ESA-Astronaut*innen helfen aus dem All bei der Kartierung der Lichtverschmutzung in Europa

Agentur

27.10.2022
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Im Brief

Die meisten Europäer leben unter hellem Himmel. Die erste Farbkarte von Europa bei Nacht, die mit Bildern der Internationalen Raumstation erstellt wurde, zeigt einen dramatischen Anstieg der Lichtverschmutzung, und das Ergebnis ist kein schönes Bild für die Umwelt.

In die Tiefe

Astronauten auf der Station haben in den letzten zwei Jahrzehnten erlebt, dass Städte nachts heller leuchten, da Straßenlaternen energieeffizienter und heller gemacht wurden.

Als die ESA-Astronautin Samantha Cristoforetti während ihrer letzten Minerva-Mission aus dem All auf die Erde blickte, leuchteten Städte heller als die Sterne. Samantha und andere europäische Astronauten haben seit 2003 mehr als eine Million Bilder der Erde mit Digitalkameras gemacht, um das wahre Ausmaß der Lichtverschmutzung zu zeigen.

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Ein europäisches Forschungsteam machte die Bilder und verglich sie im Laufe der Zeit. Dies hat eine deutliche Zunahme der Lichtverschmutzung in städtischen Gebieten und eine Verlagerung hin zu weißem und blauem Abfall gezeigt. Dies ist auf die weit verbreitete Einführung von Leuchtdiodenlampen, auch als LED-Technologie bekannt, zurückzuführen.

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„Vom Weltraum aus gesehen sieht das Bild wie ein Krebsscan oder ein wachsendes fluoreszierendes Gewebe aus“, sagt Alejandro Sánchez de Miguel, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der University of Exeter im Vereinigten Königreich. Ihr letzter Artikel hebt hervor, wie invasiv Nachtlichter sind und welche negativen Auswirkungen sie auf die Umwelt haben.

Während Europa das Licht ausschaltet, um Energie zu sparen, warnen Wissenschaftler, dass es nicht nur darum geht, Rechnungen zu senken – die hellen Nächte stören den nächtlichen Zyklus von Menschen, Tieren und Pflanzen.

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Beitrag von Astronauten

Von der Internationalen Raumstation aufgenommene Farbbilder sind die beste Quelle für Wissenschaftler, um künstliches Licht bei Nacht zu kartieren. Aktuelle Satellitenbilder sind dafür nicht geeignet, da ihre Farbempfindlichkeit die Emissionen bei niedrigen Wellenlängen nicht in ausreichender Qualität zeigt.

„Ohne die von den Astronauten aufgenommenen Bilder hätten wir die Umweltauswirkungen des Austauschs der LEDs nicht gesehen“, erklärt Alejandro. „Astronautenfotos waren und sind immer die Grundlage für nächtliche Erdbeobachtungen“, fügt er hinzu.

Farbkarte von Europa bei Nacht

Zusammengesetzte nächtliche Farbkarten, die vor und nach der Verbreitung der LED-Straßenbeleuchtung erstellt wurden, zeigen mehr Weißtöne bei künstlichem Licht.

Die Änderungen sind von Land zu Land unterschiedlich und spiegeln unterschiedliche Straßenbeleuchtungssysteme und -richtlinien wider. Während die Lichtverschmutzung in Italien und Großbritannien deutlich zugenommen hat, zeigen Länder wie Deutschland und Österreich eine weniger dramatische Veränderung der spektralen Emissionen.

Berlin im Jahr 2012

Mailand war die erste Stadt in Europa, die ihre Straßenbeleuchtung vollständig auf weiße LEDs umstellte. In Großbritannien wurde bis Anfang 2019 mehr als die Hälfte der öffentlichen Straßenbeleuchtung ersetzt.

Deutschland wird immer weißer und heller, viele Leuchtstoffröhren und Quecksilberdampflampen sind noch im Einsatz.

„Bis zum Ende dieses Jahrzehnts könnte ganz Europa aus dem All weiß aussehen“, sagt Alejandro.

Auf der wärmeren Seite des Spektrums leuchtet Belgien dank der weit verbreiteten Verwendung von Natriumdampf-Niederdrucklampen in einem tiefen Orange. Natriumdampf-Hochdrucklampen lassen die Niederlande in goldenem Licht erstrahlen.

In schlechtem Licht

Laut Wissenschaftlern stört der Durchgang von weißem und blauem Licht die natürlichen Nachtzyklen auf dem gesamten Kontinent, stört den Tag-Nacht-Rhythmus von Lebewesen, einschließlich Menschen, und wirkt sich negativ auf die Gesundheit von Tierarten und das gesamte Ökosystem aus.

Die Forschung zeigt drei negative Haupteffekte: Unterdrückung von Melatonin, die phototaktische Reaktion von Insekten und Nagetieren und das Sehen von Sternen am Nachthimmel.

„Wenn wir Straßenlaternen einschalten, entziehen wir unserem Körper das Hormon Melatonin und stören den natürlichen Schlafrhythmus“, erklärt Alejandro.

Die Iberische Halbinsel bei Nacht im Jahr 2022

Die meisten Insekten und nachtaktiven Tiere sind extrem lichtempfindlich. Nicht nur Stechmücken, sondern fast alle in Europa lebenden Fledermausarten leben in Gebieten, in denen die spektrale Zusammensetzung des Nachtlichts weiß ist. Wissenschaftler behaupten, dass dies ihre Fähigkeit, sich zu bewegen und auf eine Lichtquelle zu reagieren, direkt beeinflusst, was auch als phototaktische Reaktion bezeichnet wird.

Menschen und andere Tiere nutzen die Sterne seit langem zur Navigation. Die Sternenbeobachtung geht heute über Geolokalisierung und astronomische Beobachtungen hinaus. Wissenschaftler befürchten, dass das Fehlen des Nachthimmels den Sinn der Menschen für „Natur“ und ihren Platz im Universum negativ beeinflussen wird.

Das Paradoxon des Lichts

Obwohl die LED-Beleuchtungsrevolution versprach, den Energieverbrauch zu senken und die Nachtsicht der Menschen – und damit ihr Sicherheitsgefühl – zu verbessern, zeigt die Forschung, dass die Gesamtemissionen gestiegen sind. Paradoxerweise steigt das Interesse der Gesellschaft an Beleuchtung mit billigerer und besserer Beleuchtung.

Der Artikel spekuliert über die Existenz eines „umgekehrten Effekts“ in der Außenbeleuchtung, bei dem Energieeffizienz und damit verbundene Kostensenkungen die Nachfrage nach Beleuchtung erhöhen und Effizienzgewinne ausgleichen.

Londoner Nachtleben

Allerdings werden die Nächte in europäischen Städten etwas dunkler. Angesichts der drohenden Energiekrise ist der Stromausfall finanziell noch schmerzhafter. Viele europäische Städte schalten ihre Lichter aus – von Madrid über Paris bis Berlin sind Hunderte Denkmäler und öffentliche Gebäude nachts nicht mehr beleuchtet.

Diese Initiativen sind Teil der Bemühungen, den Energieverbrauch um 15 Prozent zu senken, wie von der Europäischen Kommission im vergangenen Monat angekündigt. Das Ziel hat einen doppelten Zweck: die Förderung einer widerstandsfähigeren und selbsttragenden Wirtschaft vor dem Winter und die verantwortungsvolle Reduzierung der CO2-Emissionen.

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