Charakteristiky znečistenia svetla, príčiny, účinky, riešenia

Ten Znečistenie svetla Je to zásah do povahy umelých zdrojov svetla, ktoré spôsobujú negatívne dopady na živé bytosti alebo ovplyvňujú ľudské záujmy. Bola venovaná malá pozornosť na znečistenie svetla, ale vyvoláva vplyv zmenou prírodných cyklov svetla tlakov.

Ľudská bytosť po dlhú dobu využíva noc na svoje aktivity, umelo osvetľuje, a preto ovplyvňuje prírodné prostredie. Povedomie o svetelnom znečistení vzniká iba v 60-70 (20. storočí), keď o tom upozorňujú astronómovia. Je to preto, že žiara miest narúša pozorovania a merania z astronomických observatórií.

Kontaminácia svetla planéty Zem. Zdroj: Dominické Alves [CC po 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/BY/2.0)]

Umelé svetlo sa šíri do životného prostredia a vďaka svojim odrazom a vlastnostiam refrakcie nakoniec pokrýva okolitý priestor. Odraz určuje, že fotóny (elementárne jednotky svetla) sa odrazia na povrchoch a časticiach, na ktoré ovplyvňujú.

Príčinou znečistenia svetla je generácia umelého svetla ľudskou bytosťou v nadmernej a bez kontroly. Rast ľudskej populácie a jej koncentrácia v mestských centrách vytvárajú tento rastúci dopyt po svetle.

Okrem toho bezvedomie týkajúce sa kapacity svetla ako znečisťujúcej látky nezvyšuje potrebu jeho riadnej kontroly. Závažne nasmerované verejné osvetlenie, svetelné reklamy a nočná automobilová prevádzka generujú prebytok svetla.

Znečistenie svetla sa líši v závislosti od typu žiarovky, ktorá ju generuje, čo je najviac znečisťujúce látky, ktoré poskytujú biele modré svetlo. Svetelné kontaminácie, keď sú premietnuté do životného prostredia, napadnú súkromné ​​oblasti a oslňované alebo ohraničujúce oblasti.

Podľa zdroja, ktorý ho emituje, dochádza k znečisteniu svetla verejným alebo súkromným osvetlením, reklamymi, svetlometmi vozidla a reflektorom.

Znečistenie svetla má na človeka negatívne účinky zmenou biologických hodín. To ovplyvňuje zdravie vytváraním nervóznej, nespavosti a dokonca aj hormonálnej nerovnováhy.

Podobne to bráni aktivite astronomických observatórií, pretože žiara miest zabraňuje vnímaniu nočnej oblohy. To tiež zbavuje občanov tejto estetickej skúsenosti.

Na druhej strane znečistenie svetla znamená plytvanie elektrinou, ktorá predstavuje hospodárske straty a odpady. Okrem toho vo výrobnom procese tohto svetla, ktoré je zbytočné, sa vytvorili ďalšie znečisťujúce látky, ako je CO2.

Znečistenie svetla má negatívne účinky na prírodné ekosystémy a môže ovplyvniť migračné vtáky, ako aj hmyz a žaby. Svetlo mení cestu do mora malých korytnačiek po vyliahnutí vajíčok na plážach.

Všeobecne platí, že zmena cyklu dennej noci generuje zmeny v správaní živých bytostí. Tieto zmeny ovplyvňujú ich stravu, reprodukciu a vzťah predátorov. Rastliny trpia zmenami vo fotoperióde (reakcia na dennú noc), s následkami kvitnutia.

Najväčšie znečistenie svetla na svete sa vyrába v najviac rozvinutých krajinách a vo veľkých mestách. Hlavné zameranie na svetelné znečistenie sa nachádzajú na východnom pobreží Spojených štátov amerických, Európy, severnej Indie, Taiwanu, Japonska a Číny.

Riešenia pre svetelné znečistenie sú sociálne, právne a technické. Sociálne je potrebné zvýšiť informovanosť o existencii tohto typu znečistenia a jeho účinkov.

V právnych prísnych zákonoch, ktoré regulujú používanie osvetlenia. Podobne je potrebné zakázať nadmerné svetlo nad horizont a zaručiť implementáciu vhodných technických opatrení.

Technicky existujú osvetľovacie systémy, ktoré zahŕňajú primerané (monochromatické) žiarovky, ako aj v správnej orientácii. Existujú aj časovače, ktoré umožňujú regulačný čas osvetlenia.

[TOC]

Charakteristika

Znečistenie svetla sa vzťahuje na umelé svetlo, keď je emitované v nadmernom alebo mimo rozsahu, v ktorom je funkčné. Charakteristiky difúzie svetla, ako je odraz, generujú tzv. Svetelnú žiaru miest.

To znamená, že emitované svetlo sa odráža na povrchoch a keď idete do atmosféry, odrazí sa s atmosférickými časticami, ktoré ho vracajú.

Rozsah temnoty Bortleho oblohy

John E. Bortle vytvoril v roku 2001 stupnica (od 1 do 9) na meranie, ako osvietená nočná obloha je. Úroveň 1 je najtemnejšia obloha, ktorú je možné vidieť zo Zeme, s najväčším množstvom hviezd. Zatiaľ čo úroveň 9 zodpovedá nočnej oblohe videnú z centra veľkého mesta, kde sú viditeľné drahé hviezdy.

Príčiny

Základnou príčinou znečistenia svetla je emisia svetla umelým osvetlením. To je zase určené radom ľudských potrieb, ktoré zahŕňajú:

- Povoliť nočné aktivity.

- Vytvorte podmienky bezpečnosti občanov.

- Uľahčovať bezpečnosť dopravnej dopravy vozidla.

- Rozširuje hospodársku činnosť.

- Reklamné osvetlenie.

- Okrasné osvetlenie.

Môže vám slúžiť: Výhody a nevýhody veternej energie

Táto emisia svetla môže spôsobiť kontamináciu pôsobením troch hlavných faktorov:

Priama emisia

Toto je primárny faktor znečistenia svetla, pretože umelé svetlo je emitované do temného prostredia, aby sa osvetlilo. Je to silný zdroj kontaminácie v dôsledku intenzity a to, čo je normálne viacsmerné.

Moderné mesto je zameraním svetla vďaka kombinácii nespočetných zdrojov, ktoré zahŕňajú verejné a súkromné ​​osvetlenie. Patria sem pouličné lampy v uliciach a uličkách, bytové svetlá a budovy pre hospodársku činnosť, osvetlené štítky, reklamné oznámenia a svetlomety vozidiel.

Toto emitované svetlo môže mať priamy znečisťujúci účinok, keď je nasmerované na biotop živých bytostí. Podobne to môžete urobiť sekundárne odrazom alebo lomom.

Odraz na osvetlených povrchoch

Vyjadrené svetlo sa odráža na povrchoch urbanizovanej oblasti, ako sú ulice, budovy, značky a akýkoľvek predmet v jeho okruhu akcie. Fotóny pri zrážke s týmito povrchmi sa odrážajú v rôznych smeroch generujúcich svetlú žiaru mesta.

Tento sekundárny kontaminačný faktor je však očividne slabší ako prvý. V skutočnosti, v mestách, kde sú svetlé reflektory správne nasmerované, je znečisťujúci účinok odrazu výrazne nízky.

Odraz atmosférických častíc

Nakoniec je svetlo a odrazené svetlo nasmerované na atmosféru a tam sa zráža s suspendovanými časticami.

Chlapci

Znečistenie svetla možno klasifikovať rôznymi spôsobmi, v závislosti od typu lampy, ktorá ju vytvára, jej charakteristiky alebo zdroja, ktorý ho generuje.

- Podľa typu lampy

Znečistenie svetla sa bude líšiť v závislosti od typu žiarovky, ktorá poskytuje svetlo. Monochromatické žiarovky, ako je sodík, sú menej znečisťujúce ako lampy bieleho svetla, ako je fluorescenčné alebo niektoré LED diódy.

- Podľa jeho charakteristík

Premietané šírenie svetla

Mestské centrá vysielajú rozptyl svetla, ktoré sa šíri a podstatne prispieva k žiareniu.

Invazívne svetlo

Je to vtedy, keď externý zdroj svetla prenikne do domovov alebo oblastí, v ktorých jeho funkcia osvetlenia nezodpovedá tomu, že sa stane znečisťujúcim činidlom.

Oslnenie alebo žiara

Je to nadmerné alebo náhle osvetlenie, ktoré spôsobuje oslnenie chodcov a vodičov vozidiel, ktoré sú schopní spôsobiť nehody. Napríklad vysoké svetlá vozidla.

Heterogénne alebo potravinové osvetlenie

Sú to oblasti s nepravidelným osvetlením, s rôznymi zdrojmi svetla, ktoré spôsobujú dezorientáciu, zmätok, rozptýlenie a stres. Napríklad veľké množstvo žiarivých oznámení a verejného osvetlenia.

Podobne je možné prezentovať oblasti s nadmerným umelým osvetlením pre úlohy, ktoré sa tam vykonávajú.

- Podľa zdroja

Pouličné osvetlenie

Toto je najväčší zdroj znečistenia svetla, ktorý existuje, najmä ak systém osvetlenia nie je správne navrhnutý. Tento zdroj je zodpovedný za 40 až 60% znečistenia svetla, a to tak šírením projektovaného aj invazívneho svetla.

Svetelné oznámenia

V niektorých veľkých mestách, ako je New York alebo Tokio, tento svetelný zdroj dosahuje vysokú úroveň výskytu. Je to priama príčina predpokladaného a invazívneho znečistenia difúzie svetla, pretože emituje nad horizontom.

Svetlomety vozidla

Toto je mobilný a variabilný zdroj av mestách s vysokým stupňom nočnej premávky sa stáva dôležitým faktorom znečistenia svetla. V závislosti od typu majáka a ak nie sú splnené pravidlá pre jeho použitie, je to príčinou znečistenia oslnenia.

Súkromné ​​osvetlenie

Svetlá na bývanie, najmä budovy veľkých miest, vytvárajú príslušné znečistenie svetla.

Reflektory

Všeobecne je to zdroj presného znečistenia svetla, pretože ide o reflektory používané na verejných výstavách. Kontaminácia sa vytvára premietaným a invazívnym difúziou svetla.

Účinky

Účinky znečistenia svetla môžu byť zoskupené do troch hlavných kategórií:

- Účinky na nočnú oblohu

Znečistenie svetla generované žiakom miest robí nočnú oblohu neviditeľnou. Vidíme hviezdy vďaka kontrastu ich jasu (vlastného alebo odrážaného) v kontexte nebeskej tmy.

Vzhľad oblohy v noci s svetelným znečistením a bez neho. Zdroj: Jeremy Stanley [CC by 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/BY/2.0)]

Svetlá žiara miest zvyšuje čistotu nebeského pozadia nad jasom hviezd, vďaka čomu sú neviditeľné.

- Účinky na ľudí a ich biotop

Vniknutie vonkajšieho svetla

Vonkajšie osvetlenie v mestách často vytvára svetelné znečistenie napadnutím súkromia domácnosti. Niekedy to môže byť prospešné, napríklad tým, že nám umožní pohybovať sa v noci bez zapnutia vnútorných svetiel.

Obmedzuje to však tie ďalšie okolnosti, v ktorých chcete zachovať temnotu bez toho, aby ste sa vyzývali zatvorením okien.

Vplyvy na zdravie

Živé bytosti reagujú na cirkadiánne rytmy, to znamená fyziologické reakcie podľa definovaných období od 20 do 28 hodín. Preto zmena svetla a tmavých cyklov vytvára fyzické, duševné a behaviorálne zmeny. Znečistenie svetla spôsobuje vážne poruchy spánku, a teda správanie u ľudí.

Môže vám slúžiť: Antarktický oceán: geologický pôvod, podnebie, flóra a fauna

Melatonín je hormón nočného sekrécie produkovaný epifálnou žľazou, ktorý pomáha regulovať biologické hodiny a znižuje nočnú produkciu estrogénu.

Dokázalo sa, že keď je ľudské telo vystavené umelému osvetleniu, produkcia melatonínu sa drasticky zníži. Podľa štúdií (ešte nie sú presvedčivé) by to mohlo zvýšiť riziko určitých typov rakoviny.

Národná agentúra pre zdravotnú bezpečnosť životného prostredia a francúzska práca (ANSES) poukázala na ďalšie riziká znečistenia svetla. Napríklad oxidačný stres generovaný v sietnici vysoký výskyt určitých typov osvetlenia (napr.: LED).

Ekonomické vplyvy

Znečistenie svetla je dôsledkom prebytku svetla, ktoré je rozptýlené, preto to znamená strata tohto. Vypočítalo sa zvýšenie najmenej 20%, ktoré vedie k priamym hospodárskym stratám.

K odpadu, ktorý sa odvodzuje pri svetelnom znečistení, sa pridajú celé ekonomické náklady zapojené do jej výroby (zdroje a kontaminácia iných zdrojov).

Okrem toho znečistenie svetla prinútilo astronomické observatóriá vo veľmi vzdialených miestach obývaných centier. To zvýšilo náklady na výstavbu a prevádzku súvisiace najmä s prepravou materiálov, dodávok a personálu.

Technické vplyvy

Astronómia bola ovplyvnená znečistením svetlom v dôsledku už komentovaných účinkov na nočnú oblohu. V skutočnosti boli astronómovia prví, ktorí pred ňou varovali a vyvinuli veľkosť na jeho meranie.

Tento index sa nazýva jasnosť nebeského fondu a meria zvýšenie jasnosti toho istého.

Estetické vplyvy

Každý, kto sa nikdy neodsťahoval z mestských centier, nebol schopný oceniť hviezdnu oblohu v plnom rozsahu. To znamená stratu významného estetického a emocionálneho zážitku, ktorý môže zažiť iba v podstate z miest.

Berme do úvahy, že svetelné znečistenie generované veľkými mestmi sa rozširuje desiatkami kilometrov, zostrihá sa so susednými mestami. Rovnaká hrozba preto, že naše nočné prostredie a niektorí autori hovoria o kultúrnej strate „nočného zážitku“

- Účinky na prírodné ekosystémy a biodiverzita

Vývoj druhov riadil denný a nočný cyklus s ich charakteristickými úrovňami osvetlenia. Preto prispôsobili svoje správanie tomuto cyklu v každom konkrétnom prostredí planéty.

Zvieratá

Divoké zvieratá sú ešte citlivejšie na vplyv znečistenia svetla na ich biologické hodiny a etológiu (správanie). Druhy nočných návykov, ako sú netopiere a určité obojživelníky, sú vážne ovplyvnené ich biotop s nočným osvetlením.

Keď čelia neobvyklému osvetleniu, zvieratá sú buď odmietnutím alebo príťažlivosťou. V každom prípade to znamená zmeny v jej strave, migrácii, reprodukcii alebo vo vzťahoch s predátormi.

Napríklad korytnačky morských plodov, keď idú po vyliahnutí k moru, stratia kurz pred svetelnými zdrojmi. Nočné vtáky, ako sú sovy.

Druhy hmyzu a žaby sú priťahované do svetelných zdrojov a ich populácie vlečenia pre túto príčinu. Preto veľmi osvetlené konštrukcie blízko prírodných oblastí majú na tieto organizmy negatívny vplyv.

Nezabúdajte, že aktívne druhy nočného cyklu sú dôležitou časťou živočíšneho kráľovstva. Odhaduje sa, že asi 30% všetkých stavovcov a viac ako 60% bezstavovcov je nočných.

Podlaha

Kvitnutie rastlín je proces stanovený interakciou genetických a environmentálnych faktorov vrátane fotoperiódy. To znamená, že reagujú na trvanie vo dne iv noci a zmena týchto rytmov ovplyvňuje kvitnutie určitých druhov.

Vzťah živých bytostí s cyklami svetla a tmy je taký dôležitý, že motivoval rozvoj dvoch disciplín biológie. Jedným z nich je Scotobiology, ktorá študuje vzťah medzi životom a temnotou. Druhým je chronobiológia, ktorá študuje biologické rytmy.

- Účinky na ďalšie znečisťujúce látky

Kyslý dážď

Fotochemické účinky sú zásadné pre určité procesy, ktoré sú generované v atmosfére. Napríklad radikály NOx v prítomnosti svetla generujú kyseliny a v tomto neprítomnosti rozkladajú.

Preto nepretržité umelé osvetlenie zvyšuje produkciu kyseliny, a teda kyslý dážď. Odhaduje sa, že toto zvýšenie dosahuje 5 až 7%.

Skleníkové efekty plyny

Ako sme komentovali, keď sa hovorí o ekonomickom účinku, asi 20% svetla sa zbytočne transformuje na svetelné znečistenie. To však má tiež dôsledky na tvorbu ďalších znečisťujúcich látok, konkrétne vo výrobe CO2.

Väčšina elektriny sa vyskytuje v termoelektrických závodoch a tieto emitujú CO2, čo je hlavný skleníkový plyn, čo spôsobuje globálne otepľovanie.

Príklady miest s ľahkým znečistením

Najbližšími prípadmi znečistenia svetla sú veľké mestá rozvinutých krajín. Vzhľadom na vysokú koncentráciu populácie a vysokú ekonomickú úroveň sa prejavuje nadmerné nočné osvetlenie.

Môže vám slúžiť: Ecotone: Čo je, charakteristiky a príklady

Pokiaľ ide o regióny sveta, najväčšie znečistenie svetla sa nachádza v Severnej Amerike, Európe a Ázii.

Las Vegas (Spojené štáty) v noci. Zdroj: EconomyColdenburger - Alles über den Las Vegas Strip [CC BY -SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)]

V Severnej Amerike vyniká Spojené štáty americké (najmä východné pobrežie), zatiaľ čo v Európe Grécko, Malta a Španielsko av Ázii vynikajú Taiwan a Čína. Na úrovni miest v Spojených štátoch vynikajú Las Vegas a New York. Ďalšími pozoruhodnými mestami sú Moskva, Valencia, Londýn, Rotterdam, Paríž, Hongkong a Tokio.

V týchto mestách je z dôvodu ich rozsahu a sociálno -ekonomickej dynamiky intenzívny, podporuje dopyt po osvetlení verejných a súkromných oblastí. Rovnakým spôsobom sa zvyšuje nočná automobilová doprava a komerčná propagácia prostredníctvom svetelných reklám.

Hongkong

Vďaka vysokej hustote obyvateľstva a prosperujúce hospodárstvo robí z Hongkongu mesto s vysokou úrovňou svetelného znečistenia. Má viac ako tisíc mrakodrapov, čo spôsobuje, že niektoré zvažujú mesto s najvyšším znečistením svetla na svete.

Tokio (Japonsko) v noci osvetlené. Zdroj: Moyan Brenn z Talianska [CC by 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/BY/2.0)]

Podľa štúdie univerzity v Tokiu je noc v Hongkongu tisíckrát jasnejšia ako zavedený limit.

Las Vegas (USA)

Najväčším zdrojom príjmu v tomto meste je cestovný ruch spojený s hazardnými hrami a propaguje najvyššiu koncentráciu oznámení svetla na svete. Na druhej strane je bežné použitie reflektorov vysokej výkonnosti na priame osvetlenie oblohy.

New York (USA)

Toto je jedno z miest s najvyšším znečistením svetla na svete, najmä v obchodnom okrese Manhattan. Ako zvláštny fakt, asi 90 tisíc vtákov zomrie každoročne pri zrážke proti mrakodrapom dezorientované intenzívnym osvetlením.

Valencia Španielsko)

Valencia je španielske mesto s najväčším znečistením svetla a niektoré ho umiestnia ako najväčšie v Európe. V roku 2007 toto mesto vynaložilo 1,5 milióna eur viac ako Barcelona, ​​napriek tomu, že malo polovicu obyvateľov.

Dnes sa však program propaguje, aby nahradil neefektívne pouličné žiarovky na zníženie znečistenia svetla.

Roztoky

Riešenia pre svetelné znečistenie pokrývajú sociálne, právne a technické opatrenia.

- Sociálna

Je dôležité zvýšiť informovanosť o svetelnom znečistení, jeho dôsledkoch a riešeniach, aby sa dosiahla podpora občanov pre kontrolu. Podpora je potrebná na súvisiace legislatívne opatrenia a racionálne využívanie osvetlenia domácnosti a komunity.

- Legálny

Existuje rozmanitosť právnych aktív, dokonca aj práv, ktoré je potrebné chrániť pred svetelným znečistením. Od práva po ochranu vízie nočnej oblohy ako súčasť krajiny, po ochranu prírodných biotopov.

Preto je nevyhnutné mať zákony, ktoré regulujú používanie osvetlenia a obmedzujú znečistenie svetla. To znamená stanovenie noriem používania osvetlenia a implementácie vhodného zariadenia na racionálne použitie svetla.

Obzvlášť relevantný je zákaz emisie svetla na horizonte, s výnimkou požiadaviek leteckých navigácie.

- Techniky

Vybavenie

Existujú žiarovky s časovačmi, ktoré umožňujú prísne potrebné regulovať obdobia osvetlenia. Podobne sa musia svietidlá zamerať prísne na požadované oblasti.

To znamená, že primeraný návrh systému osvetlenia a použitie príslušného zariadenia v každom prípade. Osobitná pozornosť by sa mala venovať sklonu, smeru, charakteristikám a typu svietidiel.

Aby svetlo nepresiahlo vodorovnú čiaru, existujú vhodné lišty, ktoré umožňujú zaostreniu žiaroviek na zem.

Typ svetla

Menej znečisťujúce svetlo je monochromatické, to znamená, že na rozdiel od bieleho svetla je tvorené jednou vlnovou dĺžkou (alebo niekoľkými dĺžkami). Ideály sú nízke žiarovky tlaku sodíka (žlté svetlo) tým, že generujú menšie znečistenie svetlom spôsobením menšieho rušenia.

Útvar

Zónovanie územia je dôležité na základe jeho skutočných potrieb osvetlenia a jeho zraniteľnosti voči znečisteniu svetla. To umožňuje stanoviť nariadenia a ďalšie technické opatrenia vhodné pre každú oblasť.

Odkazy

1. Buchiniz Yn, Torre MG a Lepez HS (2010). Hodnota zdroja oblohy - nočná krajina a znečistenie svetla. Ústna prezentácia. Dopad environmentálneho vplyvu témy, environmentálny kongres 2010, Národná univerzita v San Juan, San Juan, Argentína.
2. Chepesiuk R (2009). Chýba tma. Účinky zdravotného znečistenia svetla. Perspektívy životného prostredia 117: 20-27.
3. Falchi F, Cinzano P, Elvidge CD, Keith DM a Haim A (2011). Obmedzenie vplyvu znečistenia svetla na ľudské zdravie, životné prostredie a hviezdnu viditeľnosť. Journal of Environmental Management 92: 2714-2722.
4. González-Rios I (2008). Znečistenie svetla: Dôsledky mestského, dopytu a energetickej účinnosti. RealA 307: 27-65.
5. Herranz-Dermochea C, Ollé-Martorell JM a Jáuregui-Sora F (2011). Osvetlenie LED a problém znečistenia svetla. Astronomy II Stage, č. 144: 36-42.
6. Hölker F, Wolter C, Perkin EK a Tockner K (2010). Znečistenie svetla ako hrozba biodiverzity. Trendy v ekológii a vývoji 25: 681-682.
7. Longcore T a Rich C (2004). Znečistenie ekologického svetla. Predný Ecol. Prostredie. 2: 191-198.