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 lichtverschmutztem 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 nicht gerade schön für die Umwelt.

In die Tiefe

In den letzten zwei Jahrzehnten haben Astronauten auf der Station miterlebt, wie Städte nachts heller leuchten, da energieeffizientere und hellere Straßenlaternen eingeführt wurden.

Als die ESA-Astronautin Samantha Cristofaretti während ihrer jüngsten Minerva-Mission vom Weltraum aus auf die Erde blickte, leuchteten Städte heller als die Sterne. Seit 2003 haben Samantha und andere europäische Astronauten mehr als eine Million Nachtaufnahmen der Erde mit Digitalkameras gemacht, um das wahre Ausmaß der Lichtverschmutzung zu veranschaulichen.

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Ein europäisches Forschungsteam verarbeitete die Bilder und verglich sie im Laufe der Zeit. Es zeigte eine deutliche Zunahme der Lichtverschmutzung in städtischen Gebieten und eine Verschiebung hin zu weißen und blauen Emissionen. Das liegt an der weiten Verbreitung von LED-Lampen, auch LED-Technik genannt.

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„Aus dem Weltraum sieht das Bild aus wie ein Krebsscan oder ein fluoreszierendes Netz, das immer weiter wächst“, sagt Alejandro Sanchez de Miguel, Forscher an der britischen University of Exeter. Ihr jüngster Artikel hebt hervor, wie invasiv Nachtschattengewächse 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 – hellere Nächte stören die nächtlichen Zyklen von Menschen, Tieren und Pflanzen.

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Beitrag von Kosmonauten

Von der Internationalen Raumstation aufgenommene Farbbilder sind die beste Quelle für Wissenschaftler, um künstliches Licht bei Nacht zu kartieren. Moderne Satellitenbilder sind dafür nicht geeignet, da ihre Farbempfindlichkeit niederwellige Strahlung nicht in ausreichend guter Qualität abbildet.

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

Farbkarte von Europa bei Nacht

Nächtliche Farbkompositkarten, die vor und nach dem Einsatz von LED-Straßenbeleuchtung erstellt wurden, zeigen unter künstlicher Beleuchtung deutlich mehr Weiß.

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 weniger dramatische Veränderungen der spektralen Emissionen.

Berlin im Jahr 2012

Mailand war die erste Stadt in Europa, die ihre Straßenbeleuchtung komplett auf weiße LEDs umgestellt hat. In Großbritannien war bis Anfang 2019 mehr als die Hälfte aller öffentlichen Straßenbeleuchtung nachgerüstet.

Deutschland wird immer weißer und heller, viele Leuchtstoffröhren und Quecksilberlampen 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 des umfangreichen Einsatzes von Niederdruck-Natriumlampen in einem tiefen Orange. Natriumdampf-Hochdrucklampen lassen die Niederlande in goldenem Licht erstrahlen.

Bei schlechtem Licht

Laut Wissenschaftlern untergräbt der Übergang zu weißem und blauem Licht die natürlichen Nachtzyklen auf dem Kontinent und stört den täglichen Tag-Nacht-Rhythmus lebender Organismen, einschließlich des Menschen, mit negativen Auswirkungen auf die Gesundheit von Tierarten und ganzen Ökosystemen.

Die Studie untersucht drei Hauptnebenwirkungen: Unterdrückung von Melatonin, phototoxische Reaktion von Insekten und Fledermäusen und Sichtbarkeit von Sternen am Nachthimmel.

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

Die Iberische Halbinsel bei Nacht im Jahr 2022

Die meisten Insekten und nachtaktiven Tiere sind extrem lichtempfindlich. In den Regionen, in denen die spektrale Zusammensetzung der Nachtbeleuchtung weißer geworden ist, leben nicht nur Nachtfalter, sondern auch fast alle in Europa brütenden Fledermausarten. Wissenschaftler sagen, dass sich dies direkt auf ihre Fähigkeit auswirkt, sich zu bewegen und auf eine Lichtquelle zu reagieren, was auch als phototaktische Reaktion bezeichnet wird.

Menschen und andere Tiere nutzen die Sterne seit langem zur Navigation. Die Verschlechterung der Sichtbarkeit der Sterne geht heute über Geolokalisierung und astronomische Beobachtungen hinaus. Wissenschaftler befürchten, dass das Fehlen eines Nachthimmels das Empfinden der Menschen für „Natur“ und ihren Platz im Universum negativ beeinflussen kann.

Das Paradoxon der Erleuchtung

Obwohl die LED-Beleuchtungsrevolution versprach, den Energieverbrauch zu senken und die Nachtsicht der Menschen – und damit ihr Sicherheitsgefühl – zu verbessern, zeigt die Studie, dass die Gesamtemissionen gestiegen sind. Paradoxerweise steigt die Abhängigkeit der Gesellschaft vom Licht, da die Beleuchtung billiger und besser wird.

Der Artikel diskutiert die Existenz eines „Rebound-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 die Verschwendung von Licht finanziell noch schmerzhafter. Mehrere europäische Städte schalten die Lichter aus – von Madrid bis Paris und durch Berlin sind Hunderte Denkmäler und öffentliche Gebäude nachts nicht mehr beleuchtet.

Diese Initiativen sind Teil der Bemühungen, den Energieverbrauch um 15 % zu senken, so die im vergangenen Monat von der Europäischen Kommission veröffentlichten Pläne. Das Ziel hat einen doppelten Zweck: die Förderung einer nachhaltigen und autonomeren Wirtschaft vor dem Winter und die verantwortungsvolle Reduzierung der CO2-Emissionen.

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