Zanieczyszczenie światłem brzmi jak absurdalny problem. Światło kojarzy nam się pozytywnie, a jasne miejsca są dla nas naturalnie bezpieczne. Od wieków to latarnie nawoływały marynarzy do portu, a na gankach wielu domów zapalone światło oznaczało wyczekiwanie i zaproszenie. Zatrwożeni rodzice zaś zawsze ostrzegają dzieci, żeby nie chodziły po ciemnych zaułkach – powszechnie wiadomo, że oświetlone ulice oznaczają bezpieczeństwo. Jednak to, co oczywiste w ludzkiej skali i oddziałujące na nas bezpośrednio, w danej chwili, w szerszej perspektywie niekoniecznie jest dobre dla środowiska. 

Stosunkowo nowe badania (świadomość szkodliwych skutków zanieczyszczenia światłem rozpoczęła się na początku XX wieku, ale wysiłki na rzecz zaradzenia skutkom rozpoczęły się dopiero w latach 50.) podnoszą problem zanieczyszczenia świetlnego i zaliczają go do rodzajów zanieczyszczeń środowiska porównywalnych do skażenia gleby i wody oraz powietrza. 

Czym jest zanieczyszczenie światłem?

Czym właściwie jest więc zanieczyszczenie światłem? 

Jest to nadmierne występowanie antropogenicznego (pochodzącego od człowieka, nie występującego w naturze), sztucznego światła w nocy, które zmienia naturalne warunki środowiskowe (czasami o pojęciu tym mówi się także w ramach nadmiernego oświetlenia przestrzeni wewnątrz budynków, jednak na potrzeby tego artykułu przyjmujemy definicję ograniczającą się do terenów poza budynkami). Jest to efekt uboczny urbanizacji. 

Zanieczyszczenie światłem jest problemem globalnym i dotyczy wszystkich miejsc na Ziemi, do których dotarła elektryfikacja. Nadmiar światła nocą jest szkodliwy nie tylko dla ludzi i zwierząt, ale także dla roślin

 – biolog prof. Krystyna Skwarło-Sońta. 

Wydawać by się mogło, że problem ten jest nam odległy i nie ma większego znaczenia. Takie myślenie to jednak poważny błąd. Nieco ponad 100 lat temu w nocy można było wyjść na zewnątrz, nawet w mieście i zobaczyć Drogę Mleczną na niebie. Możliwość oglądania tysięcy gwiazd była częścią codziennego życia, która szeroko inspirowała artystów, takich jak, na przykład Van Gogh.

Ponad połowa światowej populacji żyje obecnie w miastach. Szacuje się, że 3 na 4 osoby żyjące tam nigdy nie doświadczyły widoku rozgwieżdżonego nieba w nocy. Pokazuje to skalę występowania zjawiska. Pozwalając zdegradować nocne niebo, nie tylko tracimy nasze dziedzictwo kulturowe (np. tym, co uczyniło nas tym, kim jesteśmy), ale także pogłębiamy problemy bezpieczeństwa, oszczędności energii, zdrowia i wpływów na przyrodę. 

Przyczyny

Skąd się jednak bierze takie zanieczyszczenie? Czy to nie jest naturalny koszt rozwoju cywilizacji? Cóż – i tak i nie. Jako ludzkość wciąż się rozwijamy i odkrywamy efekty naszych działań. Tak jest i w tym przypadku. Oświetlenie uliczne, reklamowe i iluminacje obiektów architektonicznych oraz stadionów sportowych na stałe wpisały się w nasz krajobraz i nie potrafilibyśmy bez nich funkcjonować. Walka z zanieczyszczeniem świetlnym nie polega przy tym na ich usuwaniu, a raczej kontrolowaniu jego zasięgu i przemyślanym stosowaniu – także wobec coraz nowych rozwiązań. Przy współczesnym stylu życia społeczeństw nie jest możliwe całkowite wyeliminowanie nocnego oświetlenia, jednak jego racjonalne używanie może przyczynić się nie tylko do ograniczenia zanieczyszczenia świetlnego, ale i do oszczędności energii.

Ogólny charakter problemu ilustruje grafika poniżej: światło padające z ulicznej lampy jest niekontrolowane, skierowane tak, że oświetla budynek, oświetla o wiele więcej, niż potrzebny obszar. Dodatkowo, światło jest niebieskie, czyli wywierające najbardziej szkodliwy wpływ na środowisko. 

Spektrum problemu jest więc całkiem szerokie. Stopień zanieczyszczania świetlnego i jego wpływ zależą od konstrukcji opraw oświetleniowych, a dokładniej od tego, jak kierunkują strumień światła oraz od barwy emitowanego światła. 

Najkorzystniejsze są oprawy nie emitujące światła w niepotrzebnych kierunkach, zwłaszcza w górę. O takie oświetlenie dbają certyfikaty LEED czy BREEAM. Odpowiednie ukierunkowanie może pozwolić na zmniejszenie mocy źródła światła, co może przyczynić się do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla. 

Obecnie coraz częściej oprawy przeznaczone do oświetlenia ulicznego posiadają płaskie klosze z ograniczeniami kierunku oświetlenia, dzięki czemu zmniejsza się straty światła. Najlepszymi są oczywiście te zapewniające pełne odcięcie światła (ryc. 04). Ich klosze nie emitują żadnego światła pod kątem większym niż 90 stopni od źródła światła. 

Coraz częściej stosuje się systemy zmniejszające moc oświetlenia w godzinach kiedy jest ono najmniej potrzebne. To charakterystyczny przykład rozwiązań z zakresu Smart City 3.0. Pamiętać należy jednak, że każde sztuczne źródło światła umieszczone poza zamkniętym budynkiem przyczynia się do zwiększenia zanieczyszczenia świetlnego. 

LED lepszy?

Wiele dużych miast zaczyna walczyć z nadmiernym oświetleniem, głównie ze względu na płynące z tego tytułu oszczędności. Kiedy Los Angeles zastąpiło ponad 150 000 latarni ulicznych diodami LED, miasto zaoszczędziło około 8 milionów dolarów rocznie. To ponad 60 procent ich kosztów energii.

Zmiany zauważalne są w większości centrów miast. Teraz diody LED, napędzają rewolucję w także w oświetleniu zewnętrznym, która może drastycznie obniżyć zużycie energii zarówno dla indywidualnych konsumentów, jak i całych miast. Ale przejście na oświetlenie LED, chociaż daje lepsze wyniki budżetowe, znacznie zwiększa zanieczyszczenie światłem, ponieważ czyste niebo rozprasza głównie światło o krótkiej długości fali. Widać to wyraźnie na fotografiach, np. włoskiego Mediolanu z 2012 i 2015 r. 

Oświetlenie uliczne w mieście zmieniło się z żółtego / pomarańczowego (lampy sodowe) na białe (LED), podczas gdy otaczające obszary pozostały żółto / pomarańczowe. 

Globalne badanie prowadzone przez Christophera Kyba z niemieckiego Centrum Badań Naukowych GFZ, wykazało, że ilość sztucznego światła pochodzącego z powierzchni Ziemi w nocy wzrastała w promieniu i zasięgu o 2 procent każdego roku. 

Diody LED są tańsze niż poprzednie alternatywy, mają jednak swoje ukryte koszty. Ludzie mają tendencję do ich nadmiernego wykorzystywania i prześwietlania. Bez odpowiedniej osłony te znacznie jaśniejsze żarówki rzucają duże ilości zmarnowanego światła we wszystkich kierunkach. Co więcej, niedrogie białe diody LED, często spotykane w latarniach ulicznych, emitują fale o długości niebieskiego światła, które odbijają się w atmosferze, potencjalnie zwiększając blask nieba. Wiadomo również, że te długości fal wpływają na zwierzęta – w tym na ludzi – bardziej dramatycznie niż światła emitowane w innych częściach spektrum.

Co więc robić?

Rozwiązaniem nie jest oczywiście usunięcie wszystkich elementów świetlnych. Potrzeba jednak skupienia uwagi na tym problemie i budowania świadomości jego istnienia. Racjonalne używanie oświetlenie może przyczynić się nie tylko do ograniczenia zanieczyszczenia świetlnego, ale i do oszczędności energii. Przestrzeganie zasad związanych z używaniem sztucznego oświetlenia, unikanie błędów – to jedne z rzeczy, które możemy zrobić już dzisiaj.  

Świadomość problemu

Zjawisko zanieczyszczenia światłem zostało zdefiniowane stosunkowo niedawno. W związku z tym ciągle poznajemy skalę oddziaływania i to jak jest szkodliwe. Poprzez uwarunkowania ewolucyjno – kulturowe, światła nie kojarzymy z zanieczyszczeniem. Światło jest nadal symbolem bezpieczeństwa w najmniejszej, ludzkiej skali.  Ciemność powinniśmy traktować, jako ważną część tego środowiska na równi z atmosferą, glebą i wodą. 

Ważna jest tu edukacja w tym temacie, a także certyfikacja inwestycji. Na przykład, jeden z ważniejszych obecnych certyfikatów – LEED, posiada osobny dział w tej kategorii – Credit for Light Pollution. 

Konstrukcja oprawy

Wspomniana już forma lampy i klosza daje znaczną poprawę w efektywności oświetlenia. Szacuje się, że oświetlenie zupełnie nieodcinające w 50 procentach jest marnotrawione, a jedynie w 40 użyteczne (pozostałe 10 procent to poświata). IESNA (Illumination Engineering Society of North America) klasyfikuje oprawy mające osłonę, która całkowicie zasłania górną powierzchnię lampy jako odcięte i całkowicie odcięte –  pozwala to na ograniczenia w emitowaniu niepotrzebnego światła. 

Barwa

Mając na względzie koszty, stosowne jest oczywiście używanie oświetlenia typu LED. Należy jednak pamiętać, że zaleca się wytwarzanie białego, ciepłego światła. Wiele świateł LED emituje niebieskie światło o krótkiej długości fali. Łatwo rozprasza się w atmosferze, co powoduje zmęczenie oczu, upośledza widzenie w nocy i zwiększa zanieczyszczenie światłem. 

Kryteria

Wspomnieliśmy już, że powszechność opraw LED powoduje ich często nadmierne monotowanie. Warto więc mieć na względzie wymagania, które powinno spełnić oświetlenie. Powinniśmy mieć na względzie określenie krytycznych warunków, które mają na celu wprowadzenie źródeł światła.Warto zadać sobie pytania:

• czy oświetlenie jest potrzebne w danym miejscu? 
• który obszar musi być oświetlony? 
• ile oświetlenia jest potrzebne?
• jaka jasność jest wystarczająca? 

Jednym z kryteriów powinno być także określenie kiedy wymagane jest oświetlenie w danym miejscu. Obecnie możliwe jest stosowanie systemów zmniejszających moc oświetlenia w godzinach kiedy jest ono najmniej potrzebne. Tak działa na przykład instalacja timerów lub czujników ruchu (gwarancja zachowania bezpieczeństwa i oświetlenia w razie potrzeby).

Wspomnieć warto tu także o wyłączaniu zbędnego oświetlenia i stosowaniu systemów zmniejszających moc oświetlenia w godzinach kiedy jest ono najmniej potrzebne. Nie mniej ważne jest także ograniczenie występowania niewłaściwego widma emisji i dostosowanie oświetlenia zewnętrznego, aby nie oświetlało terenów sąsiednich działek. 

Parki ciemnego nieba

W celu ochrony ciemnego nieba, na świecie wyznaczane są specjalne obszary – parki ciemnego nieba. Mogą one być włączone do sieci parków ciemnego nieba certyfikowanych przez International DarkSky Association. Pomagają one w zachowywaniu obszarów, które nie są zanieczyszczone światłem (lub są w niewielkim stopniu). Ich tworzenie wpisuje się w politykę zrównoważonego rozwoju. Oznacza to dbanie o stan środowiska i konieczność zachowania go w stanie  nie gorszym niż obecny; 

Parki ciemnego nieba pełnią też ważną rolę edukacyjną, uświadamiając jak poważnym problemem jest zanieczyszczenie światłem. Są one także wspaniałą atrakcją turystyczna, gdzie każdy może zobaczyć nocne niebo pełni jego okazałości.

Szacuje się, że w Stanach Zjednoczonych 80% populacji, a w Unii Europejskiej 67%, mieszka na obszarach, w których nocne niebo nigdy nie jest ciemniejsze niż przy Księżycu świecącym w pełni.