Η στροφή στον οδικό φωτισμό LED προκαλεί περισσότερη ρύπανση από το μπλε φως – μια σημαντική τάση που δεν έχει παρατηρηθεί από τους εξειδικευμένους δορυφόρους που παρακολουθούν τον νυχτερινό φωτισμό. Αυτό είναι το συμπέρασμα ερευνητών στο Ηνωμένο Βασίλειο, οι οποίοι ανέλυσαν ψηφιακές φωτογραφίες της Γης που τραβήχτηκαν από αστροναύτες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS). Οι επιστήμονες λένε ότι η στροφή στο πιο μπλε φως έχει αρνητικές συνέπειες για την ανθρώπινη υγεία, τη συμπεριφορά των ζώων και την αστρονομία.
Τα LED υπάρχουν εδώ και εξήντα χρόνια, αλλά οι παλαιότερες συσκευές λειτουργούσαν προς το κόκκινο άκρο του οπτικού φάσματος. Στη δεκαετία του 1990, ωστόσο, έγιναν διαθέσιμα φωτεινά μπλε LED - κερδίζοντας τους εφευρέτες τους 2014 Βραβείο Νόμπελ Φυσικής. Η δυνατότητα δημιουργίας φωτεινών μπλε LED οδήγησε γρήγορα στην ανάπτυξη λευκών LED, τα οποία γίνονται πανταχού παρόντα σε πολλές εφαρμογές φωτισμού.
Πράγματι, τα φώτα δρόμου LED έχουν αρχίσει να αντικαθιστούν τους λαμπτήρες νατρίου –οι οποίοι παράγουν κίτρινο φως– σε πολλές ευρωπαϊκές χώρες. Εκτός από το χαμηλότερο κόστος και την υψηλότερη ενεργειακή απόδοση από το νάτριο, τα LED παρέχουν καλύτερη απόδοση χρωμάτων, η οποία βελτιώνει την αναγνώριση των φωτιζόμενων αντικειμένων από τον παρατηρητή.
Αρνητικές επιπτώσεις
Ωστόσο, οι ερευνητές επισημαίνουν ότι αυτή η κυκλοφορία έχει μια πιο σκοτεινή πλευρά. Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι η ποσότητα της φωτορύπανσης αυξάνεται με την εισαγωγή των LED. Επιπλέον, αυτό το φως LED είναι πολύ πιο μπλε από το φως νατρίου και προηγούμενη έρευνα δείχνει ότι η νυχτερινή έκθεση στο μπλε φως μπορεί να έχει αρνητικές επιπτώσεις στον κιρκάδιο ρυθμό και στον ύπνο των ανθρώπων. Υπάρχουν ενδείξεις ότι το μπλε φως μπορεί να αλλάξει τη συμπεριφορά ορισμένων εντόμων και επίσης επιδεινώνει το πρόβλημα της φωτορύπανσης στον νυχτερινό ουρανό – καθιστώντας τα αστέρια πιο δύσκολο να τα δουν τόσο το κοινό όσο και οι αστρονόμοι.
Τώρα, μια ομάδα επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο του Έξετερ στο Ηνωμένο Βασίλειο, με επικεφαλής τον Αλεχάντρο Σάντσεθ ντε Μιγκέλ τόσο του Exeter όσο και του Universidad Complutense στη Μαδρίτη της Ισπανίας, για πρώτη φορά ποσοτικοποίησε την αύξηση της ρύπανσης με μπλε φως στην Ευρώπη.
«Δεν υπάρχει λόγος να χρησιμοποιούμε LED που είναι τόσο πλούσια σε μπλε», λέει ο Sánchez de Miguel Κόσμος Φυσικής. «Η ενεργειακή τους απόδοση είναι λίγο καλύτερη, αλλά όταν λαμβάνεται υπόψη η μείωση της έντασης και η κατευθυντικότητα, καθώς και ο καλός σχεδιασμός φωτισμού, τότε αυτό το σημείο είναι άσχετο».
Φωτογραφίες αστροναυτών
Συνήθως, τα δορυφορικά δεδομένα στον νυχτερινό φωτισμό λαμβάνουν υπόψη όλα τα μήκη κύματος του ορατού φωτός μαζί και δεν κάνουν διαφοροποίηση μεταξύ κόκκινου, πράσινου και μπλε. Η ομάδα του Sánchez de Miguel χρησιμοποίησε αντίθετα εικόνες που τραβήχτηκαν από αστροναύτες του ISS χρησιμοποιώντας καθημερινές ψηφιακές αντανακλαστικές κάμερες ενός φακού (DSLR) και συνδύασε τις εικόνες με δεδομένα από δορυφορικούς αισθητήρες. Αυτό βασίζεται σε προηγούμενη εργασία της ομάδας του Sánchez de Miguel, η οποία έδειξε ότι οι εικόνες κάμερας από το διάστημα καταγράφουν τα χρώματα και τα ραδιομετρικά δεδομένα καλύτερα από τους δορυφόρους παρακολούθησης της γης.
Συνέκριναν εικόνες κάμερας της Ευρώπης που ελήφθησαν από τον ISS το 2012 και το 2013 με εικόνες που τραβήχτηκαν μεταξύ 2014 και 2020, όταν άρχισε να επικρατεί η επανάσταση των LED. Βρήκαν μια σαφή αύξηση του μπλε φωτός που προέρχεται από την ήπειρο. Από τα ευρωπαϊκά έθνη, η αύξηση ήταν πιο εμφανής στην Ιταλία, τη Ρουμανία και το Ηνωμένο Βασίλειο, ενώ τα αποτελέσματα των λευκών LED που εκπέμπουν μπλε ήταν λιγότερο εμφανή στην Αυστρία και τη Γερμανία.
Όσον αφορά τις διαφορές μεταξύ των εθνών, μέρος του λόγου είναι ότι ορισμένες χώρες έχουν παλαιότερο φωτισμό που έπρεπε να αντικατασταθεί πιο επειγόντως, ενώ για άλλες ο Sánchez de Miguel το βλέπει ως μια πολιτισμική διαφορά.
Αντικατάσταση παλαιών φώτων
«Η Ιταλία αλλάζει πολύ γρήγορα», λέει. «Δεν γνωρίζω αρκετά καλά τους λόγους για τη Ρουμανία, αλλά ίσως οφείλεται στο ότι ο φωτισμός του δρόμου ήταν παλιός, όπως συνέβη με το Ηνωμένο Βασίλειο».
Ως αποτέλεσμα της μελέτης, ο Sánchez de Miguel πιστεύει ότι οι μελέτες για τη νυχτερινή φωτορύπανση έχουν υποτιμήσει τις πιθανές επιβλαβείς επιπτώσεις των LED, απλώς και μόνο επειδή μέχρι τώρα, όλη η παρακολούθηση της φωτορύπανσης με δορυφόρους δεν ήταν συγκεκριμένη για το χρώμα.
Ανάκτηση των αστεριών
Ράσκιν Χάρτλεϊ, εκπρόσωπος της International Dark-Sky Association, συμφωνεί. «Τα τελευταία 25 χρόνια, είναι σαφές ότι η Ευρώπη έχει γίνει πιο φωτεινή και πιο μπλε σε μια βιασύνη για τη μετάβαση σε ενεργειακά αποδοτικά νυχτερινά φώτα LED», λέει. Κόσμος Φυσικής. «Δυστυχώς, η ποιότητα του νυχτερινού περιβάλλοντος έχει υποστεί και συνεχίζουμε να σπαταλάμε τεράστιες ποσότητες ενέργειας μέσω των χαμένων νυχτερινών φώτων».
Ο Sánchez de Miguel επισημαίνει ότι το τεχνητό νυχτερινό φως θεωρείται ρύπος από τα Ηνωμένα Έθνη και λέει, «Ο καλύτερος τρόπος για να το περιορίσεις είναι ελέγχοντας τη χρήση του. Υπάρχουν απλοί τρόποι για να γίνει αυτό στη φάση [αστικός] σχεδιασμός, και επίσης έχουμε απλούς τρόπους να το μετρήσουμε με κάμερες DSLR.»
Ο Hartley συμφωνεί ότι ορισμένα από τα προβλήματα μπορούν να διαμεσολαβηθούν από καλύτερο σχεδιασμό και καλύτερο σχεδιασμό φωτισμού. «Όταν χρησιμοποιείται με προσοχή και προσοχή, ένα καλά σχεδιασμένο σύστημα νυχτερινού φωτός LED έχει αποδειχθεί ότι μειώνει τη φωτορύπανση και εξοικονομεί ενέργεια», λέει. «Συνιστούμε σε όποιον σκέφτεται ένα έργο φωτισμού εξωτερικού χώρου να ακολουθήσει την άρθρωση IDA–IES Πέντε Αρχές για Υπεύθυνο Φωτισμό Εξωτερικών Χώρων. Μια ολιστική προσέγγιση στον εξωτερικό φωτισμό θα οδηγήσει τελικά σε βελτιωμένη ορατότητα, έναν υγιή και απρόσκοπτο νυχτερινό βιότοπο και πιο σκοτεινούς ουρανούς».
Η έρευνα περιγράφεται στο Προκαταβολές Επιστήμη.
