Потерянная светодиодная революция: загрязнение света увеличивается

  1. Больше огней, ярких ночей
  2. Синие и янтарные светодиоды

Предполагалось, что переход от натриевых ламп к светодиодам, так называемая «революция освещения», уменьшит потребление энергии и вернет звездное небо, но новые спутниковые данные показывают, что это не сработает.

Когда ученые разочаровываются своими результатами, обычно это происходит потому, что они придерживаются иной гипотезы, чем те, к которым приводят их данные. В случае перехода с ламп накаливания на светодиоды, тем не менее, это нечто большее.

«Честно говоря, я думал, предполагал и надеялся, что со светодиодами мы повернем за угол», - говорит Кристофер Киба (Немецкий исследовательский центр геонаук). Кайба исследует распространение искусственного освещения и его влияние на наши ночи, и, будучи бывшим членом совета директоров Международной ассоциации темного неба, он также выступает за использование усовершенствованных методов освещения.

Но в журнале « Научные достижения» от 22 ноября Кайба и его коллеги показывают, что мы находимся дальше от цели темного звездного неба, чем когда-либо.

Но в журнале « Научные достижения» от 22 ноября Кайба и его коллеги показывают, что мы находимся дальше от цели темного звездного неба, чем когда-либо

Карты мира, показывающие скорости изменения освещенной области мира (слева) и измеренную яркость каждой страны (справа) в течение 2012–2016 гг. Более теплые цвета на каждой карте соответствуют более высоким скоростям изменения. Обратите внимание, что Австралия является странным случаем: пожары увеличили освещенную территорию страны, но этот эффект не был включен в анализ сияния.
Kyba et al. / Достижения науки

Больше огней, ярких ночей

Наружное освещение в Дохе, Катар, между 2012 (голубой) и 2016 (красный), как видно со спутника Suomi. Районы, недавно освещенные с 2012 года, отображаются ярко-красным цветом.
Kyba et al. / Достижения науки

Команда использовала Комплект видимого инфракрасного радиометра (VIIRS) прибор на метеорологическом спутнике Национального полярно-орбитального партнерства Суоми для измерения изменения глобальных световых излучений в период с октября 2012 года по октябрь 2016 года. Прибор VIIRS представляет собой первый в мире калиброванный спутниковый радиометр, предназначенный для измерения ночных огней - более ранние исследования часто основывались на непроверенных датчики на военных спутниках.

VIIRS наблюдает дневной / ночной диапазон (DNB), который улавливает видимое излучение в ближней инфракрасной области. Каждый пиксель покрывает ½ квадратного километра, что является более высоким пространственным разрешением, чем предыдущие приборы, что позволяет ученым впервые исследовать изменения масштаба района, а не города или страны.

Выводы исследователей не порадуют астрономов: земные ночи становятся ярче.

В период между 2012 и 2016 годами эти спутниковые данные показывают, что наша планета прояснилась на 9,1%, годовой прирост составляет примерно 2,2%. Искусственно освещенная открытая площадка также росла на 2,2% в год. Лишь в очень немногих местах наблюдается снижение освещенности (в основном в пострадавших от войны странах, таких как Сирия и Йемен), в то время как некоторые из наиболее ярко освещенных стран оставались стабильными, в том числе Испания, Италия и США. За некоторыми исключениями, все страны Азии, Африки и Южной Америки излучают значительно больше света, чем это было пять лет назад.

Это само по себе не является неожиданным - искусственное освещение уже давно является индикатором роста благосостояния и населения. Что удивительно, так это то, что продолжающийся переход на светодиоды не имеет обратного эффекта.

«Хотя мы знаем, что светодиоды экономят энергию в конкретных проектах, например, когда город переводит все свое уличное освещение с натриевых ламп на светодиоды, - объясняет Киба, - когда мы смотрим на наши данные на национальном и глобальном уровнях, это указывает на что эти сбережения компенсируются либо новыми, либо более яркими огнями в других местах ».

«Хотя мы знаем, что светодиоды экономят энергию в конкретных проектах, например, когда город переводит все свое уличное освещение с натриевых ламп на светодиоды, - объясняет Киба, - когда мы смотрим на наши данные на национальном и глобальном уровнях, это указывает на что эти сбережения компенсируются либо новыми, либо более яркими огнями в других местах »

Изменения в цвете Милана, Италия, ночью между 2012 г. (слева) и 2015 г. (справа), между которыми наружное освещение в центре города было переведено с паров натрия высокого давления на белый светодиод.
Международная Ассоциация Темного Неба / НАСА

Это эффект отскока: более дешевые лампы приводят не к экономии энергии, а к большему количеству света. И это не просто плохие новости для астрономов.

«С момента появления жизни биологический мир был в значительной степени организован естественными циклами изменения света», - объясняет Франц Гелькер (Институт экологии пресноводных ресурсов и рыболовства во внутренних водоемах Лейбница, Германия). «С эволюционной точки зрения искусственный свет ночью - это новый стрессор».

Поскольку электричество приносит свет местам, временам и интенсивностям, в которых оно не возникает естественным образом, многие организмы не имеют возможности адаптироваться. Их естественные световые циклы в корне нарушены. Около 30% позвоночных и более 60% беспозвоночных на нашей планете ведут ночной образ жизни, но искусственное освещение под открытым небом также влияет на растения и микроорганизмы, и ученые только начинают узнавать о его возможных негативных последствиях для здоровья человека.

Синие и янтарные светодиоды

Что еще хуже, DNB нечувствителен к длинам волн ниже 500 нм - голубому свету, который атмосфера рассеивает больше, чем другие видимые длины волн. К сожалению, многие популярные светодиодные фонари достигают максимума на этих длинах волн.

Так не должно быть. «Одним из действительно огромных преимуществ светодиодов является то, что можно создавать очень много разных цветов», - настаивает Кайба. «Города могут покупать лампы не белого цвета, в которых этот синий компонент полностью удален». Однако эти лампы «PC Amber» или «True Amber» до сих пор используются почти исключительно в специально отведенных местах темного неба.

Тем не менее, Кайба и его коллеги по-прежнему открыты для сотрудничества с городами, местными органами власти и отраслевыми партнерами, чтобы переломить эту тенденцию: «Настоящая мечта заключается в том, чтобы у нас было прекрасное видение на улицах, и мы никогда не испытывали неловко темного места внутри города, но поскольку свет используется гораздо эффективнее, на небе будет больше звезд ».

Найдите больше информации и ресурсов для локальных изменений в Sky & Telescope. Спасение Темного Неба раздел.