LJUSFÖRORENINGAR: EGENSKAPER, ORSAKER, EFFEKTER, LÖSNINGAR - MILJÖ

Den ljusföroreningar är störningarna i form av artificiella ljuskällor som orsakar negativa effekter på levande varelser eller påverkar mänskliga intressen. Lite uppmärksamhet har ägnats åt ljusföroreningar, men ändå påverkar det naturliga ljus-mörka cykler.

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

Ljusföroreningar på planeten Jorden. Källa: Dominic Alves

Det konstgjorda ljuset diffunderar i miljön och tack vare reflektions- och brytningsegenskaperna hamnar det omgivande rymden. Reflektion bestämmer att fotoner (elementära ljusenheter) studsar från ytor och partiklar som de påverkar.

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

Dessutom medvetandet om ljusets kapacitet som förorenande inte utgör behovet av dess adekvata kontroll. Dåligt riktad gatubelysning, ljusa skyltar och nattbiltrafik skapar överskott av ljus.

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

Enligt källan som släpper ut den uppstår ljusföroreningar från offentlig eller privat belysning, annonser, fordonsstrålkastare och underhållningsreflektorer.

Ljusföroreningar har negativa effekter på människor genom att förändra deras biologiska klocka. Detta påverkar hälsan genom att generera nervproblem, sömnlöshet och till och med hormonell obalans.

På samma sätt hindrar det astronomiska observatoriers aktivitet, eftersom städernas bländning förhindrar natthimlen. På samma sätt berövar medborgarna denna estetiska upplevelse.

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

Ljusföroreningar har negativa effekter på naturliga ekosystem och kan påverka flyttfåglar, såväl som insekter och grodor. Ljuset ändrar vägen till havet för de små sköldpaddorna efter kläckning ägg på stränderna.

I allmänhet genererar förändringen av dag-nattcykeln förändringar i beteende hos levande varelser. Dessa förändringar påverkar deras utfodring, reproduktion och rovdjur-bytesförhållandet. Växter drabbas av förändringar i fotoperioden (svar på dagslängden), med konsekvenser för blomningen.

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

Lösningarna på ljusföroreningar är sociala, lagliga och tekniska. Socialt 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 överdriven ljus över horisonten och garantera genomförandet av adekvata tekniska åtgärder.

Tekniskt finns det belysningssystem som innehåller lämpliga lampor (monokromatiska), samt i rätt orientering. Det finns också tidtagare som låter dig reglera belysningstiden.

egenskaper

Ljusföroreningar avser artificiellt ljus när det släpps ut över eller utanför det område där det är funktionellt. Egenskaperna för diffusionen av ljus, såsom reflektion, genererar den så kallade lysande glöd av städer.

Det vill säga att det utsända ljuset reflekteras från ytorna och när det går mot atmosfären studsar det från de atmosfäriska partiklarna som returnerar det.

Bortles skala av mörker på himlen

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 från mitten av en stor stad, där få stjärnor ses.

orsaker

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

- Tillåt aktiviteter på natten.

- Skapa villkor för medborgarsäkerhet.

- Underlätta säkerheten för fordonstrafik.

- Utöka den ekonomiska aktiviteten.

- Reklambelysning.

- Prydnadsbelysning.

Detta utsläpp av ljus kan orsaka föroreningar genom tre huvudfaktorer:

Direktemission

Detta är den främsta faktorn för ljusföroreningar, eftersom konstgjord ljus släpps ut i den mörka miljön för att belysa den. Det är en kraftfull källa till förorening på grund av dess intensitet och är vanligtvis multidirektional.

En modern stad är en ljuskälla tack vare kombinationen av otaliga källor som inkluderar offentlig och privat belysning. Detta inkluderar gatalampor eller lampor, gator och lampor, lampor i hem och byggnader för ekonomisk aktivitet, upplysta skyltar, skyltar och fordonsstrålkastare.

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

Reflektion på upplysta ytor

Det avgivna ljuset reflekteras på ytorna i det urbaniserade området som gator, byggnader, skyltar och alla föremål i dess handlingsradie. När fotoner kolliderar med dessa ytor återspeglas de i olika riktningar, vilket genererar stadens lysande glöd.

Emellertid är denna sekundära föroreningsfaktor uppenbarligen svagare än den första. I städer där glödlampor riktas riktigt är faktiskt den förorenande effekten av reflektionen betydligt låg.

Reflektion i atmosfäriska partiklar

Slutligen riktas det utsända och reflekterade ljuset mot atmosfären och där kolliderar det med de upphängda partiklarna.

typer

Ljusföroreningar kan klassificeras på olika sätt beroende på lamptyp som producerar den, dess egenskaper eller källan som genererar den.

- Beroende på typ av lampa

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

- Enligt dess egenskaper

Projicerad ljusdiffusion

Det är spridningen av ljus som sprids och bidrar väsentligt till den bländning som släpps ut från stadens centrum.

Invasivt ljus

Det är när den yttre ljuskällan tränger igenom husen eller områden där dess belysningsfunktion inte överensstämmer och blir förorenande.

Bländning eller bländning

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

Heterogen belysning eller överbelastning

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

På samma sätt kan områden med ett 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 ansvarar för 40 till 60% av ljusföroreningar, både genom diffusion av projicerat och invasivt ljus.

Ljusa varningar

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

Fordonsstrålkastare

Detta är en mobil och variabel källa och i städer med en 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 bländningsförorening.

Privat belysning

Ljusen i hem, särskilt byggnader i stora städer, genererar betydande ljusföroreningar.

reflexer

I allmänhet är detta en källa till punktljusföroreningar, eftersom det är reflektorerna som används i offentliga utställningar. Föroreningar sker genom diffusion av projicerat och invasivt ljus.

Effekter redigera

Effekterna av ljusföroreningar kan delas in i tre breda kategorier:

- Effekter på natthimlen

Ljusföroreningen som genereras av städernas bländning gör natthimlen osynlig. Vi kan se stjärnorna tack vare kontrasten mellan deras ljusstyrka (egna eller reflekterade) i samband med himmelskt mörker.

Aspekt av himlen på natten med och utan ljusföroreningar. Källa: Jeremy Stanley

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

- Effekter på människor och deras livsmiljö

Inträngning av yttre ljus

Utomhusbelysning i städer genererar ofta ljusföroreningar genom att invadera hemens integritet. Ibland kan detta vara fördelaktigt, till exempel genom att låta oss röra oss på natten utan att tända inre ljus.

Men det begränsar de andra omständigheterna där du vill hålla mörkret utan att vädja om att stänga fönstren.

Effekter på hälsan

Levande varelser svarar på cirkadiska rytmer, det vill säga fysiologiska svar enligt definierade perioder mellan 20 och 28 timmar. Därför genererar förändringen av ljus- och mörkretscyklerna fysiska, mentala och beteendeförändringar. Ljusföroreningar orsakar allvarliga sömnstörningar och därför beteende hos människor.

Melatonin är ett nattligt sekretionshormon som produceras av pinealkörteln som hjälper till att reglera den biologiska klockan och minskar den nattliga produktionen av östrogen.

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

Den franska nationella byrån för livsmedelssäkerhet, miljö och arbete (ANSES) har på sin sida påpekat andra risker för ljusföroreningar. Till exempel oxidativ spänning som genereras i näthinnan av den höga förekomsten av vissa typer av belysning (t.ex.: LED).

Ekonomiska effekter

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

Till det avfall som resulterar i ljusföroreningar läggs alla ekonomiska kostnader för dess produktion (resurser och förorening från andra källor).

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

Tekniska effekter

Astronomin har påverkats av ljusföroreningar på grund av de nämnda effekterna på natthimlen. I själva verket var astronomer de första som varnade om det och utvecklade en storlek för att mäta den.

Detta index kallas Luminance of the celestial background och det mäter ökningen i dess tydlighet.

Estetiska effekter

Den som aldrig har varit långt ifrån stadscentra har inte kunnat uppskatta en stjärnhimmel helt. Detta innebär förlusten av en betydande estetisk och emotionell upplevelse, som bara kan upplevas genom att flytta sig väsentligt bort från städer.

Ta hänsyn till att ljusföroreningar som genereras av stora städer sträcker sig i tiotals kilometer och ansluter till angränsande städer. Därför talar samma hot mot vårt nattliga landskap och vissa författare om den kulturella förlusten av "nattens upplevelse"

- Effekter på naturliga ekosystem och biologisk mångfald

Dagen och natten med sina karakteristiska belysningsnivåer har styrt artens utveckling. 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 möter ovanlig belysning anpassar djur sig bra antingen genom avslag eller attraktion. I vilket fall som helst innebär detta förändringar i deras utfodring, migration, reproduktion eller rovdjur-bytesförhållanden.

När till exempel havsköldpaddor kläcker sig till havs efter kläckning tappar de vägen till ljuskällor. Nattliga rovfiskar som ugglor kräver mörker för att upptäcka och förfölja sitt byte.

Arter av insekter och grodor lockas till ljuskällor och deras populationer minskar som ett resultat. Det är därför mycket upplysta byggnader nära naturområden påverkar dessa organismer negativt.

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

växter

Blommningen av växter är en process som bestäms av samverkan 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

Fotokemiska effekter är viktiga för vissa processer som genereras i atmosfären. Exempelvis genererar NOx-radikaler i närvaro av ljus syror och i frånvaro av ljus sönderdelas de.

Därför ökar kontinuerlig konstgjord belysning produktionen av syror och därför surt regn. Det uppskattas att denna ökning når mellan 5 och 7%.

Växthuseffekter

Som vi nämnde när vi hänvisar till den ekonomiska effekten, slösas cirka 20% av ljuset och förvandlas till ljusföroreningar. Men detta har också konsekvenser för produktionen av andra föroreningar, särskilt när det gäller produktion av koldioxid.

Det mesta av elen produceras i termoelektriska anläggningar och dessa avger koldioxid, som är den viktigaste växthusgasen, vilket 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 överskottet av nattbelysning uppenbart.

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

Las Vegas (USA) på natten. Källa: EconomicOldenburger - Alles über den Las Vegas Strip

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

I dessa städer är nattlivet intensivt på grund av sin storleksordning och socioekonomiska dynamik, vilket driver efterfrågan på belysning i offentliga och privata områden. På samma sätt ökar trafiken på motorfordon på natten och kommersiell marknadsföring genom lysande reklam.

Hong Kong

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

Tokyo (Japan) upplyst på natten. Källa: Moyan Brenn från Italien

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 och främjar den största koncentrationen av lysande tecken i världen. Å andra sidan är det vanligt att använda reflektorer med hög effekt för att belysa himlen direkt.

New York (USA)

Detta är en av städerna med den högsta ljusföroreningen i världen, särskilt det kommersiella distriktet Manhattan. Som ett märkligt faktum dör cirka 90 tusen fåglar varje år när de kolliderar med skyskrapor desorienterade av den intensiva belysningen.

Valencia Spanien)

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

Men idag marknadsförs ett program för att ersätta ineffektiva gatulampor i allmän belysning för att minska ljusföroreningar.

lösningar

Lösningar för ljusföroreningar omfattar sociala, juridiska och tekniska åtgärder.

- Socialt

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

- Rättslig

Det finns en mångfald av lagliga rättigheter, inklusive rättigheter som måste skyddas mot ljusföroreningar. Från höger 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 och begränsar ljusföroreningar. Det vill säga att genom föreskrifter fastställa perioder för användning av belysning och implementering av adekvat utrustning för en rationell användning av ljus.

Särskilt relevant är förbudet mot ljusemission över horisonten, med undantag för krav på luftnavigering.

- Tekniker

lag

Det finns lampor med timrar som gör att belysningsperioderna kan regleras som strikt nödvändiga. På samma sätt måste armaturerna fokusera ljuset strikt mot de önskade områdena och undvika spridning.

Detta innebär en tillräcklig design av belysningssystemet och användning av lämplig utrustning för varje fall. Särskild uppmärksamhet måste ägnas åt lutning, riktning, egenskaper och typ av armaturer.

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

Lätt 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). Det ideala är natriumlampor med lågt tryck (gult ljus), eftersom de genererar mindre ljusförorening genom att orsaka mindre störningar.

Zonindelning

Områdesområdet är viktigt baserat på dess verkliga belysningsbehov och dess sårbarhet för ljusföroreningar. Detta möjliggör upprättandet av både förordningar och andra tekniska åtgärder som är lämpliga för varje område.

referenser

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

LJUSFÖRORENINGAR: EGENSKAPER, ORSAKER, EFFEKTER, LÖSNINGAR - MILJÖ - 2025