Övergången till LED-gatbelysning ger mer blåljusföroreningar – en viktig trend som inte har uppmärksammats av de specialiserade satelliterna som övervakar nattbelysning. Det är slutsatsen av forskare i Storbritannien, som har analyserat digitala fotografier av jorden tagna av astronauter ombord på den internationella rymdstationen (ISS). Forskarna säger att övergången till blåare ljus har negativa konsekvenser för människors hälsa, djurens beteende och astronomi.
Lysdioder har funnits i sextio år, men äldre enheter fungerade mot den röda änden av det visuella spektrumet. På 1990-talet blev dock ljusblå lysdioder tillgängliga - vilket vann deras uppfinnare 2014 Nobelpriset i fysik. Möjligheten att skapa ljusblå lysdioder ledde snabbt till utvecklingen av vita lysdioder, som blir överallt i många belysningstillämpningar.
LED-gatlyktor har faktiskt börjat ersätta natriumlampor – som producerar gult ljus – i många europeiska länder. Förutom att erbjuda lägre kostnad och högre energieffektivitet än natrium, ger lysdioder bättre färgåtergivning, vilket förbättrar en observatörs igenkänning av upplysta föremål.
Negativa effekter
Men forskare påpekar att denna utrullning har en mörkare sida. Tidigare studier har visat att mängden ljusföroreningar ökar med introduktionen av lysdioder. Dessutom är detta LED-ljus mycket blåare än natriumljus och tidigare forskning visar att nattlig exponering för blått ljus kan ha negativa effekter på människors dygnsrytm och sömn. Det finns bevis för att blått ljus kan förändra beteendet hos vissa insekter och det förvärrar också problemet med ljusföroreningar på natthimlen – vilket gör stjärnor svårare att se för både allmänheten och astronomer.
Nu har ett team av forskare vid University of Exeter i Storbritannien, ledd av Alejandro Sánchez de Miguel av både Exeter och Universidad Complutense i Madrid, Spanien, har för första gången kvantifierat ökningen av blåljusföroreningar i Europa.
"Det finns ingen anledning till varför vi använder lysdioder som är så blårika", säger Sánchez de Miguel Fysikvärlden. "Deras energieffektivitet är lite bättre, men när dimning och riktning, såväl som bra ljusdesign beaktas, är den punkten irrelevant."
Astronauternas bilder
Vanligtvis tar satellitdata om nattljus alla våglängder av synligt ljus tillsammans och gör ingen skillnad mellan rött, grönt och blått. Sánchez de Miguels team använde istället bilder som tagits av ISS-astronauter med vardagskameror med digital single-lens reflex (DSLR) och kombinerade bilderna med data från satellitsensorer. Detta bygger på tidigare arbete av Sánchez de Miguels team, som visade att kamerabilder från rymden fångar färg och radiometrisk data bättre än jordövervakande satelliter.
De jämförde kamerabilder av Europa tagna från ISS 2012 och 2013 med bilder tagna mellan 2014 och 2020, när LED-revolutionen började få fäste. De fann en tydlig ökning av blått ljus som kom från kontinenten. Av de europeiska länderna var ökningen mest framträdande i Italien, Rumänien och Storbritannien, medan effekterna av blå-emitterande vita lysdioder var minst framträdande i Österrike och Tyskland.
När det gäller skillnaderna mellan nationer är en del av anledningen att vissa länder har äldre belysning som behövde bytas ut mer brådskande, medan Sánchez de Miguel för andra ser det som en kulturell skillnad.
Byte av gamla gatlyktor
"Italien förändras för snabbt", säger han. "Jag vet inte tillräckligt bra orsakerna till Rumänien, men det kanske beror på att deras gatubelysning var gammal, som hände med Storbritannien."
Som ett resultat av studien menar Sánchez de Miguel att studier av nattliga ljusföroreningar har underskattat de potentiella skadliga effekterna av lysdioder, helt enkelt för att fram till nu har all övervakning av ljusföroreningar med satelliter inte varit färgspecifik.
Återta stjärnorna
Ruskin Hartley, talesperson för International Dark-Sky Association, håller med. "Under de senaste 25 åren är det tydligt att Europa har blivit ljusare och blåare i en brådska att gå över till energieffektiva LED-nattljus", säger han Fysikvärlden. "Tyvärr har kvaliteten på nattmiljön blivit lidande, och vi fortsätter att slösa bort enorma mängder energi genom bortkastade nattljus."
Sánchez de Miguel påpekar att artificiellt nattljus anses vara en förorening av FN och säger: "Det bästa sättet att begränsa det är genom att kontrollera dess användning. Det finns enkla sätt att göra detta i [stads]planeringsfasen, och vi har också enkla sätt att mäta det med DSLR-kameror."
Hartley håller med om att en del av problemen kan förmedlas genom bättre planering och bättre ljusdesign. "När det används med omsorg och uppmärksamhet har ett väldesignat LED-nattljussystem visat sig minska ljusföroreningar och spara energi", säger han. ”Vi rekommenderar att alla som funderar på ett utomhusbelysningsprojekt följer skarven IDA–IES Fem principer för ansvarsfull utomhusbelysning. Ett holistiskt förhållningssätt till utomhusbelysning kommer i slutändan att resultera i förbättrad sikt, en hälsosam och ostörd nattlig livsmiljö och mörkare himmel."
Forskningen beskrivs i Vetenskap Förskott.
