Przejście na oświetlenie uliczne LED powoduje większe zanieczyszczenie światłem niebieskim – ważny trend, który nie został zauważony przez wyspecjalizowane satelity monitorujące oświetlenie nocne. Taki jest wniosek naukowców z Wielkiej Brytanii, którzy przeanalizowali cyfrowe zdjęcia Ziemi wykonane przez astronautów na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Naukowcy twierdzą, że przejście na bardziej niebieskie światło ma negatywne konsekwencje dla zdrowia ludzi, zachowania zwierząt i astronomii.
Diody LED istnieją od sześćdziesięciu lat, ale starsze urządzenia działały w kierunku czerwonego końca widma wizualnego. Jednak w latach 1990. pojawiły się jasnoniebieskie diody LED – zdobywając ich wynalazców 2014 Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki. Możliwość tworzenia jasnoniebieskich diod LED szybko doprowadziła do opracowania białych diod LED, które stają się wszechobecne w wielu zastosowaniach oświetleniowych.
Rzeczywiście, w wielu krajach europejskich latarnie uliczne LED zaczęły zastępować lampy sodowe, które wytwarzają żółte światło. Poza tym, że oferują niższy koszt i wyższą wydajność energetyczną niż sodowe, diody LED zapewniają lepsze oddawanie barw, co poprawia rozpoznawanie oświetlonych obiektów przez obserwatora.
Negatywne efekty
Jednak badacze zwracają uwagę, że to wdrożenie ma ciemniejszą stronę. Wcześniejsze badania wykazały, że ilość zanieczyszczenia światłem wzrasta wraz z wprowadzeniem diod LED. Co więcej, to światło LED jest znacznie bardziej niebieskie niż światło sodowe, a wcześniejsze badania pokazują, że nocna ekspozycja na niebieskie światło może mieć negatywny wpływ na rytm dobowy i sen ludzi. Istnieją dowody na to, że niebieskie światło może zmienić zachowanie niektórych owadów, a także zaostrza problem zanieczyszczenia światłem na nocnym niebie – utrudniając dostrzeżenie gwiazd zarówno społeczeństwu, jak i astronomom.
Teraz zespół naukowców z University of Exeter w Wielkiej Brytanii, kierowany przez Alejandro Sanchez de Miguel Exeter i Universidad Complutense w Madrycie w Hiszpanii po raz pierwszy określił ilościowo wzrost zanieczyszczenia światłem niebieskim w Europie.
„Nie ma powodu, dla którego używamy diod LED, które są tak bogate w błękit”, mówi Sánchez de Miguel Świat Fizyki. „Ich efektywność energetyczna jest nieco lepsza, ale biorąc pod uwagę ściemnianie i kierunkowość, a także dobry projekt oświetlenia, ten punkt jest nieistotny”.
Zdjęcia astronautów
Zazwyczaj dane satelitarne dotyczące oświetlenia nocnego uwzględniają wszystkie długości fal światła widzialnego razem i nie rozróżniają koloru czerwonego, zielonego i niebieskiego. Zamiast tego zespół Sáncheza de Miguela wykorzystał obrazy uchwycone przez astronautów ISS za pomocą codziennych lustrzanek jednoobiektywowych (DSLR) i połączył je z danymi z czujników satelitarnych. Opiera się to na wcześniejszych pracach zespołu Sáncheza de Miguela, który pokazał, że obrazy z kamer z kosmosu lepiej rejestrują dane barwne i radiometryczne niż satelity monitorujące Ziemię.
Porównali obrazy z kamer Europy wykonane z ISS w 2012 i 2013 roku ze zdjęciami wykonanymi w latach 2014-2020, kiedy rewolucja LED zaczęła się rozwijać. Odkryli wyraźny wzrost niebieskiego światła pochodzącego z kontynentu. Spośród krajów europejskich wzrost był najbardziej widoczny we Włoszech, Rumunii i Wielkiej Brytanii, podczas gdy efekty białych diod LED emitujących na niebiesko były najmniej widoczne w Austrii i Niemczech.
Jeśli chodzi o różnice między narodami, częściowo powodem jest to, że niektóre kraje mają starsze oświetlenie, które wymaga pilniejszej wymiany, podczas gdy w innych Sánchez de Miguel postrzega to jako różnicę kulturową.
Wymiana starych latarni ulicznych
„Włochy zmieniają się zbyt szybko”, mówi. „Nie znam wystarczająco dobrze powodów dla Rumunii, ale może to dlatego, że ich oświetlenie uliczne było stare, jak to miało miejsce w Wielkiej Brytanii”.
W wyniku badania Sánchez de Miguel uważa, że badania nad nocnym zanieczyszczeniem światłem nie doceniły potencjalnego szkodliwego wpływu diod LED, po prostu dlatego, że do tej pory wszelkie monitorowanie zanieczyszczenia światłem za pomocą satelitów nie było specyficzne dla koloru.
Odzyskiwanie gwiazd
Ruskina Hartleya, rzecznik Międzynarodowego Stowarzyszenia Ciemnego Nieba, zgadza się. „W ciągu ostatnich 25 lat jasne jest, że Europa stała się jaśniejsza i bardziej niebieska w pośpiechu, aby przejść na energooszczędne oświetlenie nocne LED”, mówi. Świat Fizyki. „Niestety jakość nocnego środowiska ucierpiała i nadal marnujemy ogromne ilości energii przez zmarnowane nocne światła”.
Sánchez de Miguel wskazuje, że sztuczne światło nocne jest uważane przez ONZ za zanieczyszczenie i mówi: „Najlepszym sposobem jego ograniczenia jest kontrolowanie jego używania. Są proste sposoby, aby to zrobić w fazie planowania [miejskiego], a także mamy proste sposoby mierzenia tego za pomocą lustrzanek cyfrowych”.
Hartley zgadza się, że niektóre problemy można rozwiązać dzięki lepszemu planowaniu i lepszemu projektowi oświetlenia. „Wykazano, że dobrze zaprojektowany system oświetlenia nocnego LED, gdy jest używany z ostrożnością i uwagą, zmniejsza zanieczyszczenie światłem i oszczędza energię”, mówi. „Zalecamy, aby każdy, kto rozważa projekt oświetlenia zewnętrznego, podążał za wspólnymi IDA–IES Pięć zasad odpowiedzialnego oświetlenia zewnętrznego. Holistyczne podejście do oświetlenia zewnętrznego ostatecznie zaowocuje lepszą widocznością, zdrowym i niezakłóconym środowiskiem nocnym oraz ciemniejszym niebem”.
Badania opisano w Postępy nauki.
