logo
FA 05/2020 Życie naukowe

Joanna Kosmalska

Zgaśmy sztuczny księżyc!

Do tej pory sądziliśmy, że istotnymi czynnikami mającymi wpływ na zakwit glonów są temperatura i nasłonecznienie w ciągu dnia, teraz wiemy, że światło padające na zbiornik w nocy jest istotnym czynnikiem, który ma wpływ na ten proces – mówi dr Ściężor.

Nocne, zimowe niebo nad Krakowem przy pełnym zachmurzeniu. Widoczne są w dole lampy uliczne, których w nocy nie powinno być od góry widać, oraz będąca ich efektem łuna świetlna w postaci jasno świecących chmur.

Z definicji każdy czynnik, który w sposób szkodliwy działa na środowisko naturalne, jest zanieczyszczeniem. Świadomość, że są nim zalegający lądy i wody na Ziemi plastik, pyły z dymiących kominów czy hałas jest już dość powszechna. A światło? Sztuczne światło z naszych latarni, reklam? Ono także jest szkodliwym zanieczyszczeniem. Czy to oznacza, że najlepsze jest globalne zaciemnienie?

Nikt tak radykalnie sprawy nie stawia, ale naukowcy zajmujący się badaniem wpływu sztucznego oświetlenia, zwłaszcza w nocy, na organizmy żyjące na Ziemi uważają, że niewłaściwe oświetlenie przynosi więcej szkody niż pożytku. Po co nam w nocy oświetlenie? To pytanie właściwie retoryczne, ale kiedy się spojrzy na rodzaj latarni w naszych miastach, na osiedlach, zdaje się już być zasadne.

Pod latarnią najciemniej

– Niewłaściwe oświetlenie widać zwłaszcza tam, gdzie dominują lampy z kulistymi kloszami – mówi dr hab. Tomasz Ściężor z Katedry Wodociągów, Kanalizacji i Monitoringu Środowiska Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Krakowskiej. – Latarnia powinna oświetlać podłoże, chodnik czy jezdnię, tymczasem tego typu oświetlenie nie tylko oślepia przechodniów, ale 80% emitowanego światła idzie w niebo, a nie na podłoże. W gruncie rzeczy pod nią jest najciemniej.

Jest gorzej, światło idące w górę daje łunę świetlną. W efekcie, jak mówi dr Ściężor, mamy trzy negatywne zjawiska. Oślepianie, zbędne oświetlenie i łunę świetlną. Ona, jego zdaniem, jest bardzo podstępnym zanieczyszczeniem.

– Światło idące w górę rozprasza się na pyłach w powietrzu, zwłaszcza w zimie, w sezonie grzewczym odbija się również od chmur i oświetla ziemię w dużym promieniu, nawet tam, w okolicach miast czy osiedli, gdzie światła sztucznego nie ma. Daje to efekt wiecznego świtu – wiecznego zmierzchu. Robiliśmy pomiary i tego typu oświetlenie działa tak, jak byśmy mieli 30% więcej nocy księżycowych, podczas gdy w Polsce, z uwagi na często pochmurną pogodę, w naturze nie ma tak często jasnych nocy. Takie zjawisko jest bardzo niekorzystne zarówno dla ludzi, jak i zwierząt – mówi dr Ściężor.

Nie mniej ważna od właściwie skierowanego oświetlenia miejskiego jest jego barwa. Oświetlenie typu LED, bardzo teraz promowane z powodów ekonomicznych w związku z dużą wydajnością energetyczną, występuje w dwu barwach: żółtej i biało-niebieskiej. Niestety ta druga wersja jest tańsza, a więc bardziej powszechna, tymczasem dla nas zdecydowanie niewłaściwa. Ciepłe barwy, najbardziej zbliżone do widma oświetlenia naturalnego, są dla nas zdecydowanie bardziej korzystne.

– Powinniśmy tak widzieć świat w nocy w oświetleniu sztucznym, jak byśmy go widzieli przy świetle naturalnym – mówi badacz. – Różnice widać wyraźnie w sklepach, kiedy oświetlenie biało-niebieskim światłem LED zmienia w sposób istotny nasze widzenie kolorów.

Istotnym źródłem zanieczyszczenia światłem są ledowe bilbordy świecące w nocy w miastach.

– Mierzyłem ich jasność i, choć to wydaje się nieprawdopodobne, w ciągu jednej czwartej sekundy jasność takiej tablicy wzrosła do poziomu zachodzącego słońca – mówi dr Ściężor. – Oślepiają więc kierowców i w znacznym stopniu przyczyniają się do powstawania łuny świetlnej.

Noc ma być ciemna

Sztuczne oświetlenie w nocy zaburza cykl dobowy Kowalskiego, ptaków, leśnych zwierząt, a nawet rozwielitek. Zacznijmy od ludzi. Zarówno nadmiar światła docierający do nas w nocy, jak i jego biało-niebieska barwa zaburzają sen. Czynnikiem za niego odpowiedzialnym jest melatonina, hormon wydzielany przez szyszynkę. Kiedy kładziemy się spać, zamykamy oczy. Pomimo tego przez powieki dociera do nas światło, które oszukuje nasz organizm. Nie jest dostatecznie ciemno, by w wystarczającej ilości zaczął się wydzielać hormon snu. Efektem jest nie tylko zwykłe niewyspanie, ale nawarstwiający się stan przemęczenia, którego skutkami są nerwice oraz inne choroby z nowotworowymi włącznie. Na dodatek na wytwarzanie melatoniny przez naszą szyszynkę znacznie bardziej niż światło o innych barwach wpływa hamująco światło biało-niebieskie.

Wróćmy więc do kwestii łuny świetlnej, która oświetla teren tam, gdzie, pomijając noce księżycowe, powinno być ciemno. Lasy w okolicach miast także są nią oświetlone. To zaburza istniejące w przyrodzie relacje łowca-ofiara, ponieważ łuna świetlna nie daje, jak naturalne światło Księżyca, cienia, ofiara nie ma zatem gdzie się schować. Dotyczy to nie tylko mieszkańców lasów czy parków.

– W Stanach Zjednoczonych robiono badania na temat relacji: oświetlenie ulic a przestępczość – mówi w formie pewnej dygresji dr Ściężor. – Okazało się, że im jaśniejsze oświetlenie, tym większa przestępczość. Np. na jasno oświetlonej stacji benzynowej ofiara jest bardzo dobrze widoczna dla czającego się w cieniu przestępcy. Opracowano nawet pewne wytyczne dla ludzi, aby wracając w nocy do domów starali się unikać miejsc jasno oświetlonych, by byli mniej widoczni.

Jak widać i w naszym „industrialnym ekosystemie” nadmiar światła może sprzyjać drapieżnikom. Wróćmy jednak do nocy, która nie jest tak ciemna, jak być powinna. Okazuje się, że niektóre gatunki nauczyły się to wykorzystywać.

– W kilku krajach Europy zaobserwowano, że sokoły, normalnie polujące w dzień, z uwagi na sztuczne nocne światło zaczęły się zachowywać jak sowy i polują w nocy na śpiące gołębie – mówi dr Ściężor.

By zmniejszyć efekt łuny świetlnej, a noc uczynić ciemniejszą, należy stosować na ulicach naszych miast inny typ oświetlenia. Przede wszystkim lampy muszą być skierowane w dół. Oczywiście od podłoża światło także się odbija, ale gdybyśmy stosowali nie światło ledowe, lecz właściwie osłonięte i skierowane tradycyjne lampy sodowe, efekt ten byłby znacznie mniejszy.

– Takie badania robiono w kilku miastach hiszpańskich i na zdjęciach satelitarnych badano efekty wymiany lamp. Przy lampach sodowych lub droższych, ledowych, świecących żółtym, bardziej zbliżonym do naturalnego światłem, efekt łuny świetlnej jest mniejszy – wyjaśnia badacz.

Stok narciarski w Beskidzie Makowskim, ok. 20 km od Krakowa. Oprócz oświetlenia samego stoku, ingerującego w środowisko naturalne otaczających gór, widoczne są też w oddali łuny świetlne Krakowa i Skawiny, tworzące efekt „wiecznego świtu”.

Niedożywione rozwielitki

Zbiornik wody pitnej dla Krakowa, położony w Dobczycach, jest od kilku lat badany systematycznie przez naukowców z Katedry Wodociągów, Kanalizacji i Monitoringu Środowiska Politechniki Krakowskiej.

– Zbiornik leży praktycznie w mieście Dobczyce, a miasto świeci. Okazało się, że istotna jest zależność pomiędzy zawartością glonów w wodzie a oświetleniem. Łuna świetlna działa na zbiornik. W okresie jesienno-zimowo-wiosennym jest ona jaśniejsza z dwóch powodów. Po pierwsze, chmury są jaśniejsze i niższe, a po drugie w powietrzu więcej jest cząsteczek aerozoli – efektów spalania, czyli zimowego ogrzewania. Obserwujemy więc zjawisko sprzeczne z naturą, gdyż w tym okresie noc staje się jaśniejsza niż w lecie. Ma to istotny wpływ na organizmy żyjące w wodzie. Przede wszystkim chodzi o glony, które kwitnąc, zanieczyszczają wodę. Do tej pory sądziliśmy, że istotnymi czynnikami mającymi wpływ na zakwit glonów są temperatura i nasłonecznienie w ciągu dnia, teraz wiemy, że światło padające na zbiornik w nocy jest istotnym czynnikiem, który ma wpływ na ten proces – mówi dr Ściężor.

Glony to organizmy samożywne, żyjące na powierzchni lub przy powierzchni wody. Są głównym pokarmem dla zooplanktonu, w tym rozwielitek, a one także mają swój cykl dobowy związany z tym, że „nie lubią światła”.

– W dzień spoczywają na dnie, a w nocy podpływają pod powierzchnię wody i żywią się glonami. Stopień ich podpływania do powierzchni wody zależy od tego, jak jasno jest na zewnątrz. Przy pełni księżyca będą się trzymać do trzech metrów poniżej lustra wody. Jeśli pojawia się „sztuczny księżyc” w postaci łuny świetlnej, czyli światła odbitego od chmur, rozwielitki nigdy nie podpływają do powierzchni, a w efekcie zbiornik zarasta glonami. Badaliśmy to przez kilka lat. Są pewne fluktuacje pomiędzy miesiącami, raz jaśniejszy jest marzec, raz kwiecień, ale zawsze zachodzi ta sama tendencja pomiędzy jasnością nieba a ilością glonów. Zatem nasze sztuczne światło utrudnia naturalny proces samooczyszczania się zbiornika – wyjaśnia badacz.

W efekcie, rozwielitki są „niedożywione”, a władze miasta muszą wydać więcej pieniędzy na oczyszczanie wody przy ujęciu, co zresztą udaje się rewelacyjnie – Kraków ma w kranach wodę o najwyższej światowej jakości.

„Światełko” w tunelu, czyli astroturystyka

Zapewne niewiele osób pamięta, że jeszcze trzydzieści, dwadzieścia lat temu ekolodzy mówiący o zanieczyszczeniach planety traktowani byli jak rodzaj mniej lub bardziej szkodliwych oszołomów. Trudno było do ich racji przekonać nie tylko nas, społeczeństwo, ale przede wszystkim decydentów. Podobnie obecnie rzecz się ma ze szkodliwością sztucznego, niewłaściwego oświetlenia. Pewnym rozwiązaniem, które miejmy nadzieję z czasem się rozpowszechni, stanowiąc wyłom w naszym postrzeganiu oświetlenia, może być astroturystyka.

– To młoda forma aktywności, w Europie zaczęli ją Węgrzy – mówi dr Ściężor. – Są takie miejsca, tzw. parki ciemnego nieba (lub gwiezdnego nieba), gdzie w nocy światła są znacznie przygaszane, a w niektórych rejonach ich nie ma. Po co? Ludzie tam przyjeżdżają, by w nocy obserwować przyrodę i rozgwieżdżone niebo. U nas podobne działania rozpoczęto np. w Bieszczadach. Podpisano nawet trójstronne porozumienie gmin słowackich, polskich i ukraińskich dotyczące ochrony nocnego krajobrazu. Łączna powierzchnia chronionego przed sztucznym oświetleniem obszaru wynosi ponad 208 tysięcy hektarów, co czyni go drugim największym tego typu obszarem chronionym w Europie oraz siódmym na świecie. Ma to podwójną zaletę, nie tylko zmniejsza zanieczyszczenie światłem, ale także stanowi dodatkową, ciekawą formę przyciągania turystów w tych regionach.

Wróć