Zanieczyszczenie światłem i jego konsekwencje – komentarz eksperta

Czym jest zanieczyszczenie światłem i jakie są jego konsekwencje?

Zgodnie z wynikami najnowszych badań całe terytorium Polski jest zanieczyszczone sztucznym światłem. Co oznacza termin zanieczyszczenie światłem, jak się to zjawisko objawia i czy mamy się czego obawiać? Zapraszamy do zapoznania się z komentarzem eksperckim dr. Grzegorza Iwanickiego z Katedry Geografii Społeczno-Ekonomicznej UMCS. Artykuł powstał w ramach cyklu Centrum Prasowego pn. „Okiem Eksperta”.

Sztuczne światło traktowane jest jako jeden z najbardziej doniosłych wynalazków. Pozwala ludziom przedłużać czas ich aktywności. Możemy dzięki niemu np. pracować lub uczyć się o każdej porze, nawet w środku nocy. Oprócz wnętrz oświetlamy również znaczne przestrzenie na zewnątrz. Latarnie przy ulicach, w parkach miejskich czy na parkingach sprawiają, że czujemy się bezpieczniej, a iluminacje zabytkowych budynków pozwalają eksponować ich walory. Istnieje jednak „ciemna” strona sztucznego światła zwana zanieczyszczeniem światłem. W ostatnim czasie zjawisko to zyskało rozgłos medialny w związku z grudniową publikacją pierwszego w Polsce kompleksowego Raportu o Zanieczyszczeniu Światłem autorstwa naukowców i specjalistów wchodzących w skład Light Pollution Think Tank.

Źródła zanieczyszczenia światłem

 Istnieje wiele definicji zanieczyszczenia światłem. W najbardziej rygorystycznym ujęciu jest to jakakolwiek obecność sztucznego światła w środowisku przyrodniczym. Jednak w praktycznym wymiarze można to zjawisko streścić jako nadmierną emisję sztucznego światła nocą. Ten nadmiar można charakteryzować na kilka sposobów:

1. gdy uliczna latarnia oświetla nie tylko jezdnię i chodnik, ale również niepotrzebnie najbliższą sąsiednią okolicę, np. w świetle tej samej latarni „skąpane” są fasady budynków wraz z oknami w sypialniach – źródłem zanieczyszczenia jest wtedy źle skierowana oprawa oświetleniowa. Strumień światła powinien padać prostopadle do oświetlanej powierzchni. W tym i innych przypadkach należy więc stosować zasadę „kieruj strumień światła tylko tam, gdzie jest to potrzebne”;
2. gdy źródło światła świeci zbyt silnie do ewentualnych potrzeb. W wielu przypadkach zamontowane oświetlenie zewnętrzne jest przewymiarowane i prowadzi do zjawiska olśnienia. Dochodzić wtedy może do chwilowego oślepienia kierowców lub przechodniów. Oprócz części latarni ulicznych oraz opraw oświetleniowych na prywatnych posesjach, dotyczy to także większości migających reklam i bilbordów. W takich przypadkach należy stosować zasadę „emituj jedynie tyle światła, ile jest niezbędne do uzyskania oczekiwanego efektu”. Obecne rozwiązania techniczne pozwalają dodatkowo na stosowanie zmiennego natężenia światła w zależności od potrzeb;

Ryc. 1. Przykład korzyści ze zmiany źle skierowanego i przewymiarowanego oświetlenia zewnętrznego (górna część ilustracji) na lampę o mniejszej mocy, ze strumieniem światła skierowanym tam, gdzie jest potrzebny (dolna część ilustracji). Źródło: Florida Atlantic University.

1. gdy sztuczne światło emitowane jest mimo braku potrzeby. Taka sytuacja występuje, gdy np. ulice oświetlone są przez całą noc, mimo zupełnego braku ruchu pieszego i znikomego ruchu drogowego. Wyłączenie oświetlenia przy takich ulicach w nocy nie spowoduje obniżenia bezpieczeństwa pieszych (a samochody mają przecież swoje własne światła). Podobnie jest z niektórymi oświetlanymi parkingami, które z różnych przyczyn w nocy są całkowicie puste. W takich przypadkach należy stosować zasadę „oświetlaj tylko wtedy, kiedy jest taka potrzeba”. Ze względów oszczędnościowych część gmin w Polsce stosuje takie rozwiązania, a więc wyłącza w określonej porze (najczęściej w godzinach 23:00 – 6:00) oświetlenie na mniej uczęszczanych ulicach. Innym rozwiązaniem może być stosowanie opraw oświetleniowych z czujnikami ruchu;
2. gdy konstrukcja oprawy oświetleniowej powoduje niepotrzebną ucieczkę strumienia światła. „Klasycznym” przykładem takiego oświetlenia są popularne latarnie, potocznie nazywane kulami mlecznymi. Większość światła, które emitują, wyświetlana jest w górną półsferę, a więc energia elektryczna potrzebna na działanie takiej oprawy jest w dużej mierze marnotrawiona. W takich przypadkach należy stosować zasadę „montuj oprawy oświetleniowe z ULOR 0,0%”. Współczynnik ULOR oznacza udział strumienia świetlnego emitowanego w górną półprzestrzeń i najlepiej, gdy wynosi 0%. Jest to możliwe do uzyskania np. dzięki zastosowaniu płaskiej szyby w oprawie oświetleniowej;

Ryc. 2. Graficzne zobrazowanie ucieczki strumienia światła w górną półsferę (dwie latarnie po lewej stronie) oraz opraw z ULOR 0,0% (latarnie po prawej stronie). Źródło: DarkSky International.

1. gdy barwa światła jest zbyt chłodna. Nocą najmniej pożądane dla naszych organizmów jest tzw. światło niebieskie, które jako istotny składnik widma obecne jest zwłaszcza w źródłach światła postrzeganych jako neutralne, chłodne bądź zimne – CCT powyżej 4000 K (ang. Correlated Color Temperature, czyli skorelowana temperatura barwowa oświetlenia). Optymalna jest cieplejsza barwa, zawierająca mniej światła niebieskiego. Takimi parametrami charakteryzują się najczęściej źródła o CCT poniżej 3000 K. Obecne technologie LED pozwalają na produkcję takich energooszczędnych opraw, w tym diod o barwie światła bursztynowej. Należy więc stosować zasadę „im mniej światła niebieskiego nocą, tym lepiej”. Ciepłym światłem charakteryzują się wciąż powszechnie występujące lampy sodowe (np. HPS), które ze względów oszczędnościowych w ostatnich latach wymieniane są masowo na bardziej efektywne energetycznie oprawy LED.

Konsekwencje ekologiczne

Inwestycje oświetleniowe z ostatnich kilkunastu lat sprawiły, że w Polsce nie występuje już naturalnie ciemne niebo, a 20% Polaków mieszka na terenach, na których nie zapada już prawdziwa noc. Podobna sytuacja występuje w wielu innych rozwiniętych krajach. Oprócz utraty widoku rozgwieżdżonego nieba, nad czym od wielu dekad tracą astronomowie i miłośnicy astronomii, zanieczyszczenie światłem powoduje wiele innych konsekwencji. Wśród nich wymienić należy m.in. oddziaływanie na faunę, a także zaburzenie prawidłowego funkcjonowania wielu roślin.

Marnotrawienie energii elektrycznej wskutek nieprawidłowo zaprojektowanej sieci oświetlenia zewnętrznego przyczynia się także do niepotrzebnej emisji CO2. Zgodnie z danymi jednego z departamentów Stanów Zjednoczonych, blisko 1/3 energii elektrycznej potrzebnej do zasilania latarni ulicznych i innych punktów oświetlenia zewnętrznego jest w ten sposób marnowana, co przekłada się też bezpośrednio na finanse samorządów, a pośrednio na koszty ponoszone przez podatników.

Ryc. 3. Klasy jasności nocnego nieba nad Polską w 2022 r. Źródło: A. Z. Kotarba/LPTT.

Konsekwencje dla zdrowia ludzi

Nasza gospodarka hormonalna jest uzależniona, jak u większości organizmów, od naturalnego cyklu dobowego wyznaczanego przez aktywność Słońca i Księżyca. W dzień jesteśmy aktywni, nocą podczas snu się regenerujemy. Obecność sztucznego światła w naszym otoczeniu zaburza nasz wewnętrzny zegar biologiczny skorelowany z dobowym cyklem, co przekłada się często na problemy ze snem, pogorszone samopoczucie, a także nasila skutki części chorób cywilizacyjnych. W skrajnych przypadkach dochodzi do zwiększonej zachorowalności na niektóre typy nowotworów.

W celu uniknięcia niepożądanych dla naszego zdrowia skutków zanieczyszczenia światłem możemy w naszych oknach zamontować grubsze zasłony lub rolety, które zminimalizują albo całkowicie odetną strumień sztucznego światła przenikający do sypialni. Innym rozwiązaniem jest stosowanie opasek na oczy podczas snu. Zadbać należy również o odpowiednią „higienę” przed samym snem. Unikajmy wtedy pracy przed monitorami komputerów lub ekspozycji na światło z ekranów telewizorów i telefonów komórkowych. Jeśli nie jesteśmy w stanie zrezygnować z tych czynności, zadbajmy o zainstalowanie na tych urządzeniach aplikacji lub filtrów minimalizujących udział światła niebieskiego.

Ryc. 4. Naturalny cykl dobowy człowieka. Źródło: Krystyna Skwarło-Sońta/LPTT.

 Perspektywy na przyszłość

Według badań przeprowadzonych w poprzedniej dekadzie, jedynie 5% Polaków słyszało o problemie zanieczyszczenia światłem. Konsekwencją tak niskiej świadomości jest szereg inwestycji oświetleniowych pogarszających i tak nie najlepszą sytuację. Zgodnie z wynikami przytoczonego raportu w samym 2022 r. Polska była jaśniejsza o 6% w porównaniu z dekadą 2012-2021. Najjaśniejszymi punktami w naszym kraju były kompleksy szklarni, a za nimi uplasowały się centra miast. Dla przykładu niebo nad centrum Warszawy jest ponad 6000% jaśniejsze od naturalnie ciemnego. Duże miasta są w zasadzie miejscami, gdzie prawdziwa noc nie nastaje.

Czułość instrumentu VIIRS, z pomocą którego z orbity okołoziemskiej określany jest poziom zanieczyszczenia światłem, nie pozwala na pomiary niebieskiego składnika emitowanego światła. Skala zjawiska jest więc prawdopodobnie większa ze względu na masową zamianę opraw sodowych na instalacje typu LED, które w większości charakteryzują się znacznym udziałem światła niebieskiego. Weryfikację danych satelitarnych można jednak uzyskać stosując pomiary naziemne, np. popularnym miernikiem SQM, który w kilku miejscach w naszym kraju używany jest w całodobowych stacjach pomiarowych. Taki monitoring jest jednak wyłącznie inicjatywą oddolną, prowadzoną przez uczelnie, instytucje badawcze i organizacje pozarządowe. Żadna z państwowych służb nie prowadzi pomiarów, brakuje również przepisów prawnych dotyczących skutecznej minimalizacji skutków zanieczyszczenia światłem.

Niektóre kraje, w tym Chorwacja, Francja i Słowenia, wprowadziły w ostatnich latach ogólnokrajowe przepisy regulujące kwestie nadmiernej emisji sztucznego światła nocą, a w ciągu ostatnich 20 lat powołano ponad 300 obszarów ciemnego nieba na całym świecie, w tym parków, rezerwatów i miejscowości, które w sposób szczególny postanowiły chronić swoje otoczenie przed skutkami zanieczyszczenia światłem. W Polsce, wskutek oddolnych inicjatyw, utworzono sześć takich miejsc. Wśród nich jest miejscowość Sopotnia Wielka, odznaczona w listopadzie 2023 r. prestiżowym certyfikatem wydawanym przez organizację DarkSky International.

Ryc. 5. Nocna fotografia Łodzi wykonana 10 stycznia 2022 r. z pokładu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Widoczne instalacje oświetlenia LED (jaśniejsze obszary). Źródło: NASA/A.Z. Kotarba/LPTT.

*Część terminologii oświetleniowej zastąpiono bardziej przystępnymi, potocznie używanymi terminami

Raport LPTT: https://lptt.org.pl/dzialalnosc/raport/
Interdyscyplinarny poradnik LPTT: https://lptt.org.pl/dzialalnosc/poradnik/

Dr Grzegorz Iwanicki – pracuje w Katedrze Geografii Społeczno-Ekonomicznej Instytutu Geografii Społeczno-Ekonomicznej i Gospodarki Przestrzennej UMCS. Jest także członkiem Light Pollution Think Tank. Jego zainteresowania naukowe obejmują problematykę geografii turyzmu i rozwoju zrównoważonego, ze szczególnym uwzględnieniem tematyki zanieczyszczenia światłem.

Treść komentarza na stronie internetowej: https://www.umcs.pl/pl/komentarze-eksperckie,22097,zanieczyszczenie-swiatlem-i-jego-konsekwencje-komentarz-eksperta,144214.chtm