Die Umstellung auf LED-Straßenbeleuchtung führt zu mehr Blaulichtverschmutzung – ein wichtiger Trend, der von den spezialisierten Satelliten, die die Nachtbeleuchtung überwachen, nicht bemerkt wurde. Das ist das Ergebnis von Forschern in Großbritannien, die digitale Fotos der Erde analysiert haben, die von Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) aufgenommen wurden. Die Wissenschaftler sagen, dass die Umstellung auf blaueres Licht negative Folgen für die menschliche Gesundheit, das Verhalten von Tieren und die Astronomie hat.
LEDs gibt es seit sechzig Jahren, aber ältere Geräte arbeiteten am roten Ende des visuellen Spektrums. In den 1990er Jahren wurden jedoch hellblaue LEDs verfügbar – und gewannen damit ihre Erfinder 2014 Nobelpreis für Physik. Die Fähigkeit, hellblaue LEDs herzustellen, führte schnell zur Entwicklung weißer LEDs, die in vielen Beleuchtungsanwendungen allgegenwärtig sind.
Tatsächlich haben LED-Straßenlaternen in vielen europäischen Ländern damit begonnen, Natriumlampen – die gelbes Licht erzeugen – zu ersetzen. LEDs bieten nicht nur geringere Kosten und eine höhere Energieeffizienz als Natrium, sondern bieten auch eine bessere Farbwiedergabe, was die Erkennung beleuchteter Objekte durch den Betrachter verbessert.
Negative Auswirkungen
Forscher weisen jedoch darauf hin, dass dieser Rollout eine dunklere Seite hat. Frühere Studien haben gezeigt, dass die Lichtverschmutzung mit der Einführung von LEDs zunimmt. Darüber hinaus ist dieses LED-Licht viel blauer als Natriumlicht, und frühere Untersuchungen zeigen, dass die nächtliche Exposition gegenüber blauem Licht negative Auswirkungen auf den circadianen Rhythmus und den Schlaf von Menschen haben kann. Es gibt Hinweise darauf, dass blaues Licht das Verhalten einiger Insekten verändern kann, und es verschärft auch das Problem der Lichtverschmutzung am Nachthimmel – wodurch Sterne sowohl für die Öffentlichkeit als auch für Astronomen schwieriger zu sehen sind.
Jetzt hat ein Team von Wissenschaftlern an der University of Exeter in Großbritannien unter der Leitung von Alejandro Sanchez de Miguel von Exeter und der Universidad Complutense in Madrid, Spanien, hat zum ersten Mal die Zunahme der Blaulichtverschmutzung in Europa quantifiziert.
„Es gibt keinen Grund, warum wir LEDs verwenden, die so blau sind“, sagt Sánchez de Miguel Physik-Welt. „Ihre Energieeffizienz ist etwas besser, aber wenn Dimmen und Richtwirkung sowie gutes Lichtdesign berücksichtigt werden, dann ist dieser Punkt irrelevant.“
Fotos von Astronauten
Typischerweise berücksichtigen Satellitendaten zur nächtlichen Beleuchtung alle Wellenlängen des sichtbaren Lichts zusammen und unterscheiden nicht zwischen Rot, Grün und Blau. Das Team von Sánchez de Miguel verwendete stattdessen Bilder, die von ISS-Astronauten mit alltäglichen digitalen Spiegelreflexkameras (DSLR) aufgenommen wurden, und kombinierte die Bilder mit Daten von Satellitensensoren. Dies baut auf früheren Arbeiten des Teams von Sánchez de Miguel auf, die zeigten, dass Kamerabilder aus dem Weltraum Farb- und radiometrische Daten besser erfassen als Erdbeobachtungssatelliten.
Sie verglichen Kamerabilder von Europa, die 2012 und 2013 von der ISS aufgenommen wurden, mit Bildern, die zwischen 2014 und 2020 aufgenommen wurden, als die LED-Revolution begann, Fuß zu fassen. Sie fanden eine deutliche Zunahme des blauen Lichts, das vom Kontinent kam. Von den europäischen Nationen war der Anstieg in Italien, Rumänien und Großbritannien am deutlichsten, während die Auswirkungen von blau emittierenden weißen LEDs in Österreich und Deutschland am geringsten waren.
Was die Unterschiede zwischen den Nationen betrifft, liegt das zum Teil daran, dass einige Länder ältere Beleuchtung haben, die dringender ersetzt werden müssten, während Sánchez de Miguel dies für andere als kulturelle Unterschiede ansieht.
Austausch alter Straßenlaternen
„Italien verändert sich zu schnell“, sagt er. „Ich kenne die Gründe für Rumänien nicht gut genug, aber vielleicht liegt es daran, dass ihre Straßenbeleuchtung alt war, wie es in Großbritannien der Fall war.“
Als Ergebnis der Studie ist Sánchez de Miguel der Ansicht, dass Studien zur nächtlichen Lichtverschmutzung die potenziell schädlichen Auswirkungen von LEDs unterschätzt haben, einfach weil bisher die gesamte Überwachung der Lichtverschmutzung mit Satelliten nicht farbspezifisch war.
Rückeroberung der Sterne
Ruskin Hartley, Sprecher der International Dark-Sky Association, stimmt zu. „In den letzten 25 Jahren ist es offensichtlich, dass Europa heller und blauer geworden ist, um auf energieeffiziente LED-Nachtlichter umzusteigen“, sagt er Physik-Welt. „Leider hat die Qualität der nächtlichen Umgebung gelitten, und wir verschwenden weiterhin riesige Mengen an Energie durch verschwendete Nachtlichter.“
Sánchez de Miguel weist darauf hin, dass künstliches Nachtlicht von den Vereinten Nationen als Schadstoff angesehen wird, und sagt: „Der beste Weg, es einzuschränken, besteht darin, seine Verwendung zu kontrollieren. Es gibt einfache Möglichkeiten, dies in der [Stadt-]Planungsphase zu tun, und wir haben auch einfache Möglichkeiten, es mit DSLR-Kameras zu messen.“
Hartley stimmt zu, dass einige der Probleme durch eine bessere Planung und ein besseres Lichtdesign behoben werden können. „Bei sorgfältiger und aufmerksamer Anwendung hat sich gezeigt, dass ein gut konzipiertes LED-Nachtlichtsystem die Lichtverschmutzung reduziert und Energie spart“, sagt er. „Wir empfehlen jedem, der über ein Außenbeleuchtungsprojekt nachdenkt, dem Joint zu folgen IDA-IES Fünf Prinzipien für verantwortungsvolle Außenbeleuchtung. Ein ganzheitlicher Ansatz für die Außenbeleuchtung wird letztendlich zu einer verbesserten Sicht, einem gesunden und ungestörten nächtlichen Lebensraum und einem dunkleren Himmel führen.“
Die Forschung ist beschrieben in Wissenschaft Fortschritte.
