исследования говорят о том, что вклад в общее свечение неба от такого оборудования даже более ощутимый, чем в случае прямо направленного в зенит света.

Сегодня за счет стремительного развития светодиодных технологий в России особенно сильно развивается архитектурное освещение (в большей степени в Москве). За последние шесть-семь лет эксперты отмечают крайне высокий прирост по количеству фасадного освещения в России. К слову, многие развитые страны от этого тренда уже уходят. Во многом решение задачи корректного светового проектирования сводится к созданию мастер-плана освещения всего города, где и должна быть зафиксирована расстановка приоритетов перед тем, как приступать к реализации. Одним из последних примеров спорного светового решения служит проект ландшафтного освещения Воробьевых гор в Москве. Активисты, экологи и зоологи считают, что размещение оборудования на Воробьевых горах, которое использовали проектировщики, в природном заповеднике со статусом особо охраняемой природной территории может навредить парку, птицам и другим животным.

Вернемся к тому, как реагирует остальной мир на рост светового загрязнения. Если сравнить мировой опыт использования фасадного освещения и российский, то мы увидим следующую картину: в Москве значительный прирост фасадного освещения приходится на период с 2010 года до 2018 года включительно, в Европе же еще в 2013 году во время проведения PLDС Professional Lighting Design Convention в Копенгагене большое количество заявленных тем и докладов были посвящены совершенно обратной теме – теме создания темноты (Designing darkness).

Освещение Воробьевых гор

Кто сегодня регулирует уровень светового загрязнения?

Существуют рекомендации Международной комиссии по освещению (МКО), которая классифицирует территорию вблизи городов на пять природных зон (так, для заповедников прописаны более строгие требования освещения, для городской среды менее строгие). В рекомендациях учитывается количество света, которое распространяется в верхнюю часть, так называемую верхнюю полусферу, там же прописаны допустимые уровни попадания нежелательного света в зенит. По словам Светланы Колгушкиной, более аккуратно со световым проектированием поступает Европа. Во-первых, страны Европы экономят ресурсы, а во-вторых, представители этих стран часто поднимают на научно-исследовательских конференциях тему биологического разнообразия и его сохранения.

«Мы тоже очень стараемся привлекать внимание к этой теме – впервые с ней столкнулись астрономы. Проблема светового загрязнения стала влиять на точность проводимых измерений. Дело в том, что небесные тела, которые наблюдают астрономы, тоже классифицируются по яркости. Соответственно, если фоновая яркость слишком высокая, часть из наблюдения вовсе пропадает. В Санкт-Петербурге одной из резонансных тем стала Пулковская обсерватория, на точность наблюдений которой проблема также оказывает сильное влияние», – комментирует Светлана Колгушкина.

Также существует Международная ассоциация темного неба (Dark-Sky Association), которая включает большое количество специалистов, анализирующих проблему преимущественно с точки зрения астрономии. Специфика ее деятельности в том, что специалисты производят измерения в основном для чистого неба и безлунной ночи, чтобы роль естественного освещения была минимальной.

Карта светового загрязнения. Источник: lightpollutionmap.info

В России на сегодняшний день нет органов, регулирующих проблему светового загрязнения. Более того, судя по темам на профильных конференциях, в стране пока недостаточно осознали объем проблемы. Напрашивается вопрос: почему мы не пришли к такому осознанию, которое есть в других странах? Дело в том, что этот вопрос подразумевает комплексный анализ города (комплексный анализ того, что существует в городе: существующее освещение, прогрессия яркости во времени и другое). Поэтому есть вероятность, что из-за невозможности напрямую выявить, что именно влияет на уровень светового загрязнения, обсуждения этой проблемы в России поднимаются только локально.

Так почему световое загрязнение так опасно?

Если рассматривать проблему с позиции безопасности животных, то вновь возникает вопрос баланса. У человека глаз чувствителен к определенному спектральному диапазону, у животных тоже есть определенная чувствительность, которая несколько отличается от того, как видит и воспринимает свет человек. Соответственно, на животных искусственное освещение оказывает колоссальное воздействие. Более того, можно сказать, что от света животные страдают (начиная от насекомых и заканчивая черепахами и летучими мышами). Свет оказывает эффект даже на певчих птиц, которые прекращают спать по ночам, что значительно сокращает срок их жизни.

Исследование 2017 года, проведенное в Иллинойсе, показало, что световое загрязнение, например, изменяет темпы роста соевых бобов. Свет замедляет как высоту, так и зрелость растений на срок от двух до семи недель, и речь в данном случае не о направленном свете, а об эффекте от располагающегося рядом шоссе.

Однако дело не только в количестве света, но и в видимом свечении неба, отраженном от облаков и аэрозолей в атмосфере. Люди не замечают свечения неба, но, согласно последним исследованиям, оно, возможно, влияет на 30% позвоночных и 60% беспозвоночных, которые ведут ночной образ жизни. Это влияние пока что не изучено. 

Световое загрязнение (Тенерифе). Источник: vox.com

«Наличие фоновой засветки влияет на биоритмы всех живых организмов, в том числе и человека. У нас уже нет смены дня и ночи, мы все время пребываем в режиме светового включения, что негативно влияет на наши биоритмы. Неслучайно Международная комиссия по освещению ввела разграничения на природные зоны. Так, считается, что свет натриевых ламп, которые используются в городской среде (привычный желтоватый свет от ламп на улицах), не очень хорош с точки зрения качества освещения, так как мы не видим всех цветов, все объекты в поле нашего зрения носят желтоватые оттенки. В это же время считается, что именно этот спектр более выдержанный по отношению к животным. Вновь возникает вопрос баланса», – объясняет эксперт.

Сегодня в России тревогу бьют специалисты из разных областей (астрономы, экологи и другие), однако общего плана борьбы с проблемой не существует. Стоит заметить, сфера светового дизайна тоже заинтересована в решении проблемы.

«В Высшей школе светового дизайна Университета ИТМО мы проводим эксперименты. Так, я в период белых ночей исследовала яркость неба.  Результаты показали, что в декабре (при условии, что небо полностью затянуто облаками) яркость неба выше, чем в период белых ночей (даже в самую светлую ночь). Это повод задуматься и забить тревогу. Также мы проводим конференцию по световому дизайну, куда мы приглашаем различные структуры, в том числе государственные, чтобы привлечь внимание к проблеме качества освещения», – комментирует Светлана.

Еще одна проблема, которая приводит к развитию нежелательного света на территории России – трактовка норм при проектировании, нормы устанавливают минимально допустимые значения различных характеристик. Поэтому у многих специалистов срабатывает логика «чем больше, тем лучше», в результате чего нормы оказываются серьезно превышенными. Если нормы превышаются, значит, больший поток света падает на поверхность дорожного полотна, поэтому и отраженная составляющая, которая идет в верхнюю полусферу, будет выше.

Освещение Москвы ночью

Другая проблема – в России все архитектурное освещение преимущественно выполняется (если говорим про светодиоды) расположением приборов снизу вверх без каких-либо дополнительных аксессуаров (хотя они в наличии имеются), которые бы ограничили и сконцентрировали световой поток на той задаче, которая нужна проектировщику. Не используются они потому, что требуют дополнительного вложения средств, к тому же никто не проверяет их использование.

Эксперименты

Сегодня часть заинтересованного сообщества инициирует проведение различных экспериментов, которые могли бы объяснить, как именно искусственный свет влияет на экосистему планеты. Так, на международной карте светового загрязнения (которая инициирована международным сообществом астрономов) можно найти данные, демонстрирующие локальные световые измерения. Если обратить внимание на Россию, можно увидеть, то такими измерениями занимаются только в центральных городах, и исследователей не так много. Довольно амбициозные исследования, изучающие влияние света, проводятся на территории Европы. Так, одним из последних проектов стал эксперимент «Влияние искусственного света на флору и фауну в Нидерландах». Результаты, полученные в ходе проекта, будут способствовать эффективному применению экологически чистого освещения и предотвращению ночного освещения в случае наличия чувствительных видов. Также о других актуальных экспериментах можно узнать здесь.

К началу

Световое загрязнение | Национальное географическое общество

Большая часть загрязнения окружающей среды на Земле исходит от людей и их изобретений. Возьмем, к примеру, автомобиль или чудесный рукотворный материал — пластик. Сегодня автомобильные выбросы являются основным источником загрязнения воздуха, способствуя изменению климата, а пластик заполняет наш океан, создавая серьезную опасность для здоровья морских животных.

А как насчет электрической лампочки, которая считается одним из величайших изобретений человека всех времен? Электрический свет может быть прекрасной вещью, проводя нас домой, когда солнце садится, обеспечивая нашу безопасность и делая наши дома уютными и яркими. Однако, подобно выбросам углекислого газа и пластику, слишком много хороших вещей начало негативно влиять на окружающую среду. Световое загрязнение, чрезмерное или ненадлежащее использование наружного искусственного света влияет на здоровье человека, поведение диких животных и нашу способность наблюдать за звездами и другими небесными объектами.

Свет земного неба

Световое загрязнение — глобальная проблема. Это стало очевидным, когда в 2016 году был опубликован «Всемирный атлас яркости ночного неба» — компьютерная карта, основанная на тысячах спутниковых фотографий. Доступный онлайн для просмотра атлас показывает, как и где наш земной шар освещен ночью. Огромные территории Северной Америки, Европы, Ближнего Востока и Азии сияют светом, и только самые отдаленные районы Земли (Сибирь, Сахара и Амазонка) погружены в кромешную тьму. Одними из самых загрязненных светом стран мира являются Сингапур, Катар и Кувейт.

Свечение неба — это осветление ночного неба, в основном над городскими районами, из-за электрического освещения автомобилей, уличных фонарей, офисов, фабрик, наружной рекламы и зданий, превращающее ночь в день для людей, которые работают и отдыхают после захода солнца. .

Людям, живущим в городах с ярко освещенным небом, трудно увидеть ночью больше горстки звезд. Астрономов особенно беспокоит загрязнение неба свечением, поскольку оно снижает их способность видеть небесные объекты.

Более 80 процентов населения мира и 99 процентов американцев и европейцев живут под светом неба. Звучит красиво, но свечение неба, вызванное антропогенной деятельностью, является одной из самых распространенных форм светового загрязнения.

Пора вставать?

Искусственный свет может нарушить естественные ритмы тела как у людей, так и у животных. Ночной свет прерывает сон и сбивает циркадный ритм — внутренние 24-часовые часы, которые определяют дневную и ночную активность и влияют на физиологические процессы почти во всех живых организмах. Одним из таких процессов является выработка гормона мелатонина, который выделяется в темноте и подавляется при свете. Повышенное количество света ночью снижает выработку мелатонина, что приводит к недосыпанию, усталости, головным болям, стрессу, тревоге и другим проблемам со здоровьем. Недавние исследования также показывают связь между сниженным уровнем мелатонина и раком. Фактически, новые научные открытия о воздействии искусственного света на здоровье убедили Американскую медицинскую ассоциацию (АМА) поддержать усилия по контролю светового загрязнения и провести исследования потенциальных рисков воздействия света в ночное время. В частности, было показано, что синий свет снижает уровень мелатонина у людей. Синий свет присутствует в сотовых телефонах и других компьютерных устройствах, а также в светодиодах (LED) — видах ламп, которые стали популярными в домашнем, промышленном и городском освещении из-за их низкой стоимости и энергоэффективности.

Животные тоже заблудились и запутались

Исследования показывают, что световое загрязнение также влияет на поведение животных, например, на характер миграции, привычки сна и бодрствования и формирование среды обитания. Из-за светового загрязнения морские черепахи и птицы, ориентирующиеся по лунному свету, во время миграции путаются, сбиваются с пути и часто погибают. Большое количество насекомых, основного источника пищи для птиц и других животных, привлекает искусственное освещение и мгновенно погибает при контакте с источниками света. Это также влияет на птиц, и во многих городах принята программа «Отключение света», предусматривающая отключение света в зданиях во время миграции птиц.

Изучение черных дроздов ( Turdus merula)  в Германии показало, что из-за шума дорожного движения и искусственного ночного освещения птицы в городе начинают активнее, чем птицы в природных зонах: они просыпаются и поют на пять часов раньше, чем их деревенские сородичи. . Даже животные, живущие под водой, могут пострадать от подводного искусственного освещения. В одном исследовании изучалось, как морские животные реагируют на ярко освещенные панели, погруженные под воду у побережья Уэльса. Меньшее количество животных-фильтраторов, таких как морская асцидия и морская щетина, поселились рядом с освещенными панелями. Это может означать, что свет от нефтяных вышек, проходящих кораблей и гаваней изменяет морские экосистемы.

Даже в местах, предназначенных для обеспечения защищенной естественной среды обитания диких животных, световое загрязнение оказывает влияние. Служба национальных парков (NPS) сделала поддержание темного ночного неба своим приоритетом. Команда NPS Night Skies отслеживала яркость ночного неба примерно в сотне парков, и почти в каждом парке было обнаружено хоть какое-то световое загрязнение.

Вам не нужны солнцезащитные очки ночью

Есть еще три вида светового загрязнения: блики, беспорядок и проникновение света. Блики — это чрезмерная яркость, которая может вызывать зрительный дискомфорт (например, при управлении автомобилем). Беспорядок — это яркое, сбивающее с толку и чрезмерное группирование источников света (например, Таймс-сквер в Нью-Йорке, штат Нью-Йорк). Световое вторжение — это когда свет распространяется в область, где он не нужен или не нужен (например, уличный фонарь, освещающий соседнее окно спальни). Большая часть наружного освещения расположена неудачно, из-за чего лишняя электроэнергия уходит в небо.

Верните темное небо

Есть несколько организаций, работающих над уменьшением светового загрязнения. Одной из них является базирующаяся в США Международная ассоциация темного неба (IDA), созданная в 1988 году для сохранения естественного ночного неба. IDA обучает общественность и сертифицирует парки и другие места, которые работали над сокращением светового излучения. В 2017 году IDA утвердила первый в США заповедник темного неба. Огромный заповедник темного неба в Центральном Айдахо, площадь которого составляет 3667 квадратных километров (1416 квадратных миль), присоединился к одиннадцати другим заповедникам темного неба, созданным по всему миру. По состоянию на декабрь 2018 года IDA перечисляет на своем сайте тринадцать заповедников темного неба.

Хватит тратить энергию: вещи, которые мы можем сделать все

Все больше людей принимают меры, чтобы уменьшить световое загрязнение и вернуть естественное ночное небо. Многие штаты приняли законодательство по контролю за наружным освещением, а производители разработали и произвели высокоэффективные источники света, которые экономят энергию и уменьшают световое загрязнение.

Людям настоятельно рекомендуется использовать наружное освещение только тогда и там, где это необходимо, чтобы обеспечить надлежащее экранирование наружного освещения и направление света вниз, а не вверх, в небо, а также закрывать оконные жалюзи, шторы и шторы на ночь, чтобы не допустить свет внутри.

Interactives

НАСА: Blue Marble NavigatorСовместный институт исследований в области наук об окружающей среде: Новый мировой атлас искусственной яркости неба NOAA: Световое загрязнение – искусственная яркость неба

Глобус ночью – Что такое световое загрязнение?

Световое загрязнение — чрезмерное, неправильно направленное или навязчивое искусственное (обычно наружное) освещение. Слишком сильное световое загрязнение имеет последствия: оно размывает звездный свет в ночном небе, мешает астрономическим исследованиям, разрушает экосистемы, оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье и тратит энергию.

Введение

Чуть более 100 лет назад вы могли выйти ночью на улицу даже в город и увидеть галактическую дугу Млечного Пути в ночном небе. Возможность видеть тысячи звезд была частью повседневной жизни, вдохновляя художников, таких как Ван Гог, или композиторов, таких как Холст, или писателей, таких как Шекспир. Позволяя искусственному освещению размыть наше звездное ночное небо, мы теряем связь с нашим культурным наследием (например, с тем, что сделало нас такими, какие мы есть). Мы также теряем связь с тем, что могло бы вдохновить будущие поколения.

Сейчас, когда более половины населения мира проживает в городах, трое из каждых четырех горожан никогда не видели волшебства девственно темного неба. Как вы объясните важность того, что они потеряли из-за светового загрязнения? Как вы можете объяснить им, что световое загрязнение вызывает озабоченность по многим направлениям: безопасность, энергосбережение, стоимость, здоровье и влияние на дикую природу, а также наша способность наблюдать за звездами? Наконец, как вы убедите их в том, что стоит предпринять даже небольшие шаги, чтобы помочь решить эту проблему?

Последствия светового загрязнения

В разрушающем экосистемы световое загрязнение представляет серьезную угрозу, в частности, для ночных диких животных, оказывая негативное воздействие на физиологию растений и животных. Это может сбить с толку миграционные модели животных, изменить конкурентные взаимодействия животных, изменить отношения хищник-жертва и нанести физиологический вред. Ритм жизни регулируется естественными дневными узорами света и тьмы; поэтому нарушение этих закономерностей влияет на экологическую динамику.

Что касается неблагоприятных последствий для здоровья , многие виды, особенно люди, зависят от естественных циклов организма, называемых циркадными ритмами, и выработки мелатонина, которые регулируются светом и темнотой (например, днем ​​и ночью). Если люди подвергаются воздействию света во время сна, производство мелатонина может быть подавлено. Это может привести к нарушениям сна и другим проблемам со здоровьем, таким как учащение головных болей, утомляемость рабочего, стресс, определенный с медицинской точки зрения, некоторые формы ожирения из-за недостатка сна и повышенная тревожность. И обнаруживаются связи с парой типов рака. Есть также эффекты бликов на стареющих глазах. (См. текст ниже.) Воздействие на здоровье связано не только с чрезмерным освещением или чрезмерным воздействием света с течением времени, но и с неправильным спектральным составом света ( например, определенные цвета света ).

Что касается потерь энергии , то на освещение приходится не менее четверти всего потребления электроэнергии во всем мире. Чрезмерное освещение может привести к потере энергии, особенно направленное вверх освещение ночью. Потери энергии также являются потерями в стоимости и углеродном следе.

Хорошей новостью является то, что световое загрязнение можно довольно легко уменьшить путем надлежащего экранирования источников света, использования света только тогда и там, где это необходимо, использования только необходимого количества света, использования энергосберегающих ламп и использования лампы с соответствующими спектральными распределениями мощности для поставленной задачи.

Исследуйте влияние светового загрязнения на ночное небо с помощью Light Pollution Interactive.

Идем дальше… Три основных типа светового загрязнения

С клинической точки зрения, *три основных типа светового загрязнения включают блики, световое вторжение и свечение неба (в дополнение к чрезмерному освещению и помехам). Блики от незащищенного освещения представляют опасность для здоровья, особенно с возрастом. Блики, рассеивающие свет в глазах, вызывают потерю контраста, иногда временно ослепляют вас и приводят, например, к небезопасным условиям вождения. Световое вторжение происходит, когда нежелательный свет проникает в чью-либо собственность, например, когда нежелательный свет попадает в окно спальни человека, пытающегося уснуть. Skyglow относится к эффекту свечения, который можно увидеть над населенными пунктами. Skyglow — это комбинация всего отраженного света и направленного вверх (неэкранированного) света, уходящего в небо (и по большей части неиспользованного). …Защитное освещение значительно снижает все три типа светового загрязнения.