ZNEČIŠTĚNÍ SVĚTLA: VLASTNOSTI, PŘÍČINY, ÚČINKY, ŘEŠENÍ - ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ - 2025

Světelné znečištění je zásah do přírody umělých světelných zdrojů způsobujících negativní dopady na živé bytosti nebo ovlivňující lidské zájmy. Světelné znečištění byla věnována malá pozornost, přesto má vliv změnou přirozených cyklů světlo-tma.

Lidé po dlouhou dobu využívali noc pro své činnosti, uměle osvětlovali a ovlivňovali tak přírodní prostředí. Povědomí o světelném znečištění se objevilo až v 60-70s (20. století), když astronomové varovali o tom. Je to proto, že záře měst narušuje pozorování a měření z astronomických observatoří.

Světelné znečištění planety Země. Zdroj: Dominic Alves

Umělé světlo se šíří do okolí a díky svým odrazovým a lomovým vlastnostem končí okolním prostorem. Reflexe určuje, že fotony (elementární jednotky světla) odrazí od povrchů a částic, které dopadají.

Příčinou znečištění světla je vytváření umělého světla lidmi nadměrně a bez kontroly. Růst lidské populace a její koncentrace v městských centrech vytváří tuto rostoucí poptávku po světle.

Kromě toho nevědomí, pokud jde o kapacitu světla jako znečišťující látky, nepředstavuje potřebu její odpovídající kontroly. Špatně zaměřené pouliční osvětlení, světlé billboardy a noční provoz motorových vozidel vytvářejí přebytečné světlo.

Znečištění světla se liší v závislosti na typu lampy, která jej generuje, nejvíce znečišťující jsou ty, které poskytují namodralé bílé světlo. Lehké znečištění, když se promítá do životního prostředí, napadá soukromé oblasti a oslňující nebo nepořádekové oblasti.

Podle zdroje, který jej emituje, dochází ke znečištění světla z veřejného nebo soukromého osvětlení, reklam, světlometů vozidel a zábavních reflektorů.

Znečištění světla má negativní vliv na člověka změnou jejich biologických hodin. To ovlivňuje zdraví tím, že způsobuje nervové problémy, nespavost a dokonce i hormonální nerovnováhu.

Stejně tak to brání činnosti astronomických observatoří, protože oslnění měst brání vnímání noční oblohy. To také zbavuje občany této estetické zkušenosti.

Na druhé straně, světelné znečištění znamená plýtvání elektřinou, což představuje ekonomické ztráty a plýtvání zdroji. Kromě toho se v procesu výroby tohoto zbytečného světla vytvářely další znečišťující látky, například CO2.

Světelné znečištění má negativní vliv na přírodní ekosystémy a může ovlivnit stěhovavé ptáky, hmyz a žáby. Světlo mění cestu k moři malých želv po vylíhnutí vajíček na plážích.

Obecně změna denního a nočního cyklu vede ke změnám v chování živých bytostí. Tyto změny ovlivňují jejich krmení, reprodukci a vztah dravce-kořist. Rostliny trpí změnami ve fotoperiodě (reakce na denní dobu), což má důsledky na květu.

Největší světelné znečištění na světě se vyskytuje v nejrozvinutějších zemích a ve velkých městech. Hlavní zdroje světelného znečištění jsou na východním pobřeží Spojených států amerických, Evropy, severní Indie, Tchaj-wanu, Japonska a Číny.

Řešení světelného znečištění jsou sociální, právní a technická. Společensky je nutné si uvědomit existenci tohoto typu znečištění a jeho účinky.

Z právního hlediska jsou přísné zákony upravující používání osvětlení. Rovněž je nutné zakázat nadměrné osvětlení nad horizontem a zajistit provádění odpovídajících technických opatření.

Technicky existují osvětlovací systémy, které obsahují vhodné žárovky (monochromatické) a také ve správné orientaci. Existují také časovače, které vám umožňují regulovat dobu osvětlení.

vlastnosti

Znečištění světla znamená umělé světlo, když je emitováno nad nebo mimo rozsah, ve kterém je funkční. Charakteristiky rozptylu světla, jako je odraz, generují tzv. Světelnou záři měst.

Jinými slovy, vyzařované světlo se odráží od povrchů a když jde směrem k atmosféře, odrazí od atmosférických částic, které jej vracejí.

Bortleova stupnice temnoty na obloze

John E. Bortle vytvořil v roce 2001 měřítko (od 1 do 9) k měření jasnosti noční oblohy. Úroveň 1 je nejtemnější obloha, kterou lze pozorovat ze Země, s největším počtem hvězd. Zatímco úroveň 9 odpovídá noční obloze pozorované z centra velkého města, kde je vidět málo hvězd.

Příčiny

Základní příčinou znečištění světla je emise světla umělým osvětlením. To je zase určeno řadou lidských potřeb, které zahrnují:

- Povolit noční aktivity.

- Vytvořit podmínky bezpečnosti občanů.

- Usnadnit bezpečnost automobilové dopravy.

- Rozšířit hospodářskou činnost.

- reklamní osvětlení.

- Okrasné osvětlení.

Tato emise světla může způsobit znečištění působením tří hlavních faktorů:

Přímé vydání

Toto je primární faktor světelného znečištění, protože umělé světlo je emitováno do tmavého prostředí, aby ho osvětlilo. Je to silný zdroj znečištění kvůli své intenzitě a je obvykle vícesměrný.

Moderní město je zdrojem světla díky kombinaci nesčetných zdrojů, které zahrnují veřejné a soukromé osvětlení. Patří sem pouliční a pouliční lampy a lampy, světla pro domácnosti a budovy pro hospodářskou činnost, osvětlená cedule, billboardy a světlomety vozidel.

Toto vyzařované světlo může přímo působit na znečišťující účinek, když je zaměřeno na lokalitu živých bytostí. Stejně tak to může udělat sekundárně odrazem nebo lomem.

Reflexe na osvětlených plochách

Vyzařované světlo se odráží na povrchech urbanizované oblasti, jako jsou ulice, budovy, značky a jakýkoli objekt v jeho poloměru působení. Když se fotony s těmito povrchy střetnou, odrážejí se v různých směrech a vytvářejí světelnou záři města.

Tento sekundární faktor kontaminace je však zjevně slabší než ten první. Ve městech, kde jsou žárovky správně nasměrovány, je znečišťující účinek odrazu výrazně nízký.

Odraz atmosférických částic

Nakonec je emitované a odražené světlo nasměrováno do atmosféry a tam se srazí se suspendovanými částicemi.

Typy

Znečištění světla lze klasifikovat různými způsoby v závislosti na typu lampy, která jej vyrábí, jeho charakteristikách nebo zdroji, který je generuje.

- Podle typu lampy

Znečištění světla se bude lišit v závislosti na typu lampy, která poskytuje světlo. Monochromatické výbojky, jako jsou sodíkové výbojky, budou méně znečišťující než výbojky bílého světla, jako jsou zářivky nebo některé LED.

- Podle jeho charakteristik

Promítání světla

Je to rozptyl světla, který je rozptýlen a podstatně přispívá k odleskům vyzařovaným městskými centry.

Invazivní světlo

Je to tehdy, když externí světelný zdroj proniká do domů nebo oblastí, kde jeho světelná funkce neodpovídá a stává se znečišťující látkou.

Odlesky nebo odlesky

Nadměrné nebo náhlé osvětlení způsobuje oslnění chodců a řidičů vozidel a může způsobit nehody. Například dálkové paprsky vozidla.

Heterogenní osvětlení nebo přeplnění

Jsou to oblasti s nepravidelným osvětlením, s různými zdroji světla, které způsobují dezorientaci, zmatek, rozptylování a stres. Například velké množství světelných značek a pouličního osvětlení.

Stejně tak lze pro úkoly, které se zde provádějí, prezentovat oblasti s nadměrným umělým osvětlením.

- Podle zdroje

pouliční osvětlení

Jedná se o největší zdroj znečištění světla, který existuje, zejména pokud není osvětlovací systém správně navržen. Tento zdroj je zodpovědný za 40 až 60% světelného znečištění, a to jak šířením promítaného, ​​tak invazivního světla.

Lehká varování

V některých velkých městech, jako je New York nebo Tokio, tento světelný zdroj dosahuje vysoké úrovně dopadu. Je přímou příčinou kontaminace difúzí promítaného a invazivního světla, protože vyzařuje nad obzor.

Světlomety vozidel

Jedná se o mobilní a variabilní zdroj a ve městech s vysokým stupněm nočního provozu se stává důležitým faktorem světelného znečištění. V závislosti na typu světlometu a pokud nejsou dodržena pravidla pro jeho použití, je příčinou znečištění oslněním.

Soukromé osvětlení

Světla v domácnostech, zejména v budovách ve velkých městech, způsobují značné znečištění světlem.

Reflektory

Obecně se jedná o zdroj bodového světelného znečištění, protože se jedná o reflektory používané ve veřejných show. Znečištění nastává difúzí promítaného a invazivního světla.

Úpravy efektů

Účinky světelného znečištění lze rozdělit do tří širokých kategorií:

- Účinky na noční oblohu

Světelné znečištění způsobené oslněním měst dělá noční oblohu neviditelnou. Hvězdy můžeme vidět díky kontrastu jejich jasnosti (vlastní nebo odrazené) v kontextu nebeské temnoty.

Aspekt oblohy v noci se světelným znečištěním a bez něj. Zdroj: Jeremy Stanley

Záře světla z měst zvyšuje jasnost nebeského pozadí nad jasem hvězd, což je činí neviditelnými.

- Účinky na člověka a jejich prostředí

Vniknutí vnějšího světla

Venkovní osvětlení ve městech často způsobuje znečištění světlem napadáním soukromí domů. Někdy to může být prospěšné, například tím, že nám umožníme pohybovat se v noci, aniž bychom zapínali vnitřní světla.

Omezuje však další okolnosti, kdy chcete zachovat temnotu, aniž by vás vyzvaly zavřít okna.

Dopady na zdraví

Živé bytosti reagují na cirkadiánní rytmy, tj. Fyziologické reakce podle definovaných období mezi 20 a 28 hodinami. Proto změna světelných a tmavých cyklů způsobuje fyzické, mentální a behaviorální změny. Světelné znečištění způsobuje vážné poruchy spánku, a tím i chování lidí.

Melatonin je noční sekreční hormon produkovaný epifýzou, který pomáhá regulovat biologické hodiny a snižuje noční produkci estrogenu.

Bylo prokázáno, že když je lidské tělo vystaveno umělému osvětlení, je produkce melatoninu drasticky snížena. Podle studií (dosud nezvratných) by to mohlo zvýšit riziko určitých typů rakoviny.

Francouzská národní agentura pro bezpečnost potravin, životní prostředí a práci (ANSES) upozornila na další rizika světelného znečištění. Například oxidační stres generovaný v sítnici vysokým výskytem určitých typů osvětlení (např. LED).

Ekonomické dopady

Světelné znečištění je důsledkem nadměrného rozptylu světla, z čehož plyne jeho plýtvání. Bylo vypočteno zvýšení o nejméně 20%, což vede k přímým ekonomickým ztrátám.

K odpadu, který má za následek lehké znečištění, se přidávají veškeré ekonomické náklady spojené s jeho výrobou (zdroje a znečištění z jiných zdrojů).

Světelné znečištění navíc přinutilo zřízení astronomických observatoří na místech daleko od osídlených center. Tím se zvýšily náklady na výstavbu a provoz, zejména v souvislosti s přepravou materiálu, zásob a osob.

Technické dopady

Astronomie byla ovlivněna světelným znečištěním kvůli výše uvedeným účinkům na noční obloze. Ve skutečnosti byli astronomové první, kdo na to varovali, a vyvinuli takovou velikost, aby ji mohli změřit.

Tento index se nazývá Luminance nebeského pozadí a měří zvýšení jeho jasnosti.

Estetické dopady

Každý, kdo nikdy nebyl daleko od městských center, nebyl schopen plně ocenit hvězdnou oblohu. To znamená ztrátu významného estetického a emocionálního zážitku, který lze zažít pouze pohybem podstatně daleko od měst.

Vezměte v úvahu, že světelné znečištění způsobené velkými městy se rozprostírá na desítky kilometrů a spojuje se sousedními městy. Proto stejná hrozba pro naši noční scénu a někteří autoři hovoří o kulturní ztrátě „zážitku noci“

- Účinky na přírodní ekosystémy a biologickou rozmanitost

Cyklus dne a noci se svými charakteristickými úrovněmi osvětlení řídil vývoj druhů. Proto přizpůsobili své chování tomuto cyklu v každém konkrétním prostředí na planetě.

Zvířata

Divoká zvířata jsou ještě citlivější na vliv světelného znečištění na jejich biologické hodiny a etologii (chování). Druhy s nočními zvyky, jako jsou netopýři a někteří obojživelníci, vidí své stanoviště vážně ovlivněno nočním osvětlením.

Když zvířata čelí neobvyklému osvětlení, dobře se přizpůsobí buď odmítnutím nebo přitažlivostí. V každém případě to znamená změny v jejich krmení, migraci, reprodukci nebo predátorských vztazích.

Například když šrafy mořské želvy odejdou po vylíhnutí na moře, ztratí cestu ke světelným zdrojům. Noční dravci, jako jsou sovy, vyžadují, aby temnota odhalila a sledovala jejich kořist.

Druh hmyzu a žáby jsou přitahovány ke světelným zdrojům a v důsledku toho klesá jejich populace. Proto velmi osvětlené budovy v blízkosti přírodních oblastí mají na tyto organismy negativní vliv.

Mějte na paměti, že druhy s aktivním nočním cyklem jsou důležitou součástí zvířecího království. Odhaduje se, že přibližně 30% všech obratlovců a více než 60% bezobratlých je nočních.

Rostliny

Kvetení rostlin je proces určený interakcí genetických a environmentálních faktorů, včetně fotoperiody. To znamená, že reagují na dobu dne i noci a změna těchto rytmů ovlivňuje kvetení určitých druhů.

Vztah živých bytostí s cykly světla a tmy je natolik relevantní, že motivoval rozvoj dvou disciplín biologie. Jednou z nich je escotobiologie, která studuje vztah mezi životem a temnotou. Druhou je chronobiologie, která studuje biologické rytmy.

- Účinky na jiné znečišťující látky

Kyselý déšť

Fotochemické účinky jsou nezbytné pro určité procesy, které jsou vytvářeny v atmosféře. Například radikály NOx v přítomnosti světla vytvářejí kyseliny a v nepřítomnosti světla se rozkládají.

Proto nepřetržité umělé osvětlení zvyšuje produkci kyselin a tím i kyselého deště. Odhaduje se, že tento nárůst dosahuje 5 až 7%.

Plyny se skleníkovým efektem

Jak jsme již zmínili, když hovoříme o ekonomickém efektu, asi 20% světla se promarní a promění se v znečištění světla. Má to však také dopad na tvorbu dalších znečišťujících látek, konkrétně na produkci CO2.

Většina elektřiny se vyrábí v termoelektrických elektrárnách a tyto emitují CO2, který je hlavním skleníkovým plynem a způsobuje globální oteplování.

Příklady míst se světelným znečištěním

Nejvýraznějšími případy světelného znečištění jsou velká města vyspělých zemí. Vzhledem k vysoké koncentraci obyvatel a vysoké ekonomické úrovni je evidentní nadměrné noční osvětlení.

Z hlediska světových regionů je největší světelné znečištění zjištěno v Severní Americe, Evropě a Asii.

Las Vegas (USA) v noci. Zdroj: EconomicOldenburger - Alles über den Las Vegas Strip

V Severní Americe vynikají Spojené státy (zejména východní pobřeží), zatímco v Evropě vynikají Řecko, Malta a Španělsko a v Asii Japonsko, Tchaj-wan a Čína. Na úrovni města ve Spojených státech vynikají Las Vegas a New York. Dalšími pozoruhodnými městy jsou Moskva, Valencie, Londýn, Rotterdam, Paříž, Hongkong a Tokio.

V těchto městech je kvůli jejich velikosti a socioekonomické dynamice noční život intenzivní, což zvyšuje poptávku po osvětlení ve veřejných i soukromých oblastech. Stejně tak v noci roste provoz motorových vozidel a komerční propagace prostřednictvím světelných reklam.

Hongkong

Vysoká hustota obyvatelstva a prosperující ekonomika činí z Hongkongu město s vysokou mírou znečištění světlem. Má více než tisíc mrakodrapů, což způsobuje, že ho někteří považují za město s největším světelným znečištěním na světě.

Tokio (Japonsko) v noci osvětlené. Zdroj: Moyan Brenn z Itálie

Podle studie Tokijské univerzity je noc v Hongkongu tisíckrát jasnější než stanovený limit.

Las Vegas (USA)

Největším zdrojem příjmů v tomto městě je cestovní ruch spojený s hazardními hrami, které propagují největší koncentraci světelných značek na světě. Na druhé straně je běžné používat vysoce výkonné reflektory k přímému osvětlení oblohy.

New York (USA)

Toto je jedno z měst s největším světelným znečištěním na světě, zejména obchodní čtvrť na Manhattanu. Je zvláštní, že ročně zemře asi 90 tisíc ptáků, když se srazí s mrakodrapy dezorientovanými intenzivním osvětlením.

Valencie, Španělsko)

Valencia je španělské město s největším znečištěním světla a někteří ho řadí jako největší v Evropě. V roce 2007 utratilo toto město o 1,5 milionu EUR více než Barcelona, ​​přestože mělo polovinu obyvatel.

Dnes se však prosazuje program, který by nahradil neefektivní pouliční lampy ve veřejném osvětlení, aby se snížilo znečištění světla.

Řešení

Řešení lehkého znečištění zahrnují sociální, právní a technická opatření.

- Sociální

Je důležité zvýšit povědomí o světelném znečištění, jeho důsledcích a řešeních, aby občan získal podporu pro jeho kontrolu. Je nutná podpora souvisejících legislativních opatření a racionálního využití osvětlení v domácnosti a komunitě.

- Legální

Existuje řada zákonných práv, včetně práv, která musí být chráněna před světelným znečištěním. Od práva k ochraně vidění noční oblohy jako součásti krajiny, k ochraně přírodních stanovišť.

Proto je nezbytné mít zákony, které upravují používání osvětlení a omezují znečištění světla. To znamená, prostřednictvím nařízení, stanovit období používání osvětlení a zavedení vhodného vybavení pro racionální použití světla.

Obzvláště důležitý je zákaz vyzařování světla nad horizontem, s výjimkou požadavků na leteckou navigaci.

- Techniky

Týmy

Existují lampy s časovači, které umožňují přizpůsobení doby osvětlení tak, jak je to nezbytně nutné. Stejně tak musí svítidla soustředit světlo přesně na požadované oblasti a vyhnout se jeho rozptylu.

To znamená odpovídající konstrukci osvětlovacího systému a použití vhodného vybavení pro každý případ. Zvláštní pozornost musí být věnována sklonu, směru, vlastnostem a typu svítidel.

Aby světlo nepřekročilo vodorovnou linii, existují vhodné výlisky, které umožňují, aby byly lampy soustředěny směrem k zemi.

Typ světla

Nejméně znečišťující světlo je monochromatické, tj. To, které je na rozdíl od bílého světla tvořeno jedinou vlnovou délkou (nebo několika délkami). Ideální jsou nízkotlaké sodíkové výbojky (žluté světlo), protože způsobují menší znečištění světla způsobením menší interference.

Územní

Územní členění území je důležité na základě jeho skutečných potřeb osvětlení a zranitelnosti vůči světelnému znečištění. To umožňuje stanovení předpisů a dalších technických opatření vhodných pro každou oblast.

Reference

1. Buchiniz YN, Torre MG a Lepez HS (2010). Hodnota zdroje oblohy - noční krajina a znečištění světlem. Ústní prezentace. Tematická osa Dopad na životní prostředí, Environmentální kongres 2010, Národní univerzita v San Juan, San Juan, Argentina.
2. Chepesiuk R (2009). Missing the Dark. Účinky světelného znečištění na zdraví. Perspektivy environmentálního zdraví 117: 20-27.
3. Falchi F, Cinzano P, Elvidge CD, Keith DM a Haim A (2011). Omezení dopadu světelného znečištění na lidské zdraví, životní prostředí a hvězdnou viditelnost. Journal of Environmental Management 92: 2714–2722.
4. González-Ríos I (2008). Světelné znečištění: důsledky pro města, veřejnost a energetickou účinnost. Reala 307: 27-65.
5. Herranz-Dorremochea C, Ollé-Martorell JM a Jáuregui-Sora F (2011). LED osvětlení a problém světelného znečištění. Astronomy II Stage, No. 144: 36-42.
6. Hölker F, Wolter C, Perkin EK a Tockner K (2010). Světelné znečištění jako hrozba biologické rozmanitosti. Trends in Ecology & Evolution 25: 681–682.
7. Longcore T a Rich C (2004). Ekologické světelné znečištění. Přední Ecol. Environ. 2: 191-198.