Световое загрязнение - это присутствие антропог и искусственного света в ночной среде. Это усугубляет чрезмерное использование неправильным или назойливым использованием света, но даже осторожное использование света коренным меняет естественным образом. В качестве основного побочного эффекта урбанизации ее обвиняют в подрыве здоровья, разрушении экосистем и порче эстетической среды.
Свет Загрязнение - это присутствие искусственного света в темноте. Этот термин обычно используется для обозначения искусственного освещения в помещении. Неблагоприятные последствия многочисленны; некоторые из них могут быть еще не известны. Световое загрязнение конкурирует со светом в ночном для городских жителей, мешает астрономическим обсерваториям и, как и любая другая форма загрязнения, разрушает экосистемы и оказывает вредное воздействие на здоровье.
Световое загрязнение - это побочный эффект индустриальной цивилизации. Его источники включают внешнее и внутреннее освещение зданий, рекламу, освещение открытых площадок (например, автостоянок), офисы, фабрики, уличные фонари и освещенные спортивные объекты. Наиболее остро она проявляется в высокоразвитых, густонаселенных районах Северной Америки, Европы и Японии, а также в крупных городах Ближнего Востока <243.>и Северная Африка, как Тегеран и Каир, но даже относительно небольшое количество света может быть замечено и создать проблемы. Осведомленность о пагубных последствиях светового загрязнения началась в начале 20-го века, но усилия по устранению последствий не начинались до 1950-х годов. В 1980-е годы глобальное движение темного неба возникло с основанием Международной ассоциации темного неба (IDA). Такие образовательные организации и пропагандистские существуют сейчас во многих странах мира.
Сторонники энергосбережения утверждают, что световое загрязнение необходимо решать, изменяя привычки, освещение использовалось более более эффективно, с меньшим количеством отходов и меньшим освещения нежелательного или ненужного освещения. Некоторые промышленные группы также считают световое загрязнение важной проблемой. Например, в Соединенное Королевство дает информацию о световом загрязнении, которое вызывает, и о том, уменьшает его воздействие. Хотя недавние исследования показывают, что энергоэффективности недостаточно для уменьшения светового загрязнения из-за эффекта отскока.
. Световое «загрязнение» одного человека часто бывает легким, что желательно для другого человека не всех раздражают одни и те же источники освещения. Одним из примеров этого является реклама, когда рекламодатель хочет, чтобы огни были яркими и видимыми, даже если другие находят их раздражающими. Другие виды светового загрязнения более очевидны. Например, свет, который случайно пересекает границу собственности и раздражает соседа, обычно является бесполезным и загрязняющим светом.
При принятии решения о надлежащих действиях до сих пор часто возникают споры; а разногласия во мнениях относительно того, какой свет считается разумным и кто должен нести ответственность, означают, что иногда переговоры должны проводиться между сторонами. Если требуется объективное измерение, уровни освещенности достигаются количественно с помощью полевых измерений или математического моделирования, при этом обычно используются в виде карты изофот или контурной карты света . Власти также принял ряд мер по борьбе со световым загрязнением в зависимости от интересов общества. Меры существуют от полного бездействия до соблюдения строгих правил и правил, регулирующих установку и использование света.
Световое загрязнение, вызвано неэффективным или ненужным использованием искусственного света. К конкретным категориям светового загрязнения защиты светового излучения, чрезмерное освещение, блики, световые помехи и небесное сияние. Один источник света, вызывающий нарушение, часто попадает в более чем одну из этих категорий.
Световое вторжение происходит, когда нежелательный свет проникает в чью-либо собственность, например, через забор соседа. Распространенная проблема проникновения света возникает, когда сильный свет проникает в окно дома извне, вызывая такие проблемы, как лишение сна. Ряд городов США разработали стандарты наружного освещения для защиты прав своих граждан от проникновения света. Чтобы помочь им, Международная ассоциация темного неба разработала набор типовых постановлений по освещению.
Ассоциация темного неба была создана для уменьшения количества восходящего света. в небо, что снижает видимость звезд (см. «Сияние неба» ниже). Это любой свет, который излучается более чем на 90 ° над надиром. Ограничив свет на отметке 90 °, они также снизили светоотдачу в диапазоне 80–90 °.
Город Феникс, вид с расстояния 55 миль в Сюрприз, АризонаСША. федеральные органы также обеспечивают соблюдение стандартов и исполняющих жалобы в пределах своей юрисдикции. Например, в случае проникновения света посредством белого стробоскопа от вышек связи, превышающего FAA минимальные требования к освещению, Федеральная комиссия по связи Поддерживает регистрацию конструкции антенны. информация в базе данных, которую граждане могут использовать для использования структур-нарушителей, и обеспечивает механизм обработки запросов и жалоб граждан. США Совет по экологическому строительству (USGBC) также включает в свой экологический стандарт строительства, известный как LEED.
, за снижение количества световых вторжений и свечения неба, выбравивающие световые приборы. количество света, излучаемого более чем на 80 ° над надиром. Определения IESNA включают полное отсечение (0%), отсечение (10%) и половинное отсечение (20%). (Эти определения также включают ограничение на свет, излучаемый под углом под углом более 90 ° для уменьшения свечения неба.)
Избыточное освещение - это чрезмерное использование света. В частности, в пределах США чрезмерное освещение является причиной примерно двух миллионов баррелей нефти в день в потраченной энергии. Это основано на потреблении в США 18,8 миллиона баррелей в день (2 990 000 м3 / сут) нефти. Далее в том же источнике Министерства энергетики США (МЭ) отмечается, что более 30% всей первичной энергии потребляется коммерческим, промышленным и жилым секторами. Энергетические аудиты зданий показывают, что компоненты освещения коммерческих и промышленных зданий потребляют около 20-40% видов землепользования, которые используются в зависимости от региона и землепользования. (На освещение в жилых домах уходит только 10–30% счета за электроэнергию, в основном используется освещение.) Таким образом, на освещение приходится около четырех или пяти миллионов баррелей нефти (эквивалент) в день. Опять же, данные энергоаудита показывают, что около 30–60% энергии, потребляемой в освещении, является ненужным или бесплатным.
Альтернативный расчет начинается с того факта, что коммерческое освещение зданий потреб более 81,68 тераватт (Данные за 1999 г.) электроэнергии, согласно министерству энергетики США. Таким образом, только коммерческое освещение потребляет от четырех до пяти миллионов баррелей в день (эквивалент) нефти в соответствии с альтернативным обоснованием, приведенным выше для оценки энергии освещения в США. Даже среди развитых стран существуют большие различия в схемах использования света. Американские города излучают в космос в три-пять раз больше света на душу населения по сравнению с немецкими городами.
Избыточное освещение проистекает из нескольких факторов:
Большинство этих проблем можно легко исправить с помощью доступной недорогой технологии и разрешения арендодателя. / практики арендаторов, которые препятствия для быстрого исправления этих проблем. Для того, чтобы повысить осведомленность общественности, необходимо повысить эффективность чрезмерного освещения.
В некоторых случаях может потребоваться чрезмерное освещение. Например, непрямое освещение используется для использования «более мягкого» вида, поскольку жесткое прямое освещение обычно менее желательно для определенных поверхностей, таких как часто кожа. Метод непрямого освещения как более уютный и подходит для баров, ресторанов и жилых помещений. Также можно заблокировать эффект прямого освещения, добавив смягчающие фильтры или другие решения, хотя интенсивность будет уменьшена.
Блики можно разделить на разные типы. Одна из таких классификаций описана в книге Боба Мизона, координатора кампании Британской астрономической ассоциации за темное небо, следующим образом:
По словам Марио Мотта, президента Массачусетского медицинского общества, «... блики от плохого освещения сэкономят для здоровья людей, особенно пожилых людей. Вы становитесь. Рассеивание бликов в глазах вызывает потерю контраста и ведет к небезопасным условиям вождения, во многом как блики на грязном лобовом стекле от низкоугольного солнечного света или дальнего света от встречного автомобиля "По сути, яркие и / или плохо экранированные огни вокруг дорог могут частично ослеплять водителей.
Эффект ослепления в степени вызван снижением из-за рассеяния света в глазу из-за чрезмерной яркости или отражения света от темных областей в поле зрения, с яркостью, аналогичной яркости фона. Этот вид ослепления является частичным случаем ослепления людей с ограниченными возможностями, который называется вуалиру светом. (Это не то же самое, что потеря аккомодации ночного зрения, которая вызвана прямым воздействием самого света на глаза.)
Вид на район метро Phoenix с вершины Goldmine Trail в горах Сан-ТанСветовой беспорядок означает чрезмерное группирование источников света. Группы огней могут создавать путаницу, отвлекать от препятствий (включая те, которые могут быть предназначены для освещения). Беспорядок особенно заметен на дорогах, где уличные фонари плохо спроектированы или где проезжие части окружены ярко освещенной рекламой. В зависимости от организации мотивов человека или, установившей фары, их конструкция и конструкция могут быть даже предназначены для отвлечения водителей и могут вызвать аварий.
Еще одним источником светового загрязнения являются искусственные спутники. В связи с будущим соединением количества спутниковых группировок, таких как OneWeb и Starlink, астрономическое сообщество особенно опасается этого, например IAU, что световое загрязнение значительно увеличивается, помимо других проблем переполненности.
Измерение эффекта свечения неба в глобальном масштабе - сложная процедура. Природная атмосфера не совсем темная, даже в отсутствии земных источников света и освещения от Луны. Это вызвано двумя источниками: воздушным свечением и рассеянным светом.
На больших высотах, в основном над мезосферой, достаточно ультрафиолетового излучения Солнца с очень короткой длиной волны, чтобы вызвать ионизацию. Когда ионы сталкиваются с электрически нейтральными частями, они рекомбинируют и испускают фотоны, вызывая свечение воздуха. Степень ионизации достаточно велика, чтобы обеспечить постоянное излучение даже ночью, когда верхние слои атмосферы находятся в тени Земли. В нижних слоях атмосферы все солнечные фотоны с энергиями выше этой ионизации N 2 и O 2 уже поглощены более высокими слоями, и, таким образом, заметной ионизации не происходит.
выбросы излучения света, небо также рассеивает падающий свет, в основном от далеких звезд и Много Пути, а также зодиакальный свет, солнечный свет, который отражается и рассеяние от частиц межпланетной пыли.
Количество свечения воздуха и зодиакального света может быть весьма различными (в зависимости, помимо прочего, от солнечных пятен и солнечного цикла ), но при оптимальных яркости самого темного неба из них составляет около около 22 величина на квадратную угловую секунду. Если присутствует полная луна, яркость неба увеличивается примерно до 18 звездной величины на кв. угловая секунда в зависимости от прозрачности местной атмосферы, в 40 раз ярче, чем самое темное небо. В густонаселенных районах яркость неба 17 звезд / кв. Угловая секунда не редкость, и она в 100 раз ярче естественной.
Для точного измерения яркости неба в качестве исходных данных для определения количества и интенсивности источников света используются ночные спутниковые снимки Земли. Они помещены в физическую модель рассеяния из-за молекул воздуха и аэрозолей для расчета совокупной яркости неба. Карты, показывающие повышенную яркость неба, были подготовлены для всего мира.
Обследование территории вокруг Мадрида показывает, что эффекты светового загрязнения, вызванные одним большим скоплением, могут ощущаться на расстоянии до 100 км (62 миль).) вдали от центра. Также очевидны глобальные эффекты светового загрязнения. Вся территория, состоящая из южной Англии, Нидерландов, Бельгии, западной Германии и северной Франции, имеет яркость неба как минимум в два-четыре раза выше нормальной (см. Вверху справа). Единственные места в континентальной Европе, где небо может достичь своей естественной темноты, - это северная Скандинавия и острова вдали от континента.
В Северной Америке ситуация сравнима. Существует значительная проблема со световым загрязнением в пределах от морских провинций Канады до юго-запада Америки. Международная ассоциация темного неба работает над определением областей, в которых ночное небо высокого качества. Эти районы поддерживаются сообществами и организациями, которые занимаются снижением светового загрязнения (например, заповедник темного неба ). Служба национальных парков Отдел естественных звуков и ночного неба измерил качество ночного неба в единицах национальных парков в США. Качество неба в США колеблется от нетронутого (Национальный парк Кэпитол-Риф и Национальный парк Биг-Бенд ) в сильно деградировавший (Национальная зона отдыха в горах Санта-Моника и Национальный парк Бискейн ). База данных мониторинга программы Night Sky Службы национальных парков доступна в Интернете (2015).
Шкала Бортла - это девятиуровневая измерительная система, используемая для отслеживания степени светового загрязнения неба. Пять или меньше - это количество, необходимое для того, чтобы увидеть Млечный Путь, в то время как один - «чистый», самый темный из возможных.
Световое загрязнение в Гонконге было объявлено «худшим на планете» в Март 2013 г.
В июне 2016 г. было подсчитано, что треть населения мира больше не может видеть Млечный Путь, в том числе 80% американцев и 60% европейцев. Сингапур был признан самой загрязненной светом страной в мире.
Мировая безоблачная мозаика со спутника АЭС Суоми, показывающая степень видимого света в 2016 году.. Эффекты светового загрязнения - особенно небесное сияние - распространяются далеко за пределы видимых здесь источников света.Медицинские исследования воздействия чрезмерного света на организм человека показывают, что различные неблагоприятные последствия для здоровья могут быть вызваны световым загрязнением или чрезмерным воздействием света, аотсечкой, а также потому, что обычно нравится видеть источник освещения. Из-за специфики направления света светильники с полной отсечкой иногда также требуются специальные знания для установки для достижения максимального эффекта.
Эффективность использования полностью отрезанных огней проезжей части для борьбы со световым загрязнением также подвергалась сомнению. Согласно проекту исследованиям, светильники с полным распределением светотеневой границы (отличие от отсечки или полусечки по сравнению с здесь) должны располагаться ближе друг к другу, чтобы соответствовать одинаковым требованиям к уровню освещенности, однородности и ослеплению, указанным в IESNA. Это моделирование общего верхний свет и энергопотребление источников света различной конструкции и мощности, ограничивающее общую конструкцию в соответствии с требованиями IESNA, а затем сравнило общий верхний свет и энергопотребление светильников различной конструкции и мощности. Проекты с отсечкой работали лучше, чем дизайны с полной отсечкой, а полуотрезка - лучше, чем с отсечкой или полной отсечкой. Это указывает на то, что при установке на проезжей части чрезмерное освещение или плохая однородность, создаваемые приспособления с полной отсечкой, создаются меньшими отсечными или полуоткрытыми приспособлениями. Таким образом, общие характеристики систем могут быть улучшены за счет уменьшения количества деталей, чем за счет перехода на конструкции с полным отсечением.
В большинстве регионов Италии требуется «нулевой восходящий свет», что обычно подразумевает использование общих ламп с полной отсечкой новых светильников, но часто встречаются нарушения.Однако использование определения светового загрязнения из некоторых В итальянских региональных законопроектах (например, «любое излучение искусственного света за пределами области компетенции и особенно вверх по небу») только полностью исключающая конструкция предотвращает световое загрязнение. В итальянском регионе Ломбардия, где разрешен только дизайн с полной отсечкой (Закон о Ломбардии № 17/2000, продвигаемый Cielobuio-координация по защите ночного неба ), в 2007 г. самое низкое в энергии потребление энергии для общественного освещения на душу населения. Тот же закон также устанавливает минимальное расстояние между уличными фонарями, примерно в четыре превышающее их высоту, поэтому полностью отрезанные уличные фонари лучшим решением для снижения как светового загрязнения, так и потребления электроэнергии.
Существует несколько типов источников света, из которых имеет множество свойств, которые определяют их пригодность для различных задач. Особенно примечательными характеристиками являются эффективность и спектральное распределение мощности. Часто бывает так, что более подходящая технология освещения была недоступна для установки из-за незнания. Таким образом, неправильно выбранные источники света часто вносят ненужный вклад в световое загрязнение и потери энергии. За счет надлежащего обновления источников света можно снизить потребление энергии и уменьшить загрязнение, одновременно улучшая эффективность и видимость.
Примеры использования света в порядке энергоэффективности в таблице ниже (цифры приблизительными поддерживаемыми значениями) включают их визуальное влияние небесного свечения освещения LPS.
Тип источника света | Цвет | Световая отдача. (в люменах на ватт ) | Воздействие свечения неба. (относительно LPS) |
---|---|---|---|
Светодиодная улица светлый (белый) | от теплого-белого до холодно-белого | 120 | 4–8 |
Натрий низкого давления (LPS / SOX) | желтый / янтарный | 110 | 1.0 |
Натрий высокого давления (HPS / SON) | розовый / янтарно-белый | 90 | 2,4 |
Металлогалоген | от теплого-белого до холодно-белого | 70 | 4 –8 |
Лампа накаливания | желтый / белый | 8–25 | 1,1 |
янтарный | 2,4 |
Многие астрономы просят близлежащие общины использовать натриевые лампы низкого давления или янтарь Аминий, галлий, индия фосфид LED как можно больше, потому что основная излучаемая длина волны сравнительно легко обойти или, в редких случаях, отфильтровать. мп. В 1980 году, например, Сан-Хосе, Калифорния, заменили все уличные фонари на натриевые лампы низкого давления, свет находящейся поблизости обсерватории Лик легче отфильтровать.. Похожие программы сейчас в Аризоне и <2020>Гавайях. Такие источники желтого света также имеют значительно меньшее визуальное воздействие небесного свечения, поэтому уменьшают визуальную яркость неба и улучшают видимость звезд для всех.
Недостатки натриевого освещения низкого давления заключаются в том, что светильники обычно должны быть больше, чем светильники конкурентов, и этот цвет нельзя различить, поскольку он излучает в основном свет одной длины (см. охранное освещение ). Из-за значительного размера лампы, особенно при более высокой мощности, такой как 135 Вт и 180 Вт, управление световым излучением натриевых светильников низкого давления становится более трудным. Для применений, требующих более точного направления света (например, узких проезжих ламп), преимущества собственной эффективности этого типа уменьшаются и могут быть полностью потеряно по сравнению с натриевыми лампами высокого давления. Утверждения о том, что это также использует к большему количеству светового загрязнения от светильников, работающих с этими лампами, используются в основном из-за старых светильников с плохой защитой, которые все еще широко используются в Великобритании и некоторых других местах. Современные натриевые светильники низкого давления с улучшенной оптикой и полным экранированием, также уменьшенное небесное свечение желтого света сохраняют преимущество световой эффективности натриевого низкого давления, что в большинстве случаев приводит к меньшему потреблению энергии и меньшему количеству видимого света. загрязнение. К сожалению, из-за постоянного использования точной информации многие профессионалы в области освещения продолжают пренебрегать натрием низкого давления, что способствует снижению его использования и спецификации в стандартах освещения и, следовательно, его использования. Еще один недостаток натриевых ламп низкого давления состоит в том, что некоторые люди считают характерный желтый свет очень неприятным с эстетической точки зрения.
Из-за повышенной чувствительности человеческого глаза к синим и зеленым длинам волн при просмотре с низкой яркостью (Эффект Пуркинье ) в ночном небе разные источники производят резко разное количество видимого свечения небесного свечения из того же количества света, посылаемого в атмосферу.
В некоторых случаях оцените планов показала, что возможны более эффективные планы освещения. Например, световое загрязнение можно уменьшить, отключив ненужное наружное освещение и осветив стадион только тогда, когда находятся внутри люди. Для этого особенно ценны таймеры. Одна из первых в мире скоординированных мер по снижению негативного воздействия этого загрязнения на среду среду в Флагстаффе, штат Аризона,, в США. Там былоено более трех десятилетий разработки с полной поддержкой населения, часто при поддержке правительства, с помощью местных обсерваторий, включая Станцию Флагстафф военно-морских обсерваторий США. Каждый компонент помогает обучать, защищать и обеспечивать выполнение требований разумного снижения вредного светового загрязнения.
Один из примеров оценки освещения можно увидеть в отчете, заказанном канцелярией заместителя премьер-министра в Соединенном Королевстве, а теперь доступном через Департамент Сообщества и местных органов власти. В отчете подробно описан план, который будет реализован на территории Великобритании по разработке освещения в сельской местности, с особым акцентом на сохранении окружающей среды.
другом В примере город Калгари недавно заменил большинство уличных фонарей в жилых домах на модели, которые сравнительно энергоэффективны. Мотивацией являются в первую очередь эксплуатационные расходы и охрана окружающей среды. Ожидается, что затраты на установку окупятся за счет экономии энергии в течение шести-семи лет.
Швейцарское агентство по энергоэффективности (SAFE) использует концепцию, которая обещает быть очень полезной при диагностике и проектировании дорожного освещения, «используя специальную электрическую систему (CES)», что можно перевести на английский как «Удельный расход электроэнергии (СПЭ)» ». Таким образом, наблюдаемые уровни освещения в большом количестве швейцарских городов, БЕЗОПАСНЫЙ определила целевые значения расхода электроэнергии для различных категорий. Таким образом, в настоящее время SAFE рекомендует SEC от двух до трех ватт на метр для дорог шириной менее десяти метров (от четырех до шести для более широких дорог). Такие мера применяются легко применимые ограничения защиты окружающей среды по обычным «нормам», обычно основаны на рекомендациях производителей освещения, которые могут принимать во внимание экологические нормы. В связи с постоянным прогрессом в технологии освещения, целевые значения SEC необходимо периодически пересматривать в сторону понижения.
Перекресток в Алессандрии, Италия: светильники с ртутными лампами на заднем плане, светодиодные уличные фонари посередине, светильники с натриевыми лампами высокого давления на переднем плане.Новый метод прогнозирования и измерения различных видов светового загрязнения был описан в журнале «Исследования и технологии освещения» (сентябрь 2008 г.). Ученые из Исследовательского центра освещения политехнического института освещения Ренсселера разработали комплексный метод, получивший название Outdoor Site-Lighting Performance (OSP), который позволяет количественно оценивать и таким образом, оптимизировать характеристики и планируемые проекты освещения и приложения, чтобы свести к минимуму излишний или навязчивый свет, покидающий границы собственности. Инженеры по освещению могут немедленно использовать OSP, особенно для исследования свечения и проникновения (анализ бликов более сложный для выполнения, и текущее коммерческое программное обеспечение не позволяет их с готовностью), и может помочь пользователям сравнить несколько альтернативных вариантов дизайна освещения для одного и того же.
Стремясь уменьшить световое загрязнение, исследователи разработали «Единую систему фотометрии», которая позволяет измерить, сколько или какое уличное освещение необходимо. Унифицированная система фотометрии позволяет проектировать светильники так, чтобы снизить потребление энергии при сохранении или улучшении восприятия видимости, безопасности и защищенности. Возникла потребность в создании новой системы измерения освещенности в ночное время, потому что биологический способ, которым палочки и колбочки глаза обрабатывают свет, отличается в ночных условиях от дневных. Используя эту систему фотометрии, результаты недавних исследований показали, что замена желтоватых натриевых (HPS) ламп высокого давления на «холодные» источники белого света, такие как индукционные флуоресцентные, металлокерамические галогениды или светодиоды могут фактически снизить количество электроэнергии, используемой для освещения, при сохранении или улучшении видимости в ночных условиях.
Международная комиссия по освещению, также известная как CIE по французскому названию la Commission Internationale de l'Eclairage, скоро выпустит собственную форму унифицированной фотометрии для наружного освещения.
Искать Световое загрязнение в Викисловаре, бесплатный словарь. |
На Викискладе есть материалы, связанные с Световым загрязнением. |