Карты светового загрязнения

Содержание:

В Световое загрязнение Это вторжение в природу искусственных источников света, оказывающих негативное воздействие на живые существа или затрагивающих интересы человека. Световому загрязнению уделяется мало внимания, но оно оказывает влияние, изменяя естественные циклы света и темноты.

В течение долгого времени люди использовали ночь для своей деятельности, искусственно освещая и тем самым влияя на окружающую среду. Осведомленность о световом загрязнении возникла только в 60-70-х годах (20 век), когда об этом предупреждали астрономы. Это потому, что ослепление городов мешает наблюдениям и измерениям, проводимым астрономическими обсерваториями.

Искусственный свет распространяется в окружающую среду и, благодаря своим свойствам отражения и преломления, в конечном итоге охватывает окружающее пространство. Отражение определяет, что фотоны (элементарные единицы света) отражаются от поверхностей и частиц, с которыми они сталкиваются.

Причина светового загрязнения — чрезмерное и бесконтрольное генерирование человеком искусственного света. Рост населения и его концентрация в городских центрах порождает растущий спрос на свет.

Кроме того, бессознательное отношение к свету как к загрязнителю не требует адекватного контроля. Плохо направленное уличное освещение, яркие рекламные щиты и ночное движение автотранспорта создают избыточный свет.

Световое загрязнение варьируется в зависимости от типа лампы, которая его генерирует, наиболее загрязняющими являются те, которые излучают голубовато-белый свет. Свет загрязняет окружающую среду, вторгаясь в частные зоны, ослепляя или загромождая места.

Согласно источнику, который его излучает, световое загрязнение происходит от общественного или частного освещения, рекламы, автомобильных фар и развлекательных отражателей.

Световое загрязнение оказывает негативное воздействие на людей, изменяя их биологические часы. Это влияет на здоровье, вызывая нервные расстройства, бессонницу и даже гормональный дисбаланс.

Точно так же это затрудняет деятельность астрономических обсерваторий, поскольку яркость городов мешает восприятию ночного неба. Это также лишает граждан этого эстетического опыта.

С другой стороны, световое загрязнение означает потерю электроэнергии, которая представляет собой экономические потери и расточительную трату ресурсов. Кроме того, в процессе производства того света, который расходуется впустую, образуются другие загрязнители, такие как CO2.

Световое загрязнение отрицательно сказывается на естественных экосистемах и может повлиять на перелетных птиц, а также насекомых и лягушек. Свет изменяет путь к морю маленьких черепах после высиживания яиц на пляжах.

В общем, изменение цикла день-ночь вызывает изменения в поведении живых существ. Эти изменения влияют на их питание, воспроизводство и отношения хищник-жертва. У растений изменяется световой период (реакция на продолжительность дня и ночи), что сказывается на цветении.

Наибольшее световое загрязнение в мире наблюдается в наиболее развитых странах и в крупных городах. Основные источники светового загрязнения находятся на восточном побережье Соединенных Штатов Америки, Европе, северной Индии, Тайване, Японии и Китае.

Решение проблемы светового загрязнения — социальное, правовое и техническое. В социальной сфере необходимо повышать осведомленность о существовании этого типа загрязнения и его последствиях.

С юридической точки зрения требуются строгие законы, регулирующие использование освещения. Точно так же необходимо запретить чрезмерное освещение над горизонтом и гарантировать выполнение соответствующих технических мер.

Технически существуют системы освещения, включающие подходящие лампы (монохромные), а также в правильной ориентации. Также есть таймеры, позволяющие регулировать время освещения.

Вред от искусственного света

Большинство людей не могут представить себе жизнь без современного удобства в виде электрических фонарей, но это световое загрязнение. Для естественного мира, фары изменили время суток. Определенные последствия светового загрязнения привели к тому, что:

• Некоторые птицы поют в неестественных условиях при наличии искусственного освещения.
• Ученые определили, что длинные искусственные дни могут повлиять на расписание миграции, поскольку они позволяют проводить большее количество раз кормления.
• Уличные светильники могут запутать недавно вылупившихся морских черепах, полагающихся на звездный свет, отраженный от волн, чтобы определить берег океана. Они часто держат голову в неправильном направлении.
• Световое загрязнение, называемое свечением неба, также делает его трудным для астрономов, как профессионалов, так и любителей, чтобы наблюдать за звездами.
• Цветение растений и их развитие может полностью нарушиться при искусственном освещении.

Последствия чрезмерного света

Световое загрязнение может иметь серьезные культурные и физические эффекты. С точки зрения здоровья и поведенческих эффектов, многие виды животных, включая человека, чувствительны в  повседневной жизни к присутствию и отсутствию света.
Человек принципиально активен днем в отличие от других животных. Чтобы облегчить нашу деятельность ночью, мы должны освещать свое расположение. К сожалению, избыток искусственного света может серьезно и негативно повлиять на здоровье и поведение других видов. Световое загрязнение нарушает структуру питания, миграции, спаривания и так далее.

Есть сообщения о случаях, когда птицы привлекались искусственным светом из зданий только для того, чтобы столкнуться с ними или кружат вокруг источника света до тех пор, пока не умрут от истощения.

Известный пример, используемый в обсуждениях светового загрязнения являются морские черепахи, которые откладывают яйца на пляжах в темное время; когда появляются детеныши, они направляются к яркости моря. Однако при развитии побережья и сопутствующем ему световом загрязнении свет с моря часто затмевается светом с пляжа, что дезориентирует маленьких черепашек, оставляя многих из них уязвимыми и они не достигают моря.

Другой пример влияния светового загрязнения на животных — это возможность для существ, чтобы добыть себе пропитание, однако, это одновременно делает их более уязвимыми для хищников. Общий момент заключается в том, что здоровье и поведение многих видов тесно связаны с циклами света и дня, и по мере того, как мы проектируем темноту
свет и препятствуют этим ритмам, животные и экосистемы страдают способами, которые мы еще не полностью понимаем.

Наш вид тоже подвержен естественным циклам света и тьмы, дня и ночи. Для дальнейших исследований воздействия светового загрязнения на здоровье человека открыты две основные области.

Первый касается влияния светового загрязнения на наши циркадные ритмы—воздействие избыточного искусственного света может нарушить наш циркадный ритм и изменить наш график сна.
Вторая проблема, которая привлекает внимание, изучает возможную связь между световым загрязнением и более высокими случаями рака молочной железы.

На культурном уровне звезды играли важную роль в человеческом воображении, историях и понимании нашего места во Вселенной в течение тысяч лет. Можно считать культурной трагедией и несправедливостью то, что глубокий источник нашего самосознания и культурной идентичности закрыт для многих из нас из-за того, где мы живем, если у нас нет средств выйти в незагрязненные районы, чтобы увидеть звезды во всем их великолепии. Потеря звезд из виду может дезориентировать людей так же, как и морских черепах, упомянутых выше.

Световое загрязнение является большой проблемой, когда речь идет о тех, кто изучает космическое пространство. Оно затрудняет просмотр звезд и созвездий в ночное время.

Один из наших счастливых моментов в нашей жизни считается момент, когда человек лежит на травянистой земле и наблюдает за звездами. Так делали наши предки, наблюдая за созвездиями на небе, но этими моментами в жизни  не будут пользоваться другие поколением из-за этого светового загрязнения.

Есть много вещей, которые могли бы привести к тому, что мы сейчас называем световым загрязнением. Главная проблема в городах на самом деле не уличные фонари (особенно новые, обращенные вниз), а количество офисов и других зданий, которые оставляют  огни на всю ночь. Нам нужны уличные фонари для безопасности, но какой смысл освещать пустые здания всю ночь?

Влияние на человека

Профессорами доказано, что нарушенный световой режим сокращает длительность жизни, вызывает развитие внезапных опухолей. Явление изучают как один из экологических факторов, провоцирующих рост заболеваний.

Исследования показывают, что ночью вырабатывается мелатонин. Если в это время человек не спит или темнота неполная, гормоном организм не насыщается. Нарушение гормонального баланса возникает из-за воспринимаемого цикла дня и ночи. Последствие влияния на человека — нарушение сна, быстрая утомляемость.

Неправильное освещение провоцирует:

• снижение выделения мелатонина;
• повышение уровня чувствительности мозговой деятельности к торможению эстрогенами;
• развитие рака молочной железы;
• появлению атеросклероза.

Из-за напряжения, вызванного недостатком мелатонина, страдает иммунная система, быстрее наступает старость.

Человек подчинен биологическим ритмам.

Это влечет постоянные бессонницы, раздражительность, нарушения в работе нервной системы. Часто недомогание перерастает в психическое расстройство — увеличивается рост самоубийств.

Что это такое

Световое загрязнение городов — осветление неба ночью искусственными источниками. Второе название — световая пелена. Простыми словами, это свет, нерационально используемый. Явление характерно для крупных регионов страны. К исследованию проблемы физического загрязнения присоединяются ученые всего мира.

Главные источники светового загрязнения — большие города, индустриальные постройки. Создают его уличное освещение, яркие рекламные билборды, фонари. Излучение посылается вверх, образуя над городом световой купол.

Свет рассеивается в атмосфере, отражаясь обратно на землю. В результате в небе наблюдается мерцание. Крупинки, ухудшающие состав воздуха, обостряют действие светового загрязнения посредством рассеивания.

Чем опасно световое загрязнение?

Что такое световое загрязнение?

Световое загрязнение — это увеличение яркости неба из-за засвечивания его искусственными источниками света. Масштабы этого явления довольно внушительные: каждый год ночной небосклон светлеет на целых 2 процента!

Основными источниками светового загрязнения являются прожектора, уличное, промышленное и архитектурное освещения, рекламные баннеры. Свет отражается от микроскопических частиц воды и пыли, рассеянных в атмосфере, тем самым распространяясь по небу еще сильнее и создавая над населенным пунктами световые купола (которые еще называют световым смогом).

Несмотря на то, что свет является несомненным благом для человека (например он делает улицы безопаснее, а также позволяет некоторым предприятиям осуществлять бесперебойную работу в ночное время суток), его избыток оказывает серьезное влияние на здоровье и жизнедеятельность людей и животных, а также на научную деятельность.

Как световое загрязнение влияет на животных?

Прежде всего изменениям подвергаются среда обитания, миграционные процессы, а также циклы сна и бодрствования.

Особенно сильно страдают от этого насекомые. Свет не только их привлекает и делает заметными для хищников, но и убивает: раскаленные лампы обжигают их тела и крылья, что и становится причинами гибели.

Стоит понимать, что сбои в биологических ритмах могут быть смертельно опасными для многих видов животных. А так как в биосфере существует взаимная зависимость, это может привести к гибели, сокращению или же наоборот, увеличению других популяций.

Вот несколько примеров того, как световое загрязнение вредит животному миру:

• Из-за слишком яркого освещения певчие птицы перестают спать по ночам. Отсутствие отдыха сильно сокращает срок их жизни;
• Кораллы, произрастающие на Большом Барьерном Рифе, размножаются в определенное время, при лунном свете. Но искусственное освещение вызывает рассинхронизацию, из-за чего кораллы выбрасывают свои половые клетки в воду в разное время. Это сильно снижает шансы появления потомства;
• Увеличивается время роста растений, а значит и срок созревания плодов;
• Потомство морских черепах, только вылупившись из яиц, старается скорее добраться до воды. Ночью детеныши ориентируются на лунный свет и ползут именно по направлению к нему. Но искусственные источники сбивают черепах с толку, из-за чего они становятся легкой добычей для хищников.

Как световое загрязнение влияет на здоровье человека?

Как и в случае с животными, световое загрязнение вызывает сбой циркадных ритмов — внутренних часов человека. Это чревато нарушениями в выработке вещества под названием мелатонин. Этот гормон обладает множеством полезных свойств, в том числе он работает как антиоксидант и как средство для поддержания иммунитета.

Нарушения сна очень плохо влияют на здоровье человека. Они приводят к постоянной усталости, депрессии, мигреням, а также усиливают воздействие стрессовых факторов. Все это значительно сокращает срок жизни.

Последствия для астрономии

Световое загрязнение создает ощутимые сложности при изучении звездного неба при помощи телескопов. Оно уменьшает контрастность за счет света, из-за чего тусклые объекты на небосклоне разглядеть практически невозможно.

Сейчас существуют фильтры, блокирующие волны определенной длины. Но они имеют свойство изменять цвет наблюдаемого объекта, а также могут быть использованы далеко не во всех случаях.

Самые загрязненные районы на Земле

В 2020 году была опубликована карта светового загрязнения всего мира. Она составлена на основе снимков со спутников. По карте отлично видно, насколько серьезна проблема светового загрязнения.

Ряд экспертов признали Гонконг самым ярким городом в мире. Но так как количественной оценки в этой сфере еще не разработано, то нельзя сказать со 100-процентной точностью, что именно этот город действительно держит пальму первенства в области светового загрязнения. С ним вполне могут посоревноваться Нью-Йорк, Токио, Лас-Вегас и Сеул.

Как решить эту проблему?

К счастью, ученые считают, что человечество вполне способно бороться с этой серьезной проблемой. Вот что предлагает Международная ассоциация темного неба:

• Отключение освещения там, где оно не требуется;
• Источники света должны быть ограничены по площади и давать минимальное количество бликов;
• Минимизация синего цвета в спектре;
• Использование датчиков движения и таймеров для включения света;
• Применение для освещения люминесцентных ламп и низкотемпературных светодиодов.

Световое загрязнение окружающей среды

Некоторые ученые обеспокоены тем, что сегодня существуют целые поколения людей, которые попросту не видели Млечный путь – нашу связь с космосом, которая теряется.

Крис Элвидж (Chris Elvidge), ученый Национального управления океанических и атмосферных исследований в городе Боулдер, штат Колорадо, является частью команды, которая использовала изображения высокого разрешения со спутника, чтобы измерить и создать глобальный атлас светового загрязнения.

Команда ученых считает, что на данный момент это самый детальный атлас в своем роде.

Используя оборудование с метеорологического спутника Suomi NPP, а также исследуя 20 865 местностей по всему миру, международная команда ученых обнаружила, что самый высокий уровень светового загрязнения наблюдется в Сингапуре, Италии и Южной Корее, а самый низкий уровень — в Канаде и Австралии.

Также было установлено, что у жителей Индии и Германии есть больше шансов увидеть Млечный путь из своего дома, чем у жителей Саудовской Аравии и Южной Кореи.

Почему световое загрязнение опасно

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

Стоит отметить, что в среднем, одна лампа для уличного освещения расходует 400 ватт, а это значит, что за 8 часов работы она расходует 3,2 киловатт-час электроэнергии. Немалая доля этой энергии расходуется вхолостую.

* Жители мегаполисов могут видеть лишь самые яркие звёзды, Луну и одну или несколько планет, включая Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн. А вот звёздные скопления, туманности и галактики они видеть не могут.

* Еще один важный фактор: яркий свет не позволяет человеческому глазу, как следует адаптироваться к темноте. Это ведет к тому, что современные обсерватории приходится строить вдали от густонаселенных пунктов.

* Искусственное осветление негативно влияет на рост многих растений. Яркий свет мешает ориентации многих насекомых, которые привыкли вести ночной образ жизни. Ученые заметили, что каждый уличный светильник за сутки может привести к гибели 150 насекомых.

* Ученые также заметили, что световое загрязнение влияет на хронобиологию человеческого организма. Пока исследования в этой области не достаточно детальны. Но специалисты установили, что подобное загрязнение может привести к отклонениям гормонального баланса. У людей наблюдается менее крепкий сон, что в свою очередь ведет к быстрой утомляемости.

Как световое загрязнение влияет на здоровье человека и животных

Световое загрязнение имеет негативное воздействие на здоровье человека и животных. Согласно исследованиям, пересвет окружающей среды может привести к ухудшению зрения, бессоннице, головным болям и даже сердечным заболеваниям.

Например, излишне яркий свет улиц и рекламных щитов может нарушить циркадный ритм организма – естественную систему контроля времени внутри тела. Это может стать причиной снижения иммунной системы, повышения артериального давления и риска развития болезней сердца.

Световое загрязнение также негативно влияет на жизнь животных. Например, яркий свет уличных фонарей может усложнять спаривание птиц и миграцию насекомых. Особенно это актуально для ночных видов, например, летучих мышей или саламандр.

Большие города со своими нескончаемыми огнями могут быть опасны для морских черепах – самок приходится выбирать место для откладывания яиц, и они часто делают это на песчаных пляжах. Свет от городской застройки мешает им сделать это, что приводит к уменьшению численности вида.

Таким образом, световое загрязнение несет серьезные риски как для здоровья человека, так и для животных. Поэтому стоит сокращать излишнее освещение улиц и других общественных мест ради сохранения окружающей среды и здоровья всего биосферного сообщества.

Основные причины данной проблемы

Источниками светового загрязнения служат крупные населённые пункты, районы с высокой плотностью населения, промышленные холдинги. Освещение зданий, фонари на улицах и в парках, прожектора, рекламные щиты ежедневно направляют в небо мощный поток света. Причиной избыточной засветки являются 3 группы факторов.

1. Социальные факторы. Искусственное освещение тёмных улиц и дворов создаёт у человека ощущение защищённости от воров и грабителей. Ярко освещённые фасады зданий служат символом достатка его владельца.
2. Технические факторы. Отсутствие необходимых знаний у проектировщиков освещения и электриков. При планировании закладывается больше источников света, чем необходимо. Закупается дешёвое оборудование, не правильно регулируется угол наклона люминесцентных приборов. Не продумывается, лампы какого светового спектра нанесут минимальный вред природе и человеку.
3. Научные факторы. В небо на высоту 30-40 км учёные запускают зонды для наблюдения за атмосферными явлениями. На приборах устанавливают подсветку с яркими светодиодами.

Световое загрязнение является спутником индустриальных, густонаселённых районов. В некоторых странах с проблемой борются на законодательном уровне (Западная Европа), но в большинстве регионов нет жёстких стандартов.

Что же нужно делать, чтобы не превратить себя в главного героя фильма «Бойцовский клуб»?

Пожалуй, начну с банальных основ: оптимально ложиться спать до полуночи и рассчитывать время таким образом, чтобы длительность сна была не менее 7–8 часов в день. В выходные дни желательно вставать в то же время, что и в рабочие дни, дабы не вызвать смещение биологических ритмов (рис. 6). Конечно же, не стоит забывать про физические упражнения — они подкрепляют наши циркадные ритмы, «Движение — это жизнь».

Помимо воздействия света от гаджетов в течение дня, некоторые из нас являются заядлыми пользователями этих устройств в ночное время. Не включайте ночью телефоны, а также свет, ночники, не оставляйте работающим компьютер! Если необходимо вставать ночью, лучше использовать красную лампу (красный свет меньше подавляет синтез мелатонина) .

Стоит отметить, что, к сожалению для нас, в последние годы в России уличные лампы накаливания, которые излучают свет более длинных волн видимого электромагнитного спектра (т.е. желтоватый), заменяют компактными флуоресцентными лампами (генерируют короткие волны голубоватого спектра). Синие волны оказывают более сильное влияние на циркадную систему человека по сравнению с другими источниками света . Поэтому, если вы ощущаете, что за окном ночью светло как днём (особенно это касается периода «белых ночей» на Севере), необходимо повесить на окна плотные шторы или надеть очки для сна. Конечно же, не следует перед сном пить алкоголь и напитки, содержащие кофеин (чай, кофе, кока-колу, энергетики) — это снижает выработку мелатонина , .

Несомненно, повседневные способы борьбы со световым загрязнением хороши, и если их использовать, то организм скажет нам «спасибо». Однако проблема требует решения на мировом уровне. На данный момент нет точных прогнозов, что нас ждёт через несколько десятилетий. Прежде всего это связано с тем, что, с одной стороны, продолжается электрификация в наименее развитых странах, с другой — некоторые государства уже приняли законы о контроле уровня искусственной освещённости ночью . Несмотря на кажущуюся простоту решения обозначенной выше проблемы, при разработке ограничительных мер возникают серьёзные трудности из-за отсутствия соответствующей законодательной базы . Помимо этого, требуется постоянный мониторинг уровня светового излучения ночью для последующего анализа результатов нововведений на практике. В заключение хочется добавить «нотку» оптимизма: благодаря возможности создания онлайн-петиций, каждый из нас может внести свою лепту в защиту окружающей среды от светового загрязнения .

Почему экологически чистые лампы оказались неэкологичными?

Оказывается, энергоэффективное освещение, снижающее выбросы парниковых газов от производства энергии, вредит окружающей среде больше, чем традиционные натриевые лампы (дающие более желтый свет). Ученые из Центра экологии и гидрологии Великобритании выяснили, что «экологически чистые» светодиодные уличные фонари создают для насекомых худшее световое загрязнение, чем традиционные натриевые. Количество гусениц моли в живых изгородях у сельских дорог в Англии было на 52% ниже при светодиодном освещении и на 41% ниже при натриевом по сравнению с соседними неосвещенными участками.

В траве количество гусениц моли возле светодиодных фонарей было на треть ниже, чем в неосвещенных областях, тогда как старые лампы мало влияли на численность. По словам ученых, светодиодные фонари более энергоэффективны, но излучают больше синего света, к которому не приспособлены насекомые.

В целом любое искусственное освещение негативно влияет на природу. Например, фонари делают насекомых более заметными для хищников, мешают питанию и размножению. При свете бабочки более уязвимы для хищников. Это означает, что они откладывают меньше яиц. Также уличные фонари мешают самкам светлячков привлекать самку. Было обнаружено, что жуки в темных областях обычно находили себе пару после одной ночи свечения, в освещенных областях это занимает до 15 ночей. В Англии количество светлячков сократилось на три четверти с 2001 года.

Негативное воздействие на насекомых ежегодно увеличивается, и это не только из-за светового загрязнения, но из-за глобального изменения климата, вырубки лесов и т.д. Насекомые на сегодняшний день являются самыми разнообразными и многочисленными животными на Земле, их насчитываются миллионы видов, и они в 17 раз превышают общий вес людей. Они необходимы для экосистем, от которых зависит человечество: опыление растений, пища другим существам и участие в круговороте веществ.

Зеленая экономика

Маленькие, но важные: как пчелы спасают человечество от голода

Например, моль играет важную роль в опылении растений, таких как горох и масленичный рапс. Моль опыляет сельскохозяйственные культуры по ночам, когда пчелы и другие дневные опылители засыпают. Впрочем, от искусственного освещения есть и обратный эффект, влияющий на опыление. Исследователи обнаружили, что опыление увеличивалось на тех участках полей, где всю ночь светили огни, так как туда слетались бабочки. Несмотря на это, ученые все же призывают свести любое нарушение естественных систем к минимуму.

Во Флориде из-за застроенной отелями и дорогами береговой линии ежегодно гибнут сотни новорожденных черепах. Дело в том, что морские черепахи откладывают яйца на темных пляжах, которых становится все меньше. Новорожденные черепахи обычно ползут к морю, так как для них это более яркий горизонт, однако искусственное освещение сбивает их с верного пути — так они погибают.

Посмотреть на световое загрязнение можно на

В 2018 году скандал вызвало освещение парка Воробьевы горы в Москве. Тогда там установили мощную разноцветную подсветку деревьев. В мэрии города заявили, что это никак не сказывается на экологической обстановке и сделано для привлечения туристов. Впрочем, экологи и активисты не согласились с чиновниками. По их мнению, освещение особо охраняемой природной территории негативно сказывается на птицах и других животных. Позже подсветку частично демонтировали.

В Санкт-Петербурге Высшая школа светового дизайна Университета ИТМО провела эксперимент. В период белых ночей и зимой сотрудники замерили яркость неба, и оказалось, что в декабре при полностью затянутом небе яркость неба выше, чем в самую светлую ночь в июне.

Световое загрязнение негативно влияет и на здоровье человека, нарушая его биологические часы. Распространение искусственного освещения означает, что многие из нас больше не переживают по-настоящему темные ночи. Исследования показывают, что искусственный свет в ночное время может негативно повлиять на здоровье человека, увеличивая риск ожирения, депрессии, нарушений сна, диабета, рака и многого другого.

Каждый год из-за негативных последствий от светового загрязнения на окружающую среду и здоровье людей тратится около $7 млрд. Проблема еще заключается в том, что доступ к более энергоэффективным лампам заставляет людей больше установить новых источников света. Следовательно, вся выгода от энергосбережения утрачивается. Это называется парадоксом Джевонса — эффективность использования ресурса может увеличить объем его потребления.