Ljusföroreningar, orsaker, effekter, lösningar

1939
Basil Manning

De Ljusförorening Det är intrånget i naturen av artificiella ljuskällor som orsakar negativa konsekvenser för levande varelser eller påverkar mänskliga intressen. Liten uppmärksamhet har ägnats ljusföroreningar, men det påverkar genom att ändra naturliga ljus-mörka cykler..

Under lång tid har människor använt natten för sina aktiviteter, artificiellt upplyst och påverkat därför den naturliga miljön. Medvetenheten om ljusföroreningar uppstod först på 60-70-talet (1900-talet), när astronomer varnade för det. Detta beror på att städernas bländning stör observationer och mätningar från astronomiska observatorier..

Ljusföroreningar på planeten Jorden. Källa: Dominic Alves [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)]

Det konstgjorda ljuset diffunderar in i miljön och tack vare dess reflektions- och brytningsegenskaper hamnar det i det omgivande rummet. Reflektion avgör att fotoner (elementära ljusenheter) studsar av ytor och partiklar de träffar.

Orsaken till ljusföroreningar är genereringen av konstgjort ljus av människor i överskott och utan kontroll. Tillväxten av den mänskliga befolkningen och dess koncentration i stadscentra genererar denna växande efterfrågan på ljus.

Dessutom medvetslöshet beträffande ljusets kapacitet som förorening innebär inte behovet av adekvat kontroll. Dåligt riktad gatubelysning, ljusa skyltar och nattbilstrafik skapar överflödigt ljus.

Ljusföroreningar varierar beroende på vilken typ av lampa som genererar den, den mest förorenande är den som ger blåvitt ljus. Ljus förorenar när det projiceras i miljön, invaderar privata områden och bländande eller röriga områden.

Beroende på källan som släpper ut det uppstår ljusföroreningar från offentlig eller privat belysning, annonser, bilstrålkastare och reflexer..

Ljusföroreningar har negativa effekter på människor genom att ändra deras biologiska klocka. Detta påverkar hälsan genom att skapa nervproblem, sömnlöshet och till och med hormonella obalanser.

På samma sätt hindrar det astronomiska observatoriers aktivitet, eftersom städernas bländning gör det svårt att uppfatta natthimlen. Detta berövar också medborgarna denna estetiska upplevelse.

Å andra sidan innebär ljusföroreningar slöseri med el, vilket representerar ekonomiska förluster och slöseri med resurser. Dessutom genererades andra föroreningar som koldioxid i processen att producera det slöseri som slösas bort..

Ljusföroreningar har negativa effekter på naturliga ekosystem och kan påverka flyttfåglar, liksom insekter och grodor. Ljuset förändrar vägen till havet av de små sköldpaddorna efter kläckning av äggen på stränderna.

I allmänhet genererar förändringen av dag-natt-cykeln förändringar i levande varelsers beteende. Dessa förändringar påverkar deras utfodring, reproduktion och rovdjur-rovförhållandet. Växterna drabbas av förändringar i fotoperioden (svar på varaktigheten dag-natt), med konsekvenser i blomningen.

Den största ljusföroreningarna i världen förekommer i de mest utvecklade länderna och i stora städer. De viktigaste källorna till ljusföroreningar finns på USA: s östkust, Europa, norra Indien, Taiwan, Japan och Kina..

Lösningarna för ljusföroreningar är av social, juridisk och teknisk karaktär. På det sociala området är det nödvändigt att skapa medvetenhet om förekomsten av denna typ av föroreningar och dess effekter.

I juridiska termer krävs strikta lagar för att reglera användningen av belysning. På samma sätt är det nödvändigt att förbjuda alltför mycket ljus över horisonten och garantera genomförandet av lämpliga tekniska åtgärder..

Tekniskt finns det belysningssystem som innehåller lämpliga lampor (monokromatisk), liksom i rätt riktning. Det finns också timers som låter dig reglera belysningstiden.

Artikelindex

  • 1 Funktioner
    • 1.1 Skalan för Bortle-himmelens mörker
  • 2 Orsaker
    • 2.1 Direktemission
    • 2.2 Reflektion på upplysta ytor
    • 2.3 Reflektion i atmosfäriska partiklar
  • 3 typer
    • 3.1 - Enligt lamptyp
    • 3.2 - Enligt dess egenskaper
    • 3.3 - Enligt källan
  • 4 effekter
    • 4.1 - Effekter på natthimlen
    • 4.2 - Effekter på människor och deras livsmiljö
    • 4.3 - Effekter på naturliga ekosystem och biologisk mångfald
    • 4.4 - Effekter på andra föroreningar
  • 5 Exempel på platser med ljusföroreningar
    • 5.1 Hong Kong
    • 5.2 Las Vegas (USA)
    • 5.3 New York (USA)
    • 5.4 Valencia (Spanien)
  • 6 lösningar
    • 6.1 - Socialt
    • 6.2 - Lagligt
    • 6.3 - Tekniker
  • 7 Referenser

Egenskaper

Ljusföroreningar avser artificiellt ljus när det avges i överskott eller utanför det område inom vilket det är funktionellt. Egenskaperna hos ljusspridning, såsom reflektion, genererar den så kallade lysande glöden i städerna.

Det vill säga det emitterade ljuset reflekteras från ytor och när det går mot atmosfären återhämtar det sig med de atmosfäriska partiklarna som returnerar det.

Skalan av Bortle-himmelens mörker

John E. Bortle skapade 2001 en skala (från 1 till 9) för att mäta hur ljus natthimlen är. Nivå 1 är den mörkaste himlen som kan observeras från jorden, med det största antalet stjärnor. Medan nivå 9 motsvarar natthimlen sett från centrum av en stor stad, där få stjärnor ses.

Orsaker

Den grundläggande orsaken till ljusförorening är utsläpp av ljus genom artificiell belysning. Detta bestäms i sin tur av en serie mänskliga behov som inkluderar:

- Tillåt nattaktiviteter.

- Skapa villkor för medborgarnas säkerhet.

- Underlätta säkerheten för fordonstrafiken.

- Utöka den ekonomiska aktiviteten.

- Reklambelysning.

- Dekorativ belysning.

Denna utsläpp av ljus kan orsaka förorening genom tre huvudfaktorers inverkan:

Direkt utgåva

Detta är den primära faktorn för ljusföroreningar, eftersom artificiellt ljus släpps ut i den mörka miljön för att belysa den. Det är en kraftfull föroreningskälla på grund av dess intensitet och eftersom den vanligtvis är multidirektionell..

En modern stad är en ljuskälla tack vare kombinationen av oändliga källor som inkluderar offentlig och privat belysning. Detta inkluderar gatu- och allégatlyktor eller lampor, lampor i bostäder och byggnader för ekonomisk aktivitet, upplysta skyltar, skyltar och bilstrålkastare..

Detta utsända ljus kan utöva sin förorenande effekt direkt, när det riktas mot en livsmiljö för levande varelser. På samma sätt kan den göra det sekundärt genom reflektion eller brytning..

Reflektion på upplysta ytor

Ljuset som avges reflekteras på ytorna i det urbaniserade området såsom gator, byggnader, skyltar och alla föremål i dess handlingsradie. Fotonerna när de kolliderar med dessa ytor reflekteras i olika riktningar som genererar stadens ljusglöd.

Denna sekundära föroreningsfaktor är dock uppenbarligen svagare än den första. I städer där glödlampor riktas ordentligt är den förorenande effekten av reflektion betydligt låg..

Reflektion i atmosfäriska partiklar

Slutligen riktas det emitterade och reflekterade ljuset mot atmosfären och kolliderar där med de suspenderade partiklarna..

Typer

Ljusföroreningar kan klassificeras på olika sätt, beroende på vilken typ av lampa som producerar den, dess egenskaper eller källan som genererar den..

- Enligt lamptyp

Ljusföroreningar varierar beroende på vilken typ av lampa som ger ljuset. Monokromatiska lampor som natriumlampor kommer att vara mindre förorenande än vita ljuslampor som lysrör eller vissa lysdioder.

- Enligt dess egenskaper

Projicerad ljusspridning

Det är spridningen av ljus som diffunderar och bidrar väsentligt till bländningen från stadscentra..

Invasivt ljus

Det är när den externa ljuskällan tränger in i bostäder eller områden där dess belysningsfunktion inte överensstämmer och blir förorening..

Bländning eller bländning

Det är en överdriven eller plötslig belysning som orsakar bländning hos fotgängare och fordonsförare och kan orsaka olyckor. Till exempel helljus från ett fordon.

Heterogen belysning eller överbeläggning

De är områden med oregelbunden belysning, med olika ljuskällor, vilket orsakar desorientering, förvirring, distraktion och stress. Till exempel ett stort antal skyltar och gatubelysning.

På samma sätt kan områden med överskott av konstgjord belysning presenteras för de uppgifter som utförs där..

- Enligt källan

gatubelysning

Detta är den största källan till ljusföroreningar som finns, särskilt när belysningssystemet inte är korrekt utformat. Denna källa är ansvarig för 40 till 60% av ljusföroreningar, både genom spridning av projicerat och invasivt ljus..

Lätta varningar

I vissa stora städer som New York eller Tokyo når denna ljuskälla höga incidensnivåer. Det är en direkt orsak till kontaminering genom diffusion av projicerat och invasivt ljus eftersom det emitterar över horisonten.

Fordonsstrålkastare

Detta är en mobil och variabel källa och i städer med hög grad av nattrafik blir det en viktig faktor för ljusföroreningar. Beroende på typ av strålkastare och om reglerna för dess användning inte uppfylls är det en orsak till bländning.

Privat belysning

Husens ljus, särskilt byggnaderna i de stora städerna, genererar en relevant ljusförorening.

Reflexer

I allmänhet är detta en punktkälla för ljusföroreningar, eftersom det är reflektorerna som används vid offentliga utställningar. Föroreningar sker genom diffusion av projicerat och invasivt ljus.

Effekter redigera

Effekterna av ljusföroreningar kan grupperas i tre breda kategorier:

- Effekter på natthimlen

Ljusföroreningar som genereras av bländning från städer gör natthimlen osynlig. Vi kan se stjärnorna tack vare kontrasten av deras ljusstyrka (egen eller reflekterad) i samband med himmelsk mörker.

Aspekt av himlen på natten med och utan ljusföroreningar. Källa: Jeremy Stanley [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)]

Ljusbländningen från städerna ökar klarheten i den himmelska bakgrunden över stjärnornas ljusstyrka, vilket gör dem osynliga.

- Effekter på människor och deras livsmiljö

Intrång av yttre ljus

Utomhusbelysning i städer genererar ofta ljusföroreningar genom att inkräkta på hemmen. Ibland kan detta vara till nytta, till exempel genom att låta oss röra oss på natten utan att tända interna lampor.

Det begränsar dock de andra omständigheterna där du vill behålla mörkret utan att vädja till att stänga fönstren.

Hälsoeffekter

Levande varelser svarar på dygnsrytmer, det vill säga fysiologiska svar enligt definierade perioder mellan 20 och 28 timmar. Därför genererar förändring av ljus och mörka cykler fysiska, mentala och beteendeförändringar. Ljusföroreningar orsakar allvarliga sömn- och beteendestörningar hos människor.

Melatonin är ett nattligt utsöndringshormon som produceras av tallkörteln som hjälper till att reglera den biologiska klockan och minskar nattproduktionen av östrogen..

Det har bevisats att produktionen av melatonin minskas drastiskt när människokroppen utsätts för konstgjord belysning. Enligt studier (ännu inte avgörande) kan detta öka risken för vissa typer av cancer.

För sin del har den franska nationella myndigheten för hälsosäkerhet livsmedel, miljö och arbete (ANSES) påpekat andra risker för ljusföroreningar. Till exempel oxidativ stress genererad i näthinnan av den höga förekomsten av vissa typer av belysning (t.ex.: LED).

Ekonomiska effekter

Ljusföroreningar är en följd av ett överskott av ljus som sprids, därför innebär det slöseri med det. En ökning med inte mindre än 20% har beräknats som leder till direkta ekonomiska förluster.

Till avfallet som resulterar i ljusföroreningar läggs alla ekonomiska kostnader i produktionen (resurser och förorening från andra källor).

Dessutom har ljusföroreningar tvingat inrättandet av astronomiska observatorier på platser långt ifrån befolkade centra. Detta har ökat bygg- och driftskostnaderna, främst relaterade till transport av material, leveranser och personal..

Tekniska effekter

Astronomi har påverkats av ljusföroreningar på grund av de ovannämnda effekterna på natthimlen. Faktum är att astronomer var de första som varnade för det och utvecklade en storlek för att mäta det..

Detta index kallas Luminance of the celestial background och det mäter ljusstyrkans ökning av densamma.

Estetiska effekter

Den som aldrig har varit långt från stadskärnor har inte kunnat uppskatta en stjärnhimmel. Detta innebär förlust av en betydande estetisk och känslomässig upplevelse, som bara kan upplevas genom att flytta väsentligt bort från städer..

Tänk på att ljusföroreningar som genereras av stora städer sträcker sig tiotals kilometer och ansluter till närliggande städer. Därför talar samma hot mot vårt nattliga landskap och vissa författare om den kulturella förlusten av "nattupplevelsen"

- Effekter på naturliga ekosystem och biologisk mångfald

Cykeln dag och natt med sina karakteristiska nivåer av belysning har styrt utvecklingen av arter. Dessa har därför anpassat sitt beteende till den cykeln i varje speciell miljö på planeten..

Djur

Vilda djur är ännu mer känsliga för effekten av ljusföroreningar på deras biologiska klocka och etologi (beteende). Arter med nattliga vanor som fladdermöss och vissa amfibier ser deras livsmiljö allvarligt påverkas av nattbelysning.

När de ställs inför ovanlig belysning anpassar sig djur väl antingen genom avslag eller attraktion. I vilket fall som helst innebär detta förändringar i deras utfodring, migration, reproduktion eller i rovdjur-rovförhållanden..

Till exempel, när havssköldpaddor kläckar till havet efter kläckning, förlorar de vägen till ljuskällor. Nattliga rovfåglar som ugglor kräver mörker för att upptäcka och förfölja sitt byte.

Arter av insekter och grodor lockas av ljuskällor och deras populationer minskar som ett resultat. Det är därför mycket upplysta byggnader nära naturområden har en negativ effekt på dessa organismer..

Låt oss komma ihåg att arten med en aktiv nattcykel är en viktig del av djurriket. Det uppskattas att cirka 30% av alla ryggradsdjur och mer än 60% av ryggradslösa djur är nattliga.

Växter

Växtblomning är en process som bestäms av samspelet mellan genetiska och miljömässiga faktorer, inklusive fotoperioden. Det vill säga, de svarar på varaktigheten på dag och natt, och förändringen av dessa rytmer påverkar blomningen av vissa arter..

Förhållandet mellan levande varelser och cyklerna mellan ljus och mörker är så relevant att det har motiverat utvecklingen av två biologiska discipliner. En av dem är eskotobiologi, som studerar förhållandet mellan liv och mörker. Den andra är kronobiologi som studerar biologiska rytmer..

- Effekter på andra föroreningar

Surt regn

De fotokemiska effekterna är grundläggande för vissa processer som genereras i atmosfären. Till exempel genererar NOx-radikaler i närvaro av ljus syror och i frånvaro av ljus sönderdelas de.

Därför ökar kontinuerlig konstgjord belysning syraproduktionen och därmed surt regn. Det beräknas att denna ökning når mellan 5 och 7%.

Växthuseffekter

Som vi nämnde när vi hänvisade till den ekonomiska effekten slösas cirka 20% av ljuset bort och förvandlas till ljusförorening. Men detta har också konsekvenser för genereringen av andra föroreningar, särskilt för produktionen av koldioxid..

Merparten av elen produceras i termoelektriska anläggningar och dessa avger CO2, som är den viktigaste växthusgasen och orsakar global uppvärmning..

Exempel på platser med ljusföroreningar

De mest slående fallen av ljusföroreningar är de stora städerna i utvecklade länder. På grund av den höga befolkningskoncentrationen och den höga ekonomiska nivån är överflödet av nattbelysning uppenbart.

När det gäller världsregioner finns den största ljusföroreningarna i Nordamerika, Europa och Asien..

Las Vegas (USA) på natten. Källa: EconomicOldenburger - Alles über den Las Vegas Strip [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

I Nordamerika sticker USA ut (särskilt östkusten), medan i Europa Grekland, Malta och Spanien sticker ut och i Asien Japan, Taiwan och Kina. På stadsnivå i USA sticker Las Vegas och New York ut. Andra anmärkningsvärda städer är Moskva, Valencia, London, Rotterdam, Paris, Hongkong och Tokyo.

I dessa städer är nattlivet på grund av sin storlek och socioekonomiska dynamik intensivt, vilket driver efterfrågan på belysning i offentliga och privata områden. På samma sätt ökar nattrafiken och kommersiell marknadsföring genom lysande annonser..

Hong Kong

En hög befolkningstäthet och en blomstrande ekonomi gör Hong Kong till en stad med hög ljusförorening. Det har mer än tusen skyskrapor, vilket får vissa att betrakta det som staden med den högsta ljusföroreningarna i världen.

Tokyo (Japan) upplyst på natten. Källa: Moyan Brenn från Italien [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)]

Enligt en studie från University of Tokyo är natten i Hong Kong tusen gånger ljusare än den fastställda gränsen.

Las Vegas (USA)

Den största inkomstkällan i denna stad är turism kopplad till spel, vilket främjar den största koncentrationen av lysande tecken i världen. Å andra sidan är det vanligt att använda högeffektsreflektorer för att direkt belysa himlen..

New York (USA)

Detta är en av de städer som har den högsta ljusföroreningarna i världen, särskilt det kommersiella distriktet Manhattan. Som ett märkligt faktum dör cirka 90 tusen fåglar årligen när de kolliderar med skyskrapor som är desorienterade av den intensiva belysningen.

Valencia Spanien)

Valencia är den spanska staden med högst ljusföroreningar och vissa placerar den som den största i Europa. 2007 spenderade denna stad 1,5 miljoner euro mer än Barcelona, ​​trots att hälften av invånarna hade.

Men idag främjas ett program för att ersätta ineffektiva gatlyktor i allmän belysning för att minska ljusföroreningar..

Lösningar

Lösningar för ljusföroreningar omfattar sociala, juridiska och tekniska åtgärder.

- Social

Det är viktigt att öka medvetenheten om ljusföroreningar, dess konsekvenser och lösningar för att uppnå medborgarstöd för dess kontroll. Stöd för relaterade lagstiftningsåtgärder och rationell användning av belysning i hemmet och samhället krävs.

- Rättslig

Det finns en mångfald av juridiska rättigheter, inklusive rättigheter som måste skyddas mot ljusföroreningar. Från rätten till skyddet av natthimlen som en del av landskapet, till skyddet av naturliga livsmiljöer.

Därför är det viktigt att ha lagar som reglerar användningen av belysning, vilket begränsar ljusföroreningar. Det vill säga att genom regler fastställa perioder för användning av belysning och implementering av adekvat utrustning för en rationell användning av ljus..

Särskilt relevant är förbudet mot ljusemission ovanför horisonten, förutom krav på flygtrafik.

- Tekniker

Utrustning

Det finns lampor med tidtagare som gör att belysningsperioderna kan justeras till vad som är absolut nödvändigt. På samma sätt måste armaturerna fokusera ljuset strikt mot de nödvändiga områdena och undvika att det sprids..

Detta innebär en tillräcklig utformning av belysningssystemet och användning av lämplig utrustning för varje fall. Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt armaturernas lutning, riktning, egenskaper och typ.

Så att ljuset inte överskrider den horisontella linjen finns det lämpliga lister som gör att lamporna kan fokuseras mot marken.

Ljus typ

Det minst förorenande ljuset är monokromatiskt, det vill säga det som, till skillnad från vitt ljus, består av en enda våglängd (eller få längder). Idealet är lågtrycksnatriumlampor (gult ljus), eftersom de genererar mindre ljusförorening genom att orsaka mindre störningar.

Zonindelning

Områdets zonindelning är viktig utifrån dess verkliga belysningsbehov och dess sårbarhet för ljusföroreningar. Detta gör det möjligt att fastställa både regler och andra tekniska åtgärder som är lämpliga för varje område..

Referenser

  1. Buchiniz YN, Torre MG och Lepez HS (2010). Värdet av himmelresursen - nattlandskap och ljusföroreningar. Muntlig presentation. Tematisk axel Miljöpåverkan, 2010 Miljökongress, National University of San Juan, San Juan, Argentina.
  2. Chepesiuk R (2009). Missing the Dark. Hälsoeffekter av ljusföroreningar. Miljöhälsoperspektiv 117: 20-27.
  3. Falchi F, Cinzano P, Elvidge CD, Keith DM och Haim A (2011). Begränsning av ljusföroreningarnas inverkan på människors hälsa, miljö och stellarsynlighet. Journal of Environmental Management 92: 2714-2722.
  4. González-Ríos I (2008). Ljusföroreningar: konsekvenser för stads-, allmänhet och energieffektivitet. Reala 307: 27-65.
  5. Herranz-Dorremochea C, Ollé-Martorell JM och Jáuregui-Sora F (2011). LED-belysning och problemet med ljusföroreningar. Astronomy II Stage, nr 144: 36-42.
  6. Hölker F, Wolter C, Perkin EK och Tockner K (2010). Ljusföroreningar som ett hot mot biologisk mångfald. Trender inom ekologi och utveckling 25: 681-682.
  7. Longcore T och Rich C (2004). Ekologisk ljusförorening. Front Ecol. Miljö. 2: 191-198.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.