Световое загрязнение: определение, виды, причины и последствия

Световое загрязнение (другие названия засветка, световой смог) – это засвечивание неба в тёмное время суток (ночью) искусственными источниками света. Рассеивающийся в приземных слоях тропосферы свет изменяет биологические ритмы живых существ, препятствует проведению астрономических исследований. Эффект осветления небосвода усиливают частички пыли, находящиеся постоянно в атмосфере. Они преломляют, затем отражают и рассеивают световые волны.

Виды проблем, вызываемых источниками света

Засветкой называют все типы светового загрязнения, связанные с чрезмерным, неэффективным использованием искусственного освещения. Выделяют 4 вида засветки окружающей среды антропогенного происхождения.

Чрезмерное освещение

Ночью небо над населёнными пунктами избыточно подсвечивается за счёт превышения норм необходимой освещённости для определённых видов деятельности. Чрезмерное освещение вызывают следующие факторы.

• Отсутствие датчиков движения и присутствия для автоматического отключения света, когда он не требуется.
• Стандарты, принятые не на законах оптики, а на личных ощущениях их разработчиков.
• Неправильное расположение светильников, направленных в зоны, не нуждающиеся в освещении.
• Использование освещения в дневное время.

По данным аудита, от 30 до 55% потребляемой электроэнергии являются неоправданными. В США чрезмерная освещённость служит причиной расхода почти 2 млн баррелей нефти в сутки.

Избыток источников света

Избыток источников света, ярких разноцветных огней может отвлекать водителей и пешеходов на дорогах, приводя к несчастным случаям. Красочные рекламные щиты, обрамлённые мигающими лампочками, призванные обратить на них внимание, не менее опасны для людей за рулём.

Световое вторжение

Световое вторжение – это явление, когда свет, попадает в окно и мешает полноценному сну. Международная ассоциация темного неба (International Dark-Sky Association, IDA) занимается борьбой с засветкой тропосферы. Она разработала постановления, требующие ограничить использование света, направленного под углом больше 80-90⁰ вверх, так как именно он создаёт максимальное количество проблем.

Ослепление светом

Согласно классификации известного борца за «тёмное небо», члена Британской Астрономической Ассоциации Боба Мизона, ослепление светом происходит по 3 причинам.

1. Человек долго смотрит на солнце. Это приводит к полному, но временному ослеплению.
2. Яркий свет фар встречных автомобилей. Вызывает частичное ослепление, эффект пелены перед глазами.
3. Освещение, вызывающее дискомфорт. Способствует усталости, возникновению рези, слезоточивости глаз.

Карты светового загрязнения

Астрофизики пришли к выводу, что каждый 3 человек на планете из-за светового смога не может увидеть Млечный путь. В США 80% населения лишены возможности наблюдать большую часть звёзд. Ситуация не утешительная, уровень засветки неба ежегодно увеличивается в Европе на 6-12%.

При помощи современного оборудования с метеорологического спутника Suomi NPP и снимков из космоса, международная команда учёных исследовала 20 865 районов в разных частях мира и создала в 2016 году карту светового загрязнения. Самые ярко освещенные участки были выявлены в Гонконге, Сингапуре, Японии, Италии, Южной Корее, на востоке США. Канада, Австралия, север Восточной Сибири и Дальнего Востока оказались районами с минимальными показателями уровня засветки.

В России нет специализированных органов, регулирующих световое загрязнение и нет отработанных методик учёта уровня засветки. Создаётся впечатление, что отечественные экологи не до конца понимают серьёзность проблемы. Большинство стран борется с нерациональным использованием света самостоятельно. Так в Китае принят закон, ограничивающий направление световых потоков в сторону домов и вверх под углом более 85⁰. Введён запрет на наружное освещение после 23 часов отдельных районов.

Основные причины данной проблемы

Источниками светового загрязнения служат крупные населённые пункты, районы с высокой плотностью населения, промышленные холдинги. Освещение зданий, фонари на улицах и в парках, прожектора, рекламные щиты ежедневно направляют в небо мощный поток света. Причиной избыточной засветки являются 3 группы факторов.

1. Социальные факторы. Искусственное освещение тёмных улиц и дворов создаёт у человека ощущение защищённости от воров и грабителей. Ярко освещённые фасады зданий служат символом достатка его владельца.
2. Технические факторы. Отсутствие необходимых знаний у проектировщиков освещения и электриков. При планировании закладывается больше источников света, чем необходимо. Закупается дешёвое оборудование, не правильно регулируется угол наклона люминесцентных приборов. Не продумывается, лампы какого светового спектра нанесут минимальный вред природе и человеку.
3. Научные факторы. В небо на высоту 30-40 км учёные запускают зонды для наблюдения за атмосферными явлениями. На приборах устанавливают подсветку с яркими светодиодами.

Возможные последствия

Большинство людей никогда не слышали о световом загрязнении. Уличные фонари, светящиеся афиши, баннеры, витрины излучают лучи, многократно отражающиеся и подсвечивающие небо. Над мегаполисами появляются световые купола, освещаются не только улицы, но и облака, воздух. Ещё полвека назад учёные даже не подозревали, к каким негативным последствиям может привести безобидный, на первый взгляд свет.

Воздействие на человека

Люди не обращают внимание на светлое небо, но оно нарушает биоритмы, формировавшиеся веками. Согласно гипотезе циркадианной деструкции, во время сна происходит подавление выработки мелатонина даже при слабой подсветке, так как этот гормон вырабатывается только в полной темноте. Свет поступает через глаза по нейронам на эпифиз, орган, отвечающий за передачу информации о световом режиме окружающей среды. В мозг не поступает команда о необходимости синтеза мелатонина, что приводит к необратимым для здоровья последствиям.

• Стрессы, плохой сон, раздражительность.
• Образование опухолей.
• Ухудшение иммунитета, памяти, преждевременное старение.

Нарушения в экосистемах

Световое загрязнение приводит к нарушению связей в экосистемах. Существует понятие «каскадный эффект». Насекомые летят на лампы и рекламные щиты, где гибнут. В результате снижается численность насекомоядных птиц. Затем уменьшается количество хищников, питающихся этими птицами. От засветки страдают все обитатели животного и растительного мира.

• Птицы раньше начинают петь. Из-за отсутствия отдыха сокращается их продолжительность жизни.
• Мотыльки перестают опылять цветы, распускающиеся ночью, так как не могут понять, какое время суток.
• Вылупившиеся детёныши морских черепах, для защиты от хищников передвигающиеся в полной темноте, так и не достигают воды. Свет делает их доступной добычей.

Загрязнение атмосферы

Согласно данным Американского геофизического союза, световое загрязнение разрушает соли азотной кислоты, нитратные радикалы, находящиеся в атмосфере, которые борются со смогом. Это приводит к увеличению загрязнения тропосферы.

Проблемы в астрономии

Засветка является для астрономов серьёзной проблемой, которая препятствует наблюдению за небесными светилами и исследованию космоса. Рассеивание света в атмосфере снижает контраст между звёздами и небосводом. Учёным приходится строить новые, мощные телескопы вдали от городов, ставить широкополосные фильтры, усиливающие контраст.

Это позволяет рассмотреть тусклые объекты, но визуально снижает яркость, становится невозможным сильное приближение. Световое загрязнение препятствует изучению туманностей, галактик, удалённых звёзд.

Перерасход электроэнергии

Избыточное освещение в тёмное время суток вызывает увеличение выбросов парниковых газов и перерасход электроэнергии. Одна лампа уличного фонаря потребляет 400 Вт, а за 8 часов она берёт 3,2 кВт электроэнергии, часть из которой расходуется впустую.

Уменьшение природной поляризации неба

Естественная поляризация ночного неба – это оптический эффект в атмосфере, при котором поток лучей, поступающих на поверхность Земли в виде рассеянного толщей воздуха света луны, частично поляризован. В черте городов происходит уменьшение природной поляризации неба, свет спутника Земли люди не видят. Для животных это ещё опаснее, так как Луна используется ими для навигации, помогая ориентироваться в пространстве.

Прочие возможные проблемы

Согласно проведённым в Иллинойсе исследованиям, засветка замедляет на 2-7 недель созревание соевых бобов. Результат – сокращение площадей, где выращивают эту ценную для питания культуру.

Методы снижения загрязнения

Сейчас действенных методов борьбы с засветкой нет. Всем понятно, что полностью оставить населённые пункты без освещения нельзя. Международная ассоциация по борьбе со световым загрязнением разработала рекомендации, которые помогут уменьшить засветку и сэкономить электроэнергию. Пути решения проблемы.

• Оснащение уличных фонарей датчиками движения, позволяющими не расходовать электроэнергию вхолостую.
• Освещать ночью только дома и участки, которые действительно в этом нуждаются.
• Отрегулировать яркость электроприборов, не использовать слишком мощные источники.
• Минимизировать использование ламп с синим спектром излучения.
• Световые потоки должны быть направлены только вниз, а не вверх или в стороны.
• Оформление интерьеров в светлых тонах, требующих меньшего освещения.

Введение в России новых правил стоит провести с учётом международного успешного опыта. Это поможет сохранить здоровье населения и сберечь хрупкие, уязвимые экосистемы.