«Переводы»: Световое загрязнение атмосферы. Влияние на экологию и режим сна человека

Недавно команда ученых под руководством Фабио Фальчи провела исследование и обновила атлас светового загрязнения земли. Concepture публикует краткую расшифровку научной статьи, основанной на исследовании.

Таблица 1 показывает значение каждого из цветов.На карте показано, отношение искусственного освещения к природной яркости  неба (предположительно 174 μcd/м2). 

На данный момент больше трети всего человечества не может наблюдать все прикрасы нашей галактики в ночное время из-за искусственного освещения, которое затрагивает около 80% земного шара. Недавно полученные данные, ставшие частью нового атласа, содержащего информацию о световом загрязнении, свидетельствуют о том, что, если ничего не предпринимать проблема будет только расти.

Атлас искусственного светового загрязнения.

«Этот атлас поможет открыть глаза на проблему светового загрязнения атмосферы каждому» говорит Трэвис Лонгкор, пространственный ученый из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе. Лонгкор изучает городскую экологию, и не принимал участия в исследовании.

Световое загрязнение усилилось в последние полвека, увеличиваясь примерно на 6% каждый год в Северной Америке и Европе, согласно исследованию, проведенному с помощью данных предыдущего атласа, созданного 15 лет назад одними и теми же исследователями. По результатам же нового исследования выяснилось, что световое загрязнение имеет яркость 14 и более микрокандел на квадратный метр – это примерно на 10% выше, чем нормальный уровень яркости ночного неба.

Карта искусственного загрязнения Африки.

Новый атлас, который включает в себя примерно 83% населения Земли, и более 99% европейцев и американцев, показывает, что более чем 80% населения земли наблюдают загрязненное искусственным освещением ночное небо. По критерию численности населения, Сингапур имеет самое загрязненное светом в мире небо, за ним в этом списке следуют: Кувейт, Катар и Объединенные Арабские Эмираты – все страны густонаселенные. В Африке же дело обстоит наоборот, на континенте находятся 10 стран с самым чистым небом.

Световое загрязнение влияет непросто на наше видение Млечного Пути: оно может дезориентировать птиц и заставить их мигрировать в неправильный временной период, сдерживать ночных опылителей таких, как летучие мыши, разрушать подводные экосистемы, и даже снизить выработку мелатонина в организме человека, что приведет к нарушению циклов сна и повышению риска развития некоторых видов рака. Подобные вредные эффекты сохраняются даже после того, как интенсивность освещения возвращается в пределы нормы.

Карта искусственного загрязнения Южной Америки.

В 2001 году Фальчи и его сотрудники создали первый в мире атлас светового загрязнения на основе данных, собранных спутником ВВС США. Такой большой разрыв между исследованиями оказался полезен, так как это позволило команде рисовать атлас на основе данных, собранных при помощи инфракрасного радиометра на Suomi National Polar-orbiting Partnership спутник был запущен в 2011 году. В общем используется 36 компьютеров для измерения яркости неба и 30 тыс. инструментов  для калибровки расчетов, на основе которых команда создала модель светового загрязнения по всему земному шару. Модель была основана с учетом высоты отведенного команде для исследования участка, угла, при котором свет, испускаемый вверх от городов, попадает в атмосферу, и отражается обратно на землю. В целом, более 300 региональных карт были сшиты вместе, чтобы, в итоге, сформировать глобальную карту.

"Световое загрязнение обычно рассматривается как проблема, которая может быть решена немедленным выключением света", –говорит исследователь Фабио Фальчи из Light Pollution Science and Technology Institute в Тьене, Италия, соавтор атласа: «Конечно, мы можем, снизить уровень светового загрязнения, просто выключив свет, но мы не сможем устранить ущерб, который уже нанесли».

Карта искусственного загрязнения Северной Америки.

Помимо всего атлас проектирует то, что произойдет, если все наружное освещение в Европе поменяют с обычных натриевых ламп высокого давления на LED-светодиоды с белым излученим и низким энергопотреблением. Светодиодные фонари выпускают больше света в синей части спектра, чем натриевые. Эти синие световые волны легче рассеивается атмосферой Земли, чем волны любой другой части цветового спектра, которые обычно наоброт значительно увеличивают световое загрязнение атмосферы. Еще синий свет лучше рассеивается человеческим глазом, а это значит, что люди при таком освещении люди будут воспринимать небо ярче. Команда, создавшая атлас, предсказывает двух-трехкратное увеличение мирового светового загрязнения, если на глобальном уровне ничего не изменится.

Нормальная световая интенсивность.
Полярный график показывает три различных типа распределения интенсивности света, используются для составления трех версий карты: распределение по закону Ламберта с пиком в зените (карта А, синий), функция пиковой интенсивности при малых углах над горизонтом плоскости (карта B; зеленый) и функция с пиком при промежуточных углах 30 ° над горизонтом плоскости (карта C; желтый). Толстая красная линия показывает функцию соединяющую остальные три.

Световое загрязнение это не просто результат работы большого количества натриевых ламп, Лонгкор отмечает: ключом к пониманию особенностей светового загрязнения для многих исследователей экологов выступит разработка инструментов для расчета «горизонтальной освещенности» – бликов и отражений искусственного освещения от облаков и наземных поверхностей при различных типах погодных условий.