Zanieczyszczenie światłem

3.02.2012

Dodaj do:
Autor: 
Borys Wilk, Karolina Jarosińska, Jakub Senio, Rajmund Michalski
Zdjecie artykułu: 
Zanieczyszczenie światłem

 

 

W dobie coraz większej świadomości społeczeństwa w zakresie ochrony środowiska oraz ekologii, praktycznie wszyscy zdają sobie sprawę z istnienia takich zagrożeń jak zanieczyszczenia powietrza, wody czy gleby. Niewielu jednak zdaje sobie sprawę z istnienia zjawiska zanieczyszczenia środowiska… światłem.
 
Ten rodzaj zagrożenia dla środowiska naturalnego jest wciąż mało znanym zagadnieniem, pomimo że stanowi on duże niebezpieczeństwo zarówno dla ludzi, zwierząt, jak i roślin. W związku z czym jest w stanie znacząco zdestabilizować ekosystem Błękitnej Planety. Żeby dobrze rozumieć czym jest zanieczyszczenie światłem zacznijmy od podstaw. Jak zapewne każdy z nas wie, zanieczyszczeniem środowiska nazywamy stan wynikający z wprowadzania do powietrza, wody czy gruntu substancji stałych, ciekłych, gazowych, a także energii w takich ilościach i takim składzie, że może to ujemnie wpływać na zdrowie człowieka, przyrodę ożywioną, klimat, glebę, wodę oraz powodować inne niekorzystne zmiany np. korozję metali.
 
Mówiąc o iluminacji jako czynniku zanieczyszczającym mamy oczywiście do czynienia z zanieczyszczeniem poprzez energię, ponieważ światło jest  widzialną częścią promieniowania elektromagnetycznego odbieraną przez siatkówkę oka. Przyjmuje się, że zakresem widzialnym są fale o długości od 380 do 780 nm.
 
Zjawisko omawiane w tym artykule definiuje się jako emisję światła, która przeszkadza min. w obserwacjach astronomicznych, czy w żerowaniu zwierząt. Być może to zdanie nie brzmi jak definicja jakiegoś poważnego zagrożenia jednak jest to mylne wrażenie. Zjawisko to w znaczący sposób wpływa na środowisko i nas samych, dlatego też warto poświęcić mu uwagę, a także we własnym zakresie zadbać o zmniejszenie niepotrzebnej emisji światła, skoro już segregujemy odpady, dbamy by nie emitować do atmosfery szkodliwych substancji, czy zanieczyszczeń do wód, dlaczego mielibyśmy pomijać dbanie o środowisko również w omawianym w tym artykule zakresie?
 
Jasne niebo
 
Pierwszym dostrzeżonym symptomem zanieczyszczenia środowiska przez nadmierną emisję światła był tzw. efekt jasnego nieba powodujący utratę naturalnego widoku rozgwieżdżonego nieboskłonu. Brak możliwości dostrzeżenia dużej części gwiazd powiększa stosowanie żółto-pomarańczowych lamp sodowych do oświetlania ulic. 
 
Naturalnym nocnym źródłem światła jest Księżyc, światło to widziane z Ziemi ma około 4000 K, oraz poświata nieba emitująca światło biało-niebieske. Lampy o barwie 4000 K i chłodniejszej zmieniają naturalny widok jaki powinniśmy oglądać patrząc w nocne niebo. 
 
Mapa nieba
 
Fot.1. Sztuczne oświetlenie Ziemi. Widok nocą z kosmosu [wg www.astronet.pl]
 
Po wyłączeniu latarni, okazało się, że niebo jest rozświetlone pomarańczową łuną, zjawisko to nie jest efektem występującym naturalnie w przyrodzie, jest to skutek działalności człowieka.
 
Jako pierwsi na zjawisko to zwrócili uwagę astronomowie, którym efekt ten utrudniał, bądź nawet całkowicie uniemożliwiał, nocne obserwacje. Oni również, jako pierwsi, rozpoczęli walkę z tym problemem.
 
Według badań brytyjskiego Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego, dwie trzecie ludności świata żyje w obszarach zanieczyszczonych przez światło. W krajach rozwiniętych jest jeszcze gorzej. W Stanach Zjednoczonych 97%, a w Unii Europejskiej 96% ludzi mieszka na obszarach, w których nocne niebo nigdy nie jest ciemniejsze niż przy Księżycu świecącym w kwadrze. W wielu miejscach USA, centralnej Europy, Japonii i Korei Południowej niebo nigdy nie staje się ciemniejsze niż w czasie tzw. zmierzchu żeglarskiego (Słońce 6-12 stopni pod horyzontem). W takich warunkach można zobaczyć jedynie planety i najjaśniejsze gwiazdy. Nie ma możliwości dostrzeżenia gołym okiem Drogi Mlecznej. Bardzo często oko nie jest nawet w stanie przystosować się do ciemności. 
 
We wrześniu 2001 roku ukazał się pierwszy "Atlas sztucznego oświetlenia nieba" wydany przez Brytyjskie Królewskie Towarzystwo Astronomiczne, który ukazuje skalę tego zjawiska na
przestrzeni lat 1996-97.
 
Mapa sztucznej jasności nieba w zenicie na poziomie morza, pozwala na porównanie zanieczyszczenia światłem w różnych miejscach na Ziemi. Mapa nie pokazuje bezpośrednio widoczności gwiazd, ale w przybliżeniu oznacza: kolor pomarańczowy - trudności w dostrzeżeniu Drogi Mlecznej, kolor czerwony - widać tylko 1% gwiazd. Kolor żółty oznacza poziom sztucznego zanieczyszczenia światłem równy naturalnej jasności nieba, czyli w efekcie całkowita jasność nieba jest podwojona.
 
Zagrożenia dla zwierząt
 
Naukowcy dowodzą, że łuna, która nocą rozjaśnia horyzont nad miastami, może mieć negatywny wpływ na życie zwierząt. Nawet jeśli żarówki nie oświetlają zwierząt bezpośrednio, światło odbija się od chmur, co czyni noce nienaturalnie jasnymi. Amerykanie, najbardziej zaangażowani w badanie tego zjawiska, obliczyli, że na dwóch trzecich powierzchni USA noc jest co najmniej o 10 proc. jaśniejsza niż na terenie niezamieszkanym. Biolodzy podejrzewają, że ta nienaturalna jasność zakłóca fizjologię i zachowania zwierząt aktywnych nocą.
 
Szczególnie narażone na zanieczyszczenie światłem są ptaki. Krytyczne dla nich okresy to wiosna i lato, gdy miliony tych skrzydlatych stworzeń ruszają w drogę. Księżyc i gwiazdy to ich punkty orientacyjne. Sztuczne światło, zwłaszcza czerwone, dezorientuje je. Stada zderzają się z rozjarzonymi ścianami drapaczy chmur albo krążą wokół tych budynków aż do wyczerpania. Ornitolodzy podejrzewają, że maszty radiowe zakłócają także funkcjonowanie zmysłu magnetycznego, którym ptaki kierują się podczas przelotów. W szczycie sezonu migracji, wokół jednego drapacza chmur znajdowano po nocy, nawet kilkanaście tysięcy nieżywych ptaków różnych gatunków. Na świecie straty wśród tych zwierząt w okresie migracji sięgają nawet setek tysięcy sztuk dziennie. 
 
Warto także przytoczyć zdarzenie z 1954 r., kiedy to w bazie lotniczej w Georgii w ciągu dwóch nocy zginęło ponad 50 000 ptaków, które zdezorientowane światłami pasa startowego, kierowały się prosto w jego powierzchnię. W nocy wiele gatunków węży, salamander i żab ogranicza poszukiwania pokarmu nawet podczas pełni Księżyca, a braki nadrabiają, gdy noc jest naprawdę ciemna. Światło, którym człowiek rozprasza ciemności, powoduje, że zwierzęta pozostają w ukryciu o kilka godzin dłużej. 
 
W rezerwacie w okolicach San Diego wyginęły wszystkie polujące nocą węże z gatunków Arizona elegans i Rhinocheilus lecontei. Nawet krótki błysk światła może spowodować, że niektóre gatunki rzekotek nieruchomieją na wiele godzin. W porze godów samce milkną, zamiast wabić samice. U niektórych gatunków rzekotek światło zmienia syntezę DNA i produkcję hormonów regulujących takie czynniki, jak zapas tłuszczu odkładanego na zimę czy pora składania jaj.
 
Zwierzęta wodne są także wrażliwe na zanieczyszczenie światłem. Małe skorupiaki - rozwielitki żywiące się głównie glonami - wypływają w nocy na powierzchnię jeziora, a kiedy światła przybywa, opadają w głąb wody. Sztuczne oświetlenie zatrzymuje je kilka metrów poniżej powierzchni, gdzie są pożerane przez ryby. W konsekwencji glony rozwijają się ponad miarę, obniżając jakość wody. Toksyczne zakwity glonów częściej mogą się przytrafić w zbiornikach sąsiadujących z ludzkimi osiedlami. 
 
Jednym z najbardziej wymownych przykładów tego, jak groźne może być światło, są problemy żółwi. Rozjarzone tereny hoteli wybudowanych wokół plaż Florydy zniechęcają samice żółwi karetta, skórzastych i zielonych do wychodzenia na brzeg w porze składania jaj. Liczba młodych żółwi maleje z roku na rok. Tuż po opuszczeniu jaja powinny one jak najszybciej dotrzeć do morza. Instynkt każe im się kierować w stronę światła, ale w nadmorskim kurorcie ta wrodzona mądrość prowadzi je w przeciwnym kierunku. Nie udaje im się przed świtem zniknąć w oceanie, wyjadają je drapieżne ptaki, giną rozjechane przez samochody.
 
W zagadkowy sposób światło zakłóca także zdolność ciem do unikania nietoperzy. Te nocne motyle słyszą ultradźwięki, za pomocą których wróg próbuje je namierzyć. Uciekające ćmy często i chaotycznie zmieniają kierunek lotu. Tymczasem w pobliżu lampy zachowują się tak, jakby ogłuchły i zapomniały o swojej obronnej strategii. To, że nocne owady gromadzą się wokół światła, oprócz nietoperzy wykorzystują m.in. gekony.
 
Ciemności wybrało wiele małych gryzoni, nietoperzy, jedna piąta naczelnych i 80% torbaczy. Ekolodzy są przekonani, że ich zachowanie także może ulegać poważnym zmianom na terenach zanieczyszczonych światłem. Także zwierzęta, będące nocnymi łowcami, cierpią przez zanieczyszczenie światłem – nie są w stanie zdobyć wystarczającej ilości pożywienia ponieważ są zdezorientowane sztucznym światłem. Dodatkowo światło destabilizuje wydzielanie hormonów w organizmach ssaków np. tych odpowiedzialnych za odkładanie tłuszczu, gdy zapadają w zimowy sen.
 
Zapobieganie
 
Wielu ludzi na świecie (nie tylko zawodowych astronomów) działa na rzecz ciemnego nieba w międzynarodowej organizacji Dark Sky Association. Jej celem jest edukacja społeczeństw, w szczególności osób odpowiedzialnych za tworzenie prawa, w zakresie upowszechniania piękna ciemnego, nocnego nieba. 
 
Istnieją metody poprawienia obecnego stanu. Jednym ze stosowanych sposobów, w różnych miejscach świata, jest montowanie lamp ulicznych świecących jedynie w dół. Lampa uliczna przed (lewa część zdjęcia) i po zainstalowaniu osłony ograniczającej od góry emisję światła (prawa część zdjęcia). Zmiana charakteru oświetlenia jest radykalna. Zamiast plamy światła oślepiającej wszystko dookoła widać dobrze oświetloną powierzchnię ziemi i niebo powyżej.
 
Zanieczyszczenie światłem
 
Fot.2. Przykłady złej i dobrej instalacji oświetlenia ulicznego [www.astronet.pl]
 
O ciemne niebo walczmy i my - nie używajmy świateł kiedy ich nie potrzebujemy. Ponadto powinniśmy m.in. rezygnować z kulistych lamp parkowych ponieważ świecą one również w górę. Zamiast nich należało by kożystać np. z lamp wyposażonych w specjalny „daszek” i pryzmatyczny klosz nieprzepuszczający światła w górę.
 
Popularne reflektory montowane najczęściej na ścianach budynków należy instalować na odpowiedniej wysokości, tak aby snop światła był kierowany wyłącznie w kierunku ziemi, a nie na wprost. Z kolei podświetlane reklamy, czy budynki powinny być zabezpieczone specjalnymi osłonami.
 
Istnieją normy wydane w różnych krajach regulujące ograniczenie zanieczyszczenia światłem. Powstaje także wiele inicjatyw chronienia ciemnego nieba takich jak np. Globe at Night, akcja ta ma swoją stronę internetową pod adresem www.globe.gov/globeatnight. 
 
Republika Czeska stała się w lutym 2002 roku pierwszym krajem, który wprowadził w życie ustawę prowadzącej do eliminacji zanieczyszczania atmosfery światłem.  "Ustawa o ochronie atmosfery" przeszła przez obie izby czeskiego Parlamentu i została 27 lutego 2002 r. podpisana przez Prezydenta Vaclava Havla i zyskała moc prawną 1 czerwca 2002 roku.
 
Wiadomość ta została podana na konferencji zorganizowanej przez międzynarodową organizację zajmującą się walką o ciemne niebo (International Dark-Sky Association, IDA). Organizacja ta działa od 1988 roku i zrzesza ponad 4 tysiące członków w 69 krajach. Dr David Crawford, astronom i wolontariusz w IDA, określił czeską ustawę jako "wielki krok naprzód" w walce ze świetlnym zanieczyszczeniem. Mamy nadzieję, że w ślad za Czechami pójdą inne kraje. Prawo wprowadzone przez naszych sąsiadów określa zanieczyszczenie światłem jako "każdą formę sztucznego oświetlenia, która jest rozpraszana poza oświetlany obszar, w szczególności jeśli rozpraszana jest ponad poziom horyzontu". Zgodnie z tą ustawą obywatele Republiki Czeskiej oraz organizacje są zobowiązane do przeciwdziałania zanieczyszczeniu światłem.
 
Kluczem do realizacji nowego prawa ma być użycie specjalnych osłon na lampy uniemożliwiających emisję światła ponad linię horyzontu. Za złamanie nowego prawa przewidziano kary finansowe.
 
Również Wielka Brytania prowadzi prace nad stworzeniem ustawy nakładającej kary na osoby prywatne lub firmy prowadzące szkodliwą emisję światła. Ustawa ta jest poniekąd analogiczna do praw regulujących emisję hałasu.
 
Miejmy nadzieję, że podobne prawo zostanie również wprowadzone w Polsce. Umożliwi to nam wszystkim czerpanie radości z podziwiania rozgwieżdżonego nieba, a faunie i florze pozwoli wrócić do – na ile to jeszcze możliwe – normalnego funkcjonowania.
 
Borys Wilk, Karolina Jarosińska, Jakub Senio, Rajmund Michalski
Śląska Wyższa Szkoła Zarządzania im. Gen. J. Ziętka, Wydział Techniki i Informatyki