Skyglow – czym jest zanieczyszczenie światłem i jakie może mieć skutki?

Światło większości ludzi kojarzy się z czymś pozytywnym: energią, mocą, siłą, jasnością. Wynalezienie żarówki miało tak wiele pozytywnych skutków, że bardzo ciężko uwierzyć, że mogło przyczynić się także do negatywnych efektów (poza koniecznością płacenia większych rachunków za prąd). Niestety sztuczne źródła światła mogą, a w dużej części świata już szkodzą – mowa o zanieczyszczeniu światłem i skutkach, jakie niesie to zjawisko.

Ekologiczne problemy współczesnego świata

Rozwój cywilizacji przyniósł ludzkości tak wiele pozytywnych rozwiązań ułatwiających życie, że bardzo długo trwało uświadomienie sobie, że jednocześnie generował szkody dla ekosystemu. Do dziś ciężko przekonać niektóre społeczeństwa jak ważna jest walka o środowisko naturalne. Mimo to większość społeczeństwa zdaje sobie sprawę z zanieczyszczenia powietrza, gleby i wody niebezpiecznymi związkami chemicznymi, plastikiem i… światłem? No właśnie – jak światło może szkodzić? Zanieczyszczenie światłem – pojęcie brzmi nieco abstrakcyjnie, bo przecież dobrze oświetlone przestrzenie wydają się bardziej czyste, sterylne i bezpieczne. To w cieniu kryje się ciemność i strach. A jednak bez światła nie ma cienia, a sztuczne źródła światła mogą niestety przynieść także negatywne efekty. Odpowiedzmy więc sobie na pytanie „co to jest zanieczyszczenie światłem i do czego może prowadzić?”.

Zanieczyszczenie światłem – co to jest?

W niewielkich wsiach, gdzie ulice nie są rozświetlone przez całą noc, spoglądając w niebo można zobaczyć tysiące gwiazd. Znawcy bez problemu wskazują widoczne konstelacje, a romantycy doceniają piękno nieba w nocy. Przenieśmy się teraz do miasta. Ta sama pora, ten sam dzień, ta sama pogoda, ale niebo jakby jakieś inne, bezgwiezdne. I nie, nie jest to wina ani smogu, ani mgły, ani nawet zachmurzenia (bo przecież na wsi pogoda taka sama). Gdzie więc zniknęły gwiazdy? Nigdzie, wciąż są na swoim miejscu, ale niewidoczne.

_{Czy wiesz, że w Bieszczadach można zobaczyć ponad 7000 gwiazd? W dużym mieście jak np. Warszawa zobaczysz natomiast maksymalnie 200 gwiazd.}

Niebo na terenach niezurbanizowanych jest nawet 80 razy ciemniejsze niż niebo w wielkich miastach. Większość latarni w miastach jest tak zaprojektowanych, że zamiast oświetlać wyłącznie ulice, kierują światło również w niebo. Powoduje to, że strumień świetlny zostaje rozproszony na smogu uniemożliwiając obserwację gwiazd. Jeśli dodatkowo niebo jest zachmurzone, nie ma możliwości, by dojrzeć jakiekolwiek ciało niebieskie na niebie (poza księżycem). Na terenach wiejskich i niezurbanizowanych, gdzie sztuczne oświetlenie nie rozjaśnia nieba, gwiazdy są lepiej widoczne. Jeśli dodatkowo chmury zakryją księżyc, liczba gwiazd na niebie może być naprawdę imponująca.

Choć obserwując nocne niebo łatwo dojrzeć skalę zanieczyszczenia światłem, to nie jest to najważniejszy problem powstały w wyniku tego zjawiska. Każda obecność niewłaściwego, zbyt intensywnego i niepożądanego oświetlenia zwiększa zanieczyszczenie, powodując problemy nie tylko w nocy, gdy efekt jest najbardziej spotęgowany, ale również w ciągu dnia. Zanieczyszczenie światłem to więc nadmierne sztuczne oświetlenie (przede wszystkim nocne) danego obszaru, spowodowane działalnością człowieka.

Rodzaje zanieczyszczenia światłem

Nie jest tak, że każde sztuczne źródło światła powoduje omawiany efekt. Chodzi przede wszystkim o oświetlenie budynków, zabudowań komercyjnych, reklamy, neony i latarnie uliczne, które są źle ukierunkowane lub po prostu niepotrzebne z praktycznego punktu widzenia. Można wyróżnić kilka rodzajów zanieczyszczenia światłem.

Strefa blasku – nadmierna jasność powodująca dyskomfort wizualny. Strefę blasku mogą emitować latarnie miejskie, rozświetlone reklamy, ale również jadący z naprzeciwka samochodów ze zbyt mocnymi reflektorami lub niepotrzebnie używający tzw. długich świateł. Strefa blasku często powoduje chwilowe oślepienie, po którym oko musi przyzwyczaić się do nowych warunków. Ten rodzaj zanieczyszczenia światłem może być spowodowany zarówno nadmierną jasnością ze źródła światła jak i odbijaniem się światła od ciemnych obszarów w polu widzenia z luminacją zbliżoną do luminacji tła.

O pojęciu luminacji szerzej pisaliśmy w artykule: Kandela – co to jest światłość?

Wtargnięcie światła – to sytuacja, w której niechciane światło z zewnątrz wpada na daną posesję niepotrzebnie ją oświetlając. Na przykład gdy światło z latarni ulicznej oświetla nie tylko Twoją działkę, ale również wpada przez okno powodując problemy z zaśnięciem.

Bałagan świetny – to zjawisko spowodowane nadmiernym, niepotrzebnym zgrupowaniem źródeł światła. Ustawione w ten sposób światła odwracają uwagę (np. kierowców) od przeszkód, stanowiąc potencjalną przyczynę wypadków.

Prześwietlenie – używanie sztucznego źródła światła o mocy wyższej niż jest konieczna. Dawniej, gdy nie do końca zdawano sobie sprawę jak zdrowie wpływa na organizm człowieka, nadmierne oświetlenie powszechne było w fabrykach i biurach. Obecnie poziom światła wewnątrz budynków jest najczęściej dostosowywany do funkcji, jaką pełni dane pomieszczenie. Prześwietlenie jest jednak wciąż obecne w dużych miastach i strefach przemysłowych. Przykładem mogą być na przykład zbyt jasno świecące latarnie uliczne lub reflektory wykorzystywane podczas imprez kulturalnych i sportowych.

Co to jest skyglow?

Skyglow, czyli w dosłownym tłumaczeniu łuna nieba/blask nieba, niekiedy kategoryzowany jest jako rodzaj zanieczyszczenia światłem innym zaś razem pojęciem stosowanym zamiennie z nazwą tego zjawiska. Trafniej jednak można określić go jako efekt tego problemu, suma składowa wszystkich rodzajów zanieczyszczeń w danym miejscu. Prawdopodobnie większość osób spotkała się już z efektem skyglow nie zdając sobie z tego nawet sprawy. Jest to bowiem łuna unosząca się nad miastami i strefami przemysłowymi, widoczna z kilku, a czasem nawet kilkunastu- i kilkudziesięciu kilometrów. Skyglow nie jest więc tożsamy z zanieczyszczeniem światłem, ale jest jego efektem.

Skąd wzięło się zanieczyszczenie światłem?

Od kiedy został wynaleziony ogień, ludzie zaczęli wykorzystywać oświetlenie do własnych celów. Początkowo grzali się przy nim, przygotowywali posiłki, a z czasem rozświetlali drogę i domy. Świece i lampy naftowe, które nastały dużo później nie mogły jednak spowodować tak dużego skoku cywilizacyjnego jak opatentowanie żarówki. Niewinny i jakże praktyczny początkowo wynalazek szybko podbił serca całego świata, pojawiając się stopniowo w coraz to większej ilości miejsc. Żarówki najpierw odnalazły swe miejsce w domach i fabrykach wielkich miast, a dopiero później trafiły także na wieś. Wówczas zaczęto odkrywać, że nieustanne wykorzystywanie sztucznego oświetlenia zmieniło tryb życia ludzi. Coraz bardziej zaburzany był zegar biologiczny, przestaliśmy kierować się cyklem dnia i nocy, wydłużając aktywność dzięki sztucznemu oświetleniu. Ale wpływ tradycyjnych żarówek na tryb życia to dopiero wierzchołek góry lodowej. To, co początkowo miało podnieść poziom bezpieczeństwa na ulicach, stało się zmorą dzisiejszych czasów.

Dalsza ewolucja technologii oświetleniowych spowodowała powstawanie coraz mocniejszych i bardziej wydajnych źródeł światła, które nasilają zanieczyszczenie światłem. Warto jednak w tym miejscu podkreślić, że problemem nie są ani nowoczesne lampy, ani reflektory czy naświetlacze. Największy problem stanowi ich niewłaściwe użytkowanie. Sztuczne oświetlenie bez wątpienia pozytywnie wpływa na wiele aspektów życia pod warunkiem, że jest używane w granicach rozsądku i zgodnie z ogólnie przyjętymi zasadami. Dbałość o środowisko naturalne powinna być priorytetem zarówno dla nas jak i przyszłych pokoleń.

Wpływ zanieczyszczenia światłem na faunę i florę

Osobom urodzonym pod koniec XX wieku ciężko jest wytłumaczyć, że nowoczesne sztuczne oświetlenie może być problemem z punktu widzenia ekologii. Emituje bowiem tylko niewielkie ilości ciepła, do tego nowoczesne lampy LED są energooszczędne, a wielu z nas wybiera produkty o jak najwyższej klasie energetycznej. W czym więc problem? Otóż cierpią nie tylko ludzie, ale również – a może przede wszystkim – zwierzęta i rośliny.

Życie większości gatunków roślin uzależniona jest od długości dnia, kiedy to mają możliwość pozyskiwania i produkcji składników odżywczych. W miejscach znajdujących się z dala od sztucznego oświetlenia rośliny z łatwością rozpoznają pory roku kierując się długością dnia i nocy. Z tego powodu już jesienią przygotowują się do okresu odpoczynku. Z powodu nadmiaru sztucznego światła w miastach lub ich pobliżu, niektóre rośliny nadal wzrastają i kwitną przed zimą, co jest dla nich bardzo niekorzystne. Nie udaje im się zwabić wystarczającej liczby owadów, a ponadto są narażone na ataki chorób, insektów i pasożytów.

Jak skyglow wpływa na owady?

W zależności od gatunku zwierząt, sztuczne światło może być neutralne, korzystne lub szkodliwe dla ich życia. Nie da się jednak ukryć, że zakłóca funkcjonowanie całego ekosystemu. Dla przykładu pająki są zwierzętami, które generalnie unikają światła, ich życie zaczyna się nocą. Choć część gatunków pająka pozostaje przy swoich przyzwyczajeniach, inne zmieniły cykl np. tkając sieci bezpośrednio pod latarniami. Po pierwsze nie miały wyjścia, w dużych miastach jasno jest nieustannie – niezależnie od pory dnia. Drugim powodem takiego zachowania jest fakt, że sztuczne oświetlenie nocą przyciąga różnego rodzaju owady, które pod wpływem światła tracą orientację. Pajęcza sieć zapełnia się więc dość łatwą zdobyczą, a pająki zdobywają przewagę nad innymi gatunkami.

Poza tym naukowcy z uniwersytetu Exeter w Wielkiej Brytanii zauważyli spadek populacji ciem spowodowany zanieczyszczeniem światłem. Ze względu na fakt zastąpienia żarówek sodowych w latarniach miejskich na metalohalogenkowe, zaczęły one przyciągać więcej tych owadów (żarówki metalohalogenkowe emitują światło o atrakcyjnej dla owadów długości fali). Sztuczne światło spowodowało, że ćmy zbierały się pod latarniami porzucając naturalne zachowania związane z żerowaniem i godami. W wyniku czego ich populacja drastycznie spadła.

Ptaki i nietoperze a zanieczyszczenie światłem

Warto podkreślić również, że wiele dzikich zwierząt używa nocnego nieba jako swoistego kompasu. Z powodu zanieczyszczenia światłem obserwacja nieba jest jednak niemal niemożliwa, przez co gatunki te mogą tracić orientację w terenie. Dotyka to szczególnie ptaków, które kierowane światłem wlatują w „pułapkę” wielkich miast, z której trudno się wydostać. Niektóre z gatunków ptaków mijają zaś jasno oświetlone punkty, co może spowodować kompletną dezorientację i zagubienie. Nocna luminacja sprzyja jednak tym gatunkom dziennych ptaków, które zyskują możliwość polowania również przy sztucznym oświetleniu. Mimo to szkodzi ofiarom tych łowów, wpływając negatywnie na ekosystem i równowagę w przyrodzie.

Ofiarami zanieczyszczenia światłem są również nietoperze, których ulubionym przysmakiem są wspomniane już ćmy. Mają dwie możliwości – życie wbrew zegarowi biologicznemu i polowanie w świetle lub niedożywienie. Niestety każdy wybór jest dla tych zwierząt zły, dlatego coraz rzadziej spotyka się nietoperze w pobliżu miast, zarówno dużych jak i małych.

Wpływ zanieczyszczenia światłem na gady i płazy

Nie bez echa odbija się także zanieczyszczenie świetlne na gadach i płazach, których cykl godowy i orientację wyznacza światło księżyca. Pisklęta żółwi morskich czy ropuchy to zwierzęta, których duża część życia stymulowana jest światłem księżyca. Ponadto sztuczne źródła światła w miejscu, gdzie jeszcze niedawno panowała ciemność zaburza produkcje melatoniny u gadów i płazów, co odbija się na ich fizjologii.

Zwierzęta i rośliny to przypadkowe, nieświadome ofiary zanieczyszczenia światłem, ale prawda jest taka, że efekty zjawiska odbijają się także na sprawcach tego zamieszania – ludziach.

Zanieczyszczenie światłem a zdrowie i bezpieczeństwo człowieka

Zarówno niedostateczne oświetlenie jak i jego nadmiar mogą szkodzić ludziom. Więcej mówi się jednak o tym, jak negatywny wpływ na życie ma niedobór światła, które jest niezbędne człowiekowi do:

• produkcji witaminy D,
• przyswajania witaminy E,
• przyswajania kwasu askorbinowego (witaminy C),
• prawidłowej przemiany materii,
• normowania ciśnienia tętniczego.

Z drugiej jednak strony od tysięcy lat cykl dzienny człowieka wyznaczało słońce – jego wschody i zachody. Dzięki sztucznemu oświetleniu kontrolujemy ten cykl wedle własnych potrzeb i możliwości. I nie byłoby w tym nic złego gdyby nie fakt, że wiele osób nadużywa dobrodziejstw, jakie niesie sztuczne oświetlenie. Dość popularna jest postawa typu: „jedna mocna lampa więcej nie zmieni świata”, jeśli jednak z tego samego założenia wyjdzie tysiące ludzi, powstaje duży problem. Jeśli chodzi o zanieczyszczenie światłem w strefach miejskich, największą winę ponoszą przedsiębiorcy, którzy mocno oświetlają place, by nie przemknęła się przez nie bez wiedzy nawet mysz; i włodarze miast, którzy tak bardzo dbają o bezpieczeństwo, że zapominają, by nie oślepiać ich mieszkańców.

Nieustanne wystawienie człowieka na działanie sztucznego oświetlenia o nieodpowiednich parametrach może powodować takie skutki jak:

• bóle głowy,
• stres,
• zmęczenie,
• lęki społeczne,
• pogorszenie wzroku,
• spadek nastroju,
• niepokój.

Do tego wszystkiego warto dodać także bezpieczeństwo publiczne. Nadmierne oświetlanie ulic, wszechobecne i mocno podświetlone billboardy i używanie świateł drogowych przez kierowców mogą stać się bezpośrednią przyczyną wypadków drogowych. Dobrze oświetlone przejście dla pieszych to z jednej strony gwarancja bezpieczeństwa, jednak oświetlenie miejskie i drogowe należy projektować z głową.

Czy da się zmierzyć poziom zanieczyszczenia światłem?

Do pomiaru zanieczyszczenia światłem na świecie używa się przede wszystkim zdjęć satelitarnych, które stanowią jednak tylko dane wejściowe odnośnie liczny i natężenia źródeł światła. Analizując te dane należy zwrócić uwagę, że atmosfera ziemska nie jest naturalnie ciemna nawet na obszarach nieoświetlonych. Oprócz sztucznego światła, na atmosferę pada również światło słońca, gwiazd i księżyca, i jest to światło o różnym natężeniu. Naturalne światło padające na atmosferę zależy od aktywności plam słonecznych, cyklu słonecznego itp. Mimo tego naukowcy śledzą i analizują zanieczyszczenie świetlne, stosując do jego określenia dziewięciopoziomowej skali Bortle.

Skala Bortle:

1. To doskonale ciemne niebo. Zobaczyć na nim można między innymi:
   • światło zodiakalne
   • Drogę Mleczną
   • wiele konstelacji gwiazd,
   • Gromady Messiera
   • planety Wenus i Jowisz,
   • Otoczenie przy doskonale ciemnym niebie jest niewidoczne.
2. Określa ciemne niebo, na którym zobaczysz:
   • światło zodiakalne,
   • Drogę Mleczną,
   • niektóre z Gromad Messiera,
   • wiele konstelacji gwiazd,
   • Planety Wenus i Jowisz,
   • Otoczenie przy ciemnym niebie jest praktycznie niewidoczne.
3. Wiejskie niebo, które już cechuje się obecnością sztucznego oświetlenia i charakteryzuje się:
   • widocznością światła zodiakalnego wiosną i jesienią,
   • na horyzoncie dostrzec można efekt skyglow,
   • Droga Mleczna jest widoczna latem,
   • dostrzec można niektóre z Gromad Messiera i Wenus,
   • Bliskie otoczenie przy wiejskim niebie jest słabo widoczne.
4. To stopień charakterystyczny dla większych wsi i obszarów stanowiących przejście między wiejskimi a podmiejskimi. Na niebie zobaczysz:
   • światło zodiakalne,
   • skyglow,
   • Drogę Mleczną za horyzontem rozmytą, bez niektórych szczegółów,
   • Otoczenie przy przejściowym niebie jest dobrze widoczne nawet z daleka.
5. Podmiejskie niebo, na którym zobaczyć można:
   • ślady światła zodiakalnego,
   • zanieczyszczenie światłem jest dobrze widoczne,
   • Droga Mleczna jest praktycznie niewidoczna.
6. Ten stopień określa jasne, podmiejskie niebo z niewidocznym światłem zodiakalnym i Drogą Mleczną widoczną tylko w pobliżu zenitu.
7. Obszar między strefą podmiejską i miejską z silnymi źródłami światła widocznymi ze wszystkich kierunków i niewidoczną Drogą Mleczną. Istnieje możliwość obserwacji niewielkiej ilości gwiazd.
8. Ósemka w skali Bortle oznacza duże zanieczyszczenie światłem charakterystyczne dla nieba nad miastem. W sztucznym świetle miasta można bez problemu czytać, a gwiazdy są bardzo słabo widoczne,
9. Największe zanieczyszczenie światłem charakterystyczne dla centrum dużych miast. W takich miejscach jedynymi obiektami do obserwacji na niebie są księżyc i słońce, a w niektóre noce kilka najjaśniejszych gwiazd.

Jak chronić nocne niebo?

Zanieczyszczenie światłem to najłatwiejszy do rozwiązania problem ekologiczny, a mimo to niechętnie rozważany przez włodarzy mniejszych i większych miast. Na szczęście rosnąca świadomość ekologiczna sprawia, że niektóre państwa przystępują do ochrony nocnego nieba poprzez tworzenie specjalnych parków i rezerwatów ochrony przed zanieczyszczeniem światłem. Parki ochrony nocnego nieba istnieją głównie w Ameryce Północnej i Europie. W Polsce są dwa parki ochrony nocnego nieba oraz trzy obszary ochrony. Są to:

• Izerski Park Ochrony Nocnego Nieba,
• Park Gwiezdnego Nieba „Bieszczady”
• obszar ochrony w Sopotni Wielkiej,
• obszar ochrony w Palowicach,
• teren ochronny w sołectwach Izdebno i Chalin.

W Polsce nie istnieją przepisy regulujące działanie parków ochrony nocnego nieba dlatego powstają one na zasadzie porozumień między instytucjami państwowymi i władzami gminnymi. Na obszarach tych popularyzuje się wiedzę o zanieczyszczeniu światłem, chroni środowisko naturalne przed niepotrzebną ingerencją sztucznych źródeł światła oraz umożliwia obserwacje astronomiczne. Parki ochrony nocnego nieba to także azyl dla zwierząt o nocnym trybie życia, które narażone są na wyginięcie w nadmiernie oświetlonych rejonach.

Jakie lampy wybierać, by zmniejszyć zanieczyszczenie światłem?

Świadoma walka z zanieczyszczeniem światłem powinna się zacząć od wymiany niewłaściwych latarni i lamp oświetlających tereny miejskie. Oprawy powinny tak skupiać światło, by było one rozprowadzane wyłącznie po określonym, pożądanym obszarze. Warto także wybierać lampy o mniejszej mocy. Poniższa grafika prezentuje różne rodzaje latarni miejskich, w zależności od sposobu rozprowadzania światła. Źródła światła zostały opisane pod kątem wpływu na zanieczyszczenie światłem.

W strefach przemysłowych problem oświetlenia nie polega jedynie na tym, że przedsiębiorcy zbyt intensywnie oświetlają swoje place i firmy, ale dodatkowo dochodzi do wtargnięcia światła na sąsiednie obszary – do mieszkań prywatnych, parków, itp. Ponadto światła z różnych punktów kumulują się niepotrzebnie, czego można by uniknąć oświetlając całą strefę, a nie każdą fabrykę osobno.

W przypadku terenów miejskich, które nocą są częściej opustoszałe i tak montowane jest oświetlenie w celu podniesienia bezpieczeństwa. Trudno nie zgodzić się z faktem, że skryte w ciemności parki i uliczki nie są idealnym rozwiązaniem, ale można zainwestować na przykład w latarnie miejskie z czujnikiem ruchu. Istnieją dwa typy takich lamp. Pierwszy z nich świeci delikatnym światłem, którego natężenie zwiększa się na określony czas po wykryciu ruchu. Druga opcja to zgaszona latarnia, która zapala się pod wpływem ruchu. Choć druga opcja wydaje się lepsza z punktu widzenia zanieczyszczenia światłem, to może powodować chwilowe oślepienie przechodniów, wspominaną już strefę blasku, dlatego wariant z delikatnym światłem może sprawdzić się nieco lepiej.

Oświetlenie domu a zanieczyszczenie światłem

Na koniec zostawiliśmy pytanie o to, jak oświetlenie domu wpływa na zanieczyszczenie światłem? Odpowiednio dobrane lampy do salonu czy innych pomieszczeń wewnętrznych raczej nie wpływają znacząco na zanieczyszczenie światłem, szczególnie w dużych miastach, gdzie notorycznie dochodzi do zjawiska wtargnięcia światła z terenów publicznych. Jednak na wsi, gdzie światła na zewnątrz jest nieco mniej, podświetlone okna przyciągają różnego rodzaju stworzenia. Na ten czas warto więc zasłaniać szyby zasłonami lub roletami, co nie tylko pozytywnie wpłynie na ekologię, ale dodatkowo sprawi, że poczujemy się swobodniej we własnym domu.

Niestety inaczej sytuacja przedstawia się w przypadku oświetlenia zewnętrznego. Delikatnie i subtelnie podkreślony światłem lamp ogród prezentuje się pięknie i elegancko. Wybierając delikatne, energooszczędne źródła światła nie przyczynimy się także w znaczącym stopniu do podniesienia poziomu zanieczyszczenia światłem, ale warto stosować się kilku zasad, które sprawią, że oświetlenie na działce stanie się jeszcze bardziej przyjazne dla środowiska:

1. Używaj energooszczędnych (np. ledowych) źródeł światła,
2. Wykorzystuj światło na zewnątrz wyłącznie wówczas, gdy jest ono niezbędne.
3. Staraj się tak ustawić lampę, by strumień świetlny nie docierał na sąsiednie działki i ulicę.
4. Korzystaj z lamp z czujnikiem ruchu, który nie wychwytuje małych stworzeń.
5. Nie stosuj zbyt mocnych źródeł światła w miejscach, w których mogłyby oślepić domowników lub przechodniów.