Вредоносные огни ночного города: что такое световое загрязнение?

Сейчас более 80% населения планеты живет под засветленным небом. Например, в США и Европе 99% людей сталкиваются с ярким электрическим светом по ночам. 

Эта проблема относительно недавно привлекла внимание исследователей. Первый атлас светового загрязнения был создан только в 2001 году под руководством физика из Университета Сантьяго-де-Компостела Фабио Фальчи. В 2016 году эксперты повторно проверили уровень освещенности ночного неба. В исследовании анализировались и страны "Большой двадцатки", куда входит Россия.

Однако если смотреть на карту, составленную учеными, то может показаться, что проблема засветки не актуальна для нашей страны. Действительно, более 60% неба на территории РФ можно считать нетронутым, однако именно на пострадавших от осветленности участках проживает более 60% всего населения. 

И ситуация не становится лучше: анализ видимости звезд с 2011 по 2022 год, выпущенный в 2023-м, показал, что глобальный уровень яркости неба становится выше на 9,6% каждый год, что соответствует удвоению степени засветления каждые восемь лет. Исследования также показывают, что световое загрязнение на планете увеличилось как минимум на 49% с 1992 по 2017 год. Однако это значение очень усредненное, так как ученые принимали во внимание только данные, полученные со спутников. Фактическое осветление неба может быть на 270% выше по сравнению с 1992 годом, а в некоторых регионах уровень "сияния" ночного неба мог увеличиться на 400% в видимом спектре.

Почему возникает световое загрязнение? 

По сути, световое загрязнение — антропогенное (вызванное человеком) изменение уровня наружного света по сравнению с естественными показателями. 

В первую очередь световое загрязнение связано с расточительным использованием ресурсов и энергии, которые негативно сказываются на состоянии планеты и окружающей среды. Исследователи связывают этот вид загрязнения с загрязнением воздуха, так как многие современные электростанции используют тепловую генерацию электроэнергии, в ходе которой расходуются невозобновляемые природные ресурсы и происходят выбросы опасных для окружающей среды продуктов горения в атмосферу. Таким образом, если бы люди использовали меньше света, то могли бы сократить загрязнение воздуха и сохранить исчерпаемые природные богатства.

Обычно выделяют следующие компоненты светового загрязнения: 

• чрезмерно яркие осветительные приборы, которые вызывают визуальный дискомфорт; 
• небесное свечение (Skyglow) — особое явление, при котором свет, исходящий от земли, рассеивается в атмосфере, из-за чего ночное небо кажется светлее (это особенно часто встречается в мегаполисах); 
• недобросовестное отношение к правилам освещения, из-за которого свет попадает туда, где его быть не должно или где он абсолютно бесполезен; 
• неверная организация источников освещения, из-за которой образуются чрезмерно яркие и сбивающие с толку пространства. 

Ситуацию осложняет еще и то, что люди перешли от традиционных натриевых ламп к светодиодному освещению (в 2019 году их доля на мировом рынке выросла до 49%). На первый взгляд, альтернатива кажется более экологичной: светодиоды производят больше света за то же количество энергии, что делает их использование менее опасным для окружающей среды. Однако одним из результатов их развития стало необдуманное применение света, что и привело к нынешней ситуации. При этом специалисты отмечают, что метод, с помощью которого получают характерное для светодиодов белесое свечение, приводит к тому, что от них исходит много синего, коротковолнового света, который наносит наибольший ущерб ночной темноте.

Еще одним поводом для опасений стали исследования британских ученых из Центра экологии и гидрологии Великобритании: они выяснили, что "экологически чистые" уличные фонари вредят жизни насекомых сильнее, чем натриевые. Оказалось, что численность гусениц моли в живых изгородях на улицах Англии была на 52% ниже в тех местах, где использовались современные светодиоды, а там, где освещение оставалось натриевым, — на 41% ниже по сравнению в неосвещенными участками.

Чем еще опасно световое загрязнение? 

Сегодня световое загрязнение признано глобальной проблемой: оно наносит вред окружающей среде и экосфере. Дело в том, что за миллиарды лет существования планеты животные и растения научились жить с учетом предсказуемых ритмов наступления дня и ночи. Эти циклы закодированы в ДНК практически всех существующих сегодня видов: от них зависят такие процессы, как размножение, питание, сон и даже способность защищаться от хищников. 

Световое загрязнение провоцирует изменения в этом режиме, что чревато глобальными негативными последствиями для некоторых животных. Например, изменение уровня темноты ночного неба отражается на миграционных моделях морских черепах и птиц. Обычно эти виды ориентируются по лунному свету во время сезонных перемещений: искусственный свет же путает животных, они теряются в пути и погибают.  

Кроме того, световое загрязнение мешает размножению животных. Например, внедрение искусственного освещения на пляжах, где спариваются черепахи и призрачные крабы, привело к сокращению попыток гнездовья как минимум на 20%.

Другой негативный эффект, который оказывает световое загрязнение, — сокращение количества пищи для птиц и других животных, питающихся насекомыми. Мухи и комары не могут устоять перед горящими лампами, подлетают к ним слишком близко и погибают. 

От светового загрязнения могут пострадать даже подводные обитатели. Неестественно яркие участки под водой привлекают меньше существ, которые добывают себе пищу с помощью фильтрации воды, например асцидий и многощетинковых червей. Это означает, что искусственный свет может менять подводные экосистемы. 

Помимо вреда природе световое загрязнение сопряжено с большими энергетическими потерями. Согласно данным Международной ассоциации темного неба (International Dark-Sky Association — IDA), по крайней мере 35% наружного освещения тратится впустую из-за плохого проектирования осветительных приборов. По оценкам экспертов, только в США $3 млрд в год уходит на то, чтобы осветить небо, а учитывая то, что мировые расходы на освещение составляют около $50 млрд, экономический ущерб от светового загрязнения можно назвать колоссальным.  

Однако наиболее сильный негативный эффект от светового загрязнения испытывают астрономы, особенно специалисты, которые наблюдают за звездами с Земли. Помимо уличного света им мешает засветление, которое провоцируют космический мусор и спутники (общая масса космических объектов на околоземной орбите в 2023 году достигла 11 500 т). Они отражают свет, исходящий от Земли, и способствуют увеличению яркости ночного неба, что очень мешает смотреть на звезды: отзеркаленные ими лучи солнца постоянно появляются в виде полос при астрономических наблюдениях, проводимых с помощью наземных телескопов. Если ничего не предпринять, в скором времени люди не смогут изучать космос с Земли.

Вредит ли чрезмерный свет людям? 

Тело человека, как и все на планете, адаптировалось к постоянной смене дня и ночи: в течение суток мы испытываем циклические колебания интенсивности различных биологических процессов. За эту особенность организма отвечают так называемые циркадные ритмы: именно они управляют дневной и ночной активностью организма.

Например, от циркадных ритмов зависит выработка гормона мелатонина. Это вещество регулирует суточные циклы сна и бодрствования: в темноте его становится больше, а при ярком свете — меньше. 

Этих внутренние процессы могут сбиться из-за светового загрязнения, что чревато бессонницей, хронической усталостью, головными болями, стрессом и тревогой. Некоторые исследователи и вовсе считают, что снижение уровня мелатонина связано с развитием онкологических заболеваний, например рака молочной железы и толстой кишки. 

Кроме того, излишнее воздействие света по ночам и сопряженное с этим нарушение циркадных ритмов может привести к депрессии. Это подтверждают эксперименты с мышами: постоянный тусклый свет ночью в течение четырех недель провоцировал у грызунов депрессивное поведение, что доказывает значимость суточного светового цикла не только для физического, но и для ментального здоровья.  

Как сократить световое загрязнение? 

Очевидно, что просто отказаться от всего ночного освещения невозможно из соображений безопасности. Однако некоторые "зеленые" инициативы и изменения в политике городского освещения могут помочь снизить негативный эффект от искусственных источников света. Например, в некоторых районах Великобритании для экономии денег муниципалитета фонари стали выключать глубокой ночью, когда на улицах практически не оставалось людей. Это оказалось полезно не только для бюджета, но и для насекомых: они стали лучше размножаться. Исследования подтвердили, что для восстановления экологического баланса достаточно выключать свет с полуночи до рассвета.  

Однако снизить уровень светового загрязнения можно и без столь радикальных мер. Главное, учитывать следующие аспекты, рекомендованные IDA. 

• Полезность. Необходимо подходить к вопросу установки искусственного света осознанно и делать это только в тех местах, где это по-настоящему нужно. Это поможет избежать негативных последствий засветления для дикой природы и местности в целом. 
• Четкая цель. Если освещение действительно нужно, необходимо, чтобы оно было направленным, а лучи света не затрагивали окружающую территорию. Иногда достаточно надеть на обычный фонарь "колпак", чтобы лишний свет не освещал ночное небо слишком сильно. 
• Интенсивность света. Свет не должен быть ярче необходимого: лучше придерживаться минимальных значений, чтобы избежать негативных последствий. 
• Контроль. Не стоит оставлять его включенным, когда он никому не нужен. Чтобы избежать перерасхода энергии, можно использовать, например, датчики движения. 
• Цвет. Холодный свет гораздо вреднее света теплых оттенков (он приносит наибольший вред животным и насекомым), поэтому его использование лучше сократить. 

И успешные прецеденты такого подхода уже есть. Например, в городе Пуэрто-де-ла-Крус на Тенерифе, где чистота ночного неба является одной из основных туристических достопримечательностей (именно там расположена обсерватория Тейде, которая не смогла бы работать при чрезмерном освещении), в 2018 году установили 6 тыс. экранированных светодиодных фонарей. Благодаря доработке большинство лучей синего спектра удалось отфильтровать, а свет направить в зону, которую необходимо осветить. При этом экономию электроэнергии для освещения оценивают в 65%. 

Мария Богрянова​​, ТАСС.