Charakterystyka zanieczyszczenia światłem, przyczyny, efekty, rozwiązania

Zanieczyszczenie światła Jest to ingerencja w naturę sztucznych źródeł światła powodujących negatywne skutki dla żywych istot lub wpływające na interesy ludzkie. Niewiele dbałości o zanieczyszczenie światłem nie zostało zwrócone, jednak generuje wpływ poprzez zmianę naturalnych cykli światła.

Przez długi czas człowiek używał nocy do swoich działań, oświetlając sztucznie, a zatem wpływając na środowisko naturalne. Świadomość zanieczyszczenia światłem powstaje tylko w 60-70 (XX wiek), kiedy astronomowie ostrzegają o tym. Wynika to z faktu, że blask miast zakłóca obserwacje i pomiary z obserwatoriów astronomicznych.

Lekkie zanieczyszczenie planety Ziemia. Źródło: Dominic Alves [CC przez 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/2.0)]

Sztuczne światło rozprzestrzenia się na środowisko, a dzięki jego odbiciu i właściwościom refrakcji kończy się na otaczającej przestrzeni. Odbicie określa, że ​​fotony (jednostki światła) odbijają się na powierzchniach i cząstkach, na które wpływają.

Przyczyną zanieczyszczenia światła jest generowanie sztucznego światła przez człowieka w nadmiarze i bez kontroli. Wzrost ludności ludzkiej i jej koncentracja w ośrodkach miejskich generuje to rosnące zapotrzebowanie na światło.

Ponadto nieświadomość dotycząca zdolności światła jako zanieczyszczenia nie zwiększa potrzeby jego właściwej kontroli. Źle ukierunkowane oświetlenie publiczne, świetliste reklamy i nocny ruch samochodowy generują nadmiar światła.

Zanieczyszczenie światła różni się w zależności od rodzaju lampy, która ją generuje, będąc najwięcej zanieczyszczeń, które zapewniają biało-niebieskie światło. Światło zanieczyszcza się, gdy przewiduje się środowisko, atakuje prywatne obszary i olśniewa lub kurty.

Według źródła, które go emituje, zanieczyszczenie światła występuje przez publiczne lub prywatne oświetlenie, reklamy, reflektory pojazdów i pokazy odbijania.

Zanieczyszczenie światła ma negatywny wpływ na człowieka poprzez zmianę swojego zegara biologicznego. Wpływa to na zdrowie poprzez wytwarzanie nerwowych, bezsenności, a nawet nierównowagi hormonalnej.

Podobnie utrudnia aktywność obserwatoriów astronomicznych, ponieważ blask miast zapobiega postrzeganiu nocnego nieba. To również pozbawia obywateli tego doświadczenia estetycznego.

Z drugiej strony zanieczyszczenie światłem implikuje marnowanie energii elektrycznej, która reprezentuje straty ekonomiczne i zasoby odpadów. Ponadto w procesie produkcyjnym tego światła, które jest marnotrawstwo, wygenerowano inne zanieczyszczenia, takie jak CO2.

Zanieczyszczenie światła ma negatywny wpływ na naturalne ekosystemy i może wpływać na ptaki migracyjne, a także na owady i żaby. Światło zmienia trasę do morza małych żółwi po wykluciu jaj na plażach.

Ogólnie rzecz biorąc, zmiana cyklu dziennego dnia generuje zmiany w zachowaniu żywych istot. Zmiany te wpływają na ich dietę, reprodukcję i związek drapieżnika. Rośliny ponoszą zmiany w fotoperiodzie (odpowiedź na czas dnia), z konsekwencjami w kwitnienie.

Największe zanieczyszczenie światła na świecie jest produkowane w najbardziej rozwiniętych krajach i w dużych miastach. Główne reflektory zanieczyszczenia światła znajdują się na wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych Ameryki, Europy, północnych Indii, Tajwanie, Japonii i Chin.

Rozwiązania zanieczyszczenia światłem są społeczne, prawne i techniczne. Społecznie konieczne jest podniesienie świadomości na temat istnienia tego rodzaju zanieczyszczenia i jego skutków.

W prawnych ścisłych przepisach, które regulują stosowanie oświetlenia. Podobnie konieczne jest zakazanie nadmiernego światła powyżej horyzontu i zagwarantowanie wdrożenia odpowiednich miar technicznych.

Technicznie istnieją systemy oświetleniowe, które zawierają odpowiednie (monochromatyczne) lampy, a także w prawidłowej orientacji. Istnieją również liczniki, które pozwalają na regulację czasu oświetlenia.

[TOC]

Charakterystyka

Zanieczyszczenie światła odnosi się do sztucznego światła, gdy jest ono emitowane w nadmiarze lub poza zasięgiem, w którym jest funkcjonalne. Charakterystyka dyfuzji światła, takiego jak odbicie, generują SO -Called Luminous Blow of Cities.

Oznacza to, że emitowane światło znajduje odbijane na powierzchniach, a gdy wchodzą do atmosfery, podskakuje z cząstkami atmosferycznymi, które je zwracają.

Skala ciemności nieba Bortle

John E. Bortle stworzony w 2001 roku (od 1 do 9), aby zmierzyć, jak oświecone jest nocne niebo. Poziom 1 to najciemniejsze niebo, jakie można zobaczyć z Ziemi, z największą ilością gwiazd. Podczas gdy poziom 9 odpowiada nocnemu niebo widzianym z centrum dużego miasta, w którym widać rzadkie gwiazdy.

Powoduje

Podstawową przyczyną zanieczyszczenia światłem jest emisja światła przez sztuczne oświetlenie. To z kolei zależy od szeregu ludzkich potrzeb, które obejmują:

- Pozwól na nocne zajęcia.

- Stwórz warunki bezpieczeństwa obywateli.

- Ułatwić bezpieczeństwo ruchu pojazdu.

- Rozszerzyć działalność gospodarczą.

- Oświetlenie reklamowe.

- Oświetlenie ozdobne.

Może ci służyć: zalety i wady energii wiatrowej

Ta emisja światła może spowodować zanieczyszczenie działaniem trzech głównych czynników:

Bezpośrednia emisja

Jest to główny czynnik zanieczyszczenia światłem, ponieważ sztuczne światło jest emitowane do ciemnego środowiska, aby je oświetlić. Jest potężnym źródłem zanieczyszczenia z powodu intensywności i tego, co zwykle jest wielokierunkowe.

Nowoczesne miasto jest przedmiotem światła dzięki połączeniu niezliczonych źródeł, w tym oświetlenia publicznego i prywatnego. Obejmuje to lampy uliczne na ulicach i alejach, światła mieszkaniowe i budynki do aktywności gospodarczej, oświetlone etykiety, ogłoszenia reklamowe i reflektory pojazdów.

To emitowane światło może bezpośrednio wywierać efekt zanieczyszczenia, gdy jest skierowane na siedlisko żywych istot. Podobnie, możesz to zrobić wtórnie przez odbicie lub załamanie.

Refleksja na oświetlonych powierzchniach

Emitowane światło znajduje odzwierciedlenie na powierzchniach zurbanizowanego obszaru, takich jak ulice, budynki, znaki i dowolny obiekt w promieniu działania. Fotony podczas zderzenia z tymi powierzchniami znajdują odbicie w różnych kierunkach generujących światło miastu.

Jednak ten wtórny czynnik zanieczyszczenia jest oczywiście słabszy niż pierwszy. W rzeczywistości w miastach, w których światło reflektory są odpowiednio ukierunkowane, zanieczyszczające działanie odbicia jest znacznie niskie.

Odbicie cząstek atmosferycznych

Wreszcie światło i odbite światło jest skierowane w kierunku atmosfery i tam zderza się z zawieszonymi cząsteczkami.

Chłopaki

Zanieczyszczenie światłem można klasyfikować na różne sposoby, w zależności od rodzaju lampy, która ją wytwarza, jej cechy lub źródło, które go generuje.

- Według rodzaju lampy

Zanieczyszczenie światła będzie się różnić w zależności od rodzaju lampy, która zapewnia światło. Lampy monochromatyczne, takie jak sód, są mniej zanieczyszczające niż białe światło, takie jak fluorescencyjne lub niektóre diody LED.

- Zgodnie z jego cechami

Rzutowane rozpowszechnianie światła

Jest to dyspersja światła, która rozprzestrzenia się i znacząco przyczynia się do blasku, który transmituje centra miejskie.

Światło inwazyjne

To wtedy zewnętrzne źródło światła przenika do domów lub obszarów, w których jego funkcja oświetlenia nie odpowiada stać się środkiem zanieczyszczającym.

Blask lub blask

Jest to nadmierne lub nagłe oświetlenie, które powoduje blask pieszych i kierowców pojazdów, będąc w stanie powodować wypadki. Na przykład wysokie światła pojazdu.

Heterogeniczne lub spożywcze oświetlenie

Są to obszary o nieregularnym oświetleniu o różnych źródłach światła, powodując dezorientację, zamieszanie, rozproszenie i stres. Na przykład duża liczba świetlnych powiadomień i oświetlenia publicznego.

Podobnie, obszary z nadmiarem sztucznego oświetlenia można przedstawić dla zadań, które są tam wykonywane.

- Według źródła

światła uliczne

Jest to największe źródło zanieczyszczenia światła, które istnieje, szczególnie gdy system oświetlenia nie jest odpowiednio zaprojektowany. To źródło jest odpowiedzialne za 40 do 60% zanieczyszczenia światłem, zarówno poprzez rozpowszechnianie rzutowanego i inwazyjnego światła.

Lumowate zawiadomienia

W niektórych dużych miastach, takich jak Nowy Jork lub Tokio, źródło światła osiąga wysoki poziom padania. Jest to bezpośrednia przyczyna przewidywanego i inwazyjnego zanieczyszczenia rozpowszechniania światła, ponieważ emituje się nad horyzontem.

Reflektory pojazdu

Jest to źródło mobilne i zmienne oraz w miastach o wysokim stopniu ruchu nocnego, staje się ważnym czynnikiem zanieczyszczenia światłem. W zależności od rodzaju latarni morskiej i jeśli zasady jej użycia nie są spełnione, jest to przyczyna zanieczyszczenia olśnienia.

Prywatne oświetlenie

Światła mieszkaniowe, zwłaszcza budynki dużych miast, generują odpowiednie zanieczyszczenie światłem.

Reflektory

Zasadniczo jest to źródło punktualnego zanieczyszczenia światłem, ponieważ jest to reflektory używane na pokazach publicznych. Zanieczyszczenie jest wytwarzane przez przewidywaną i inwazyjną dyfuzję światła.

Efekty

Skutki zanieczyszczenia światłem można pogrupować w trzy główne kategorie:

- Wpływ na nocne niebo

Zanieczyszczenie światła generowane przez blask miast sprawia, że ​​nocne niebo są niewidoczne. Widzimy gwiazdy dzięki kontrastowi ich jasności (własnej lub odzwierciedlonej) w kontekście niebiańskiej ciemności.

Wygląd nieba w nocy z zanieczyszczeniem światłem i bez. Źródło: Jeremy Stanley [CC przez 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/2.0)]

Światła światła miast zwiększa przejrzystość tła niebieskiego powyżej jasności gwiazd, czyniąc je niewidocznymi.

- Wpływ na ludzi i ich siedlisko

Wtargnięcie światła zewnętrznego

Oświetlenie zewnętrzne w miastach często generuje zanieczyszczenie światłem poprzez atakowanie prywatności gospodarstw domowych. Czasami może to być korzystne, na przykład, pozwalając nam poruszać się w nocy bez włączania wewnętrznych świateł.

Ogranicza to jednak inne okoliczności, w których chcesz zachować ciemność, nie odwołując się do zamknięcia okien.

Wpływ na zdrowie

Żywe istoty reagują na rytmy okołodobowe, to znaczy odpowiedzi fizjologiczne według określonych okresów od 20 do 28 godzin. Dlatego zmiana cykli światła i ciemnych generuje zmiany fizyczne, psychiczne i behawioralne. Zanieczyszczenie światłem powoduje poważne zaburzenia snu, a zatem zachowanie u ludzi.

Może ci służyć: Ocean Antarktyczny: pochodzenie geologiczne, klimat, flora i fauna

Melatonina to nocny hormon wydzielania wytwarzany przez szyszynkę, która pomaga regulować zegar biologiczny i zmniejsza nocną produkcję estrogenu.

Udowodniono, że gdy ludzkie ciało podlega sztucznym oświetleniu, produkcja melatoniny jest drastycznie zmniejszona. Według badań (jeszcze nie rozstrzygające) może to zwiększyć ryzyko niektórych rodzajów raka.

Ze swojej strony Krajowa Agencja Bezpieczeństwa Zdrowia Środowiska i Pracy Francuskiej (ANSES) wskazała inne ryzyko zanieczyszczenia światłem. Na przykład stres oksydacyjny wytwarzany w siatkówce wysoka występowanie niektórych rodzajów oświetlenia (np.: PROWADZONY).

Wpływ ekonomiczny

Zanieczyszczenie światła jest konsekwencją nadmiaru rozproszonego światła, dlatego implikuje to strata tego. Wzrost nie mniejszy niż 20%, który prowadzi do bezpośrednich strat ekonomicznych, został obliczony.

Do odpadów, które pochodzą z zanieczyszczenia światłem, dodaje się cały koszt ekonomiczny związany z jego produkcją (zasoby i zanieczyszczenie innych źródeł).

Dodatkowo zanieczyszczenie światłem zmusiło obserwatoria astronomiczne w bardzo odległych miejscach zaludnionych centrów. Zwiększyło to koszty budowy i operacji związane głównie z transportem materiałów, materiałów eksploatacyjnych i personelu.

Wpływ techniczny

Astronomię wpłynęło zanieczyszczenie światłem, ze względu na już skomentowany wpływ na nocne niebo. W rzeczywistości astronomowie jako pierwsi ostrzegali o tym i rozwinęli wielkość, aby to zmierzyć.

Wskaźnik ten nazywa się luminancją funduszu niebiańskiego i mierzy wzrost jasności tego samego.

Wpływ estetyczny

Każdy, kto nigdy nie przeprowadził się z centrów miejskich, nie był w stanie w pełni docenić gwiaździstego nieba. Oznacza to utratę znacznego doświadczenia estetycznego i emocjonalnego, którego można doświadczyć zasadniczo z miast.

Weźmy pod uwagę, że zanieczyszczenie światłem generowane przez duże miasta rozciąga się na dziesiątki kilometrów, łączenie z sąsiednimi miastami. Dlatego to samo zagrożenie nasz krajobraz nocny i niektórzy autorzy mówią o kulturowej utraty „nocnego doświadczenia”

- Wpływ na naturalne ekosystemy i różnorodność biologiczną

Cykl dnia i nocy z ich charakterystycznym poziomem oświetlenia rządził ewolucją gatunku. Dlatego dostosowały swoje zachowanie do tego cyklu w każdym konkretnym środowisku planety.

Zwierząt

Dzikie zwierzęta są jeszcze bardziej wrażliwe na wpływ zanieczyszczenia światła na ich biologiczny zegar i etologię (zachowanie). Gatunki nawyków nocnych, takie jak nietoperze i niektóre płazy, mają poważnie wpływ na ich siedlisko z nocnym oświetleniem.

W obliczu nietypowego oświetlenia zwierzęta są albo odrzucanie lub przyciąganie. W każdym razie oznacza to zmiany w diecie, migracji, reprodukcji lub relacjach drapieżnych.

Na przykład żółwie z owocami morza, gdy idą do morza po wykluciu, tracą kurs przed źródłami światła. Ptaki podobne do nocy, takie jak sowy, wymagają ciemności, aby wykryć i prześladować swoją ofiarę.

Gatunki owadów i żab są przyciągane do źródeł światła i ich populacje Mermana z tej przyczyny. Dlatego bardzo oświetlone konstrukcje bliskie obszarów naturalnych mają negatywny wpływ na te organizmy.

Należy pamiętać, że aktywne gatunki cyklu nocnego są ważną częścią królestwa zwierząt. Szacuje się, że około 30% wszystkich kręgowców i ponad 60% bezkręgowców jest nocnych.

Podłogi

Kwitanie roślin jest procesem określonym przez interakcję czynników genetycznych i środowiskowych, w tym fotoperiod. Oznacza to, że reagują na czas dnia i nocy, a zmiana tych rytmów wpływa na kwitnienie niektórych gatunków.

Relacja żywych istot z cyklami światła i ciemności jest tak istotna, że ​​motywowało rozwój dwóch dyscyplin biologii. Jednym z nich jest Scotobiology, która bada związek między życiem a ciemnością. Druga to chronobiologia, która bada rytmy biologiczne.

- Wpływ na inne zanieczyszczenia

Kwaśny deszcz

Efekty fotochemiczne są fundamentalne dla niektórych procesów generowanych w atmosferze. Na przykład rodniki nox w obecności światła wytwarzają kwasy i przy braku tego rozkładają.

Dlatego ciągłe sztuczne oświetlenie zwiększa produkcję kwasu, a zatem kwasowy deszcz. Szacuje się, że wzrost ten osiąga od 5 do 7%.

Gazy efektów cieplarnianych

Jak skomentowaliśmy, odnosząc się do efektu ekonomicznego, około 20% światła będzie marnotrawstwem przekształcania się w zanieczyszczenie światłem. Ale ma to również wpływ na generowanie innych zanieczyszczeń, szczególnie w produkcji CO2.

Większość energii elektrycznej występuje w roślinach termoelektrycznych, a te emitują CO2, który jest głównym gazem cieplarnianym, powodując globalne ocieplenie.

Przykłady miejsc z zanieczyszczeniem światłem

Najbardziej szokującymi przypadkami zanieczyszczenia światłem są duże miasta krajów rozwiniętych. Ze względu na wysoką koncentrację populacji i wysoki poziom ekonomiczny, nadmierne oświetlenie nocne staje się widoczne.

Może ci służyć: Ecotone: co to jest, cechy i przykłady

Jeśli chodzi o regiony świata, największe zanieczyszczenie światłem występuje w Ameryce Północnej, Europie i Azji.

Las Vegas (Stany Zjednoczone) w nocy. Źródło: EconomyColdenburger - Alles über den Las Vegas Strip [CC przez -sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)]

W Ameryce Północnej wyróżniają się Stany Zjednoczone (zwłaszcza Wschodnie Wybrzeże), podczas gdy w Europie Grecja, Malta i Hiszpania oraz w Azji Japonii, Tajwan i Chiny wyróżniają się. Na poziomie miast w Stanach Zjednoczonych, Las Vegas i Nowy Jork wyróżniają się. Inne godne uwagi miasta to Moskwa, Walencja, Londyn, Rotterdam, Paryż, Hongkong i Tokio.

W tych miastach, ze względu na ich wielkość i dynamikę społeczno -ekonomiczną, życie nocne jest intensywne, promując zapotrzebowanie na oświetlenie obszarów publicznych i prywatnych. W ten sam sposób zwiększa się nocny ruch samochodowy i promocja komercyjna poprzez lekkie reklamy.

Hongkong

Wysoka gęstość zaludnienia i kwitnąca gospodarka sprawiają, że Hongkong jest miastem o wysokim poziomie zanieczyszczenia światłem. Ma ponad tysiąc drapaczy drapaczy, co powoduje, że niektórzy rozważają miasto o najwyższym zanieczyszczeniu światła na świecie.

Tokio (Japonia) oświetlone w nocy. Źródło: Moyan Brenn z Włoch [CC do 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/2.0)]

Według badań przeprowadzonych przez University of Tokyo noc w Hongkongu jest tysiąc razy jaśniej.

Las Vegas (USA)

Największym źródłem dochodów w tym mieście jest turystyka związana z hazardem, promując najwyższą koncentrację lekkich powiadomień na świecie. Z drugiej strony użycie reflektorów o dużej mocy do bezpośredniego oświetlenia nieba jest powszechne.

Nowy Jork (USA)

Jest to jedno z miast o najwyższym zanieczyszczeniu światła na świecie, zwłaszcza w dzielnicy komercyjnej Manhattan. Jako ciekawy, około 90 tysięcy ptaków umiera rocznie, korzystając z draparek draparek.

Walencja Hiszpania)

Walencja to hiszpańskie miasto z największym zanieczyszczeniem światłem, a niektóre umieszczają je jako największe w Europie. W 2007 r. Miasto to wydało 1,5 miliona euro więcej niż Barcelona, ​​mimo że połowa mieszkańców.

Jednak dziś promuje program, aby zastąpić nieefektywne lampy uliczne w celu zmniejszenia zanieczyszczenia światłem.

Rozwiązania

Rozwiązania zanieczyszczenia światłem obejmują środki społeczne, prawne i techniczne.

- Społeczny

Ważne jest, aby podnieść świadomość na temat zanieczyszczenia światła, jego konsekwencji i rozwiązań, aby uzyskać poparcie obywatela kontroli. Wsparcie jest wymagane do powiązanych środków legislacyjnych i racjonalnego użycia oświetlenia domu i społeczności.

- Prawny

Istnieje różnorodność aktywów prawnych, a nawet prawa, które należy chronić przed zanieczyszczeniem światła. Od prawa do ochrony wizji nocnego nieba jako części krajobrazu, do ochrony naturalnych siedlisk.

Dlatego konieczne jest posiadanie przepisów regulujących stosowanie oświetlenia, ograniczając zanieczyszczenie światłem. To znaczy ustanowienie norm stosowania oświetlenia i wdrożenie odpowiedniego sprzętu do racjonalnego użycia światła.

Szczególnie istotne jest zakaz emisji światła nad horyzontem, z wyjątkiem żądań nawigacji powietrznej.

- Techniki

Sprzęt

Istnieją lampy z timerami, które pozwalają ściśle niezbędne do regulowania okresów oświetlenia. Podobnie oprawy muszą ściśle koncentrować się na wymaganych obszarach.

To implikuje odpowiedni projekt systemu oświetlenia i użycie odpowiedniego sprzętu do każdego przypadku. Szczególną uwagę należy zwrócić na skłonność, kierunek, cechy i rodzaj oprawy.

Tak aby światło nie przekroczyło poziomej linii, istnieją odpowiednie listwy, które pozwalają lampom na ziemię.

Rodzaj światła

Mniej zanieczyszczające światło jest monochromatyczne, to znaczy w przeciwieństwie do białego światła składa się z jednej długości fali (lub kilku długości). Ideałami są niskie lampy ciśnieniowe sodu (żółte światło), wytwarzając mniej zanieczyszczenia światłem poprzez mniejsze zakłócenia.

Podział na strefy

Strefowanie terytorium jest ważne na podstawie jego prawdziwych potrzeb oświetlenia i podatności na zanieczyszczenie światłem. Pozwala to ustalić zarówno przepisy, jak i inne środki techniczne odpowiednie dla każdego obszaru.

Bibliografia

1. Buchiniz YN, Torre MG i Lepez HS (2010). Wartość zasobu nieba - nocny krajobraz i zanieczyszczenie światła. Prezentacja ustna. Temat Axis Wpływ środowiska, Kongres Environmental 2010, National University of San Juan, San Juan, Argentyna.
2. Chepesiuk R (2009). Brakuje ciemności. Skutki zdrowotne zanieczyszczenia światłem. Perspektywy zdrowia środowiska 117: 20-27.
3. Falchi F, Cinzano P, Elvidge CD, Keith DM i Haim A (2011). Ograniczenie wpływu zanieczyszczenia światła na zdrowie ludzkie, środowisko i widoczność gwiezdną. Journal of Environmental Management 92: 2714-2722.
4. González-Rios I (2008). Zanieczyszczenie światłem: implikacje miejskie, popytu i efektywności energetycznej. Reala 307: 27-65.
5. Herranz-Dermochea C, Ollé-Martorell JM i Jáuregui-Sora F (2011). Oświetlenie LED i problem zanieczyszczenia światłem. Etap Astronomii II, nr 144: 36-42.
6. Hölker F, Wolter C, Perkin EK i Tockner K (2010). Zanieczyszczenie światłem jako zagrożenie różnorodnością biologiczną. Trendy w ekologii i ewolucji 25: 681-682.
7. Longcore T i Rich C (2004). Ekologiczne zanieczyszczenie światła. Front Ecol. Środowisko. 2: 191-198.