Phát thải ánh sáng của đèn đường vào ban đêm ở các thành phố

Khi vệ tinh chụp ảnh Trái đất vào ban đêm, lượng ánh sáng mà chúng nhìn thấy đến từ đèn đường là bao nhiêu? Một nhóm các nhà khoa học từ Đức, Mỹ và Ireland đã lần đầu tiên trả lời câu hỏi này bằng cách sử dụng ví dụ về thành phố Tucson của Mỹ, nhờ vào công nghệ chiếu sáng “thành phố thông minh” cho phép các thành phố giảm độ sáng đèn. Kết quả: chỉ có khoảng 20% ​​ánh sáng trong ảnh vệ tinh của Tucson đến từ đèn đường. Nghiên cứu được công bố ngày hôm nay trên tạp chí Lighting Research & Technology .

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành một thử nghiệm bằng cách thay đổi độ sáng của đèn đường ở thành phố Tucson, Arizona, Hoa Kỳ, và quan sát điều này đã thay đổi mức độ sáng của thành phố từ không gian. Tiến sĩ Christopher Kyba từ Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Địa chất Đức GFZ đã dẫn đầu nhóm thực hiện thí nghiệm và cho biết công trình này rất quan trọng vì nó cho thấy các công nghệ thành phố thông minh có thể được sử dụng để thực hiện các thí nghiệm quy mô thành phố. Kyba cho biết: “Khi các cảm biến và hệ thống điều khiển được lắp đặt trong toàn bộ thành phố, có thể tạo ra sự thay đổi trong cách hoạt động của thành phố và sau đó đo lường tác động của sự thay đổi đó đối với môi trường, ngay cả từ ngoài không gian.”

Trong khoảng thời gian 10 ngày vào tháng 3 và tháng 4 năm 2019, các quan chức Tucson đã thay đổi cài đặt độ sáng cho khoảng 14.000 trong số 19.500 đèn đường của thành phố. Thông thường, hầu hết các đèn đường ở Tucson bắt đầu ở mức 90% độ chiếu sáng tối đa có thể và mờ dần đến 60% vào lúc nửa đêm. Trong quá trình thử nghiệm, thành phố thay vì làm mờ ánh sáng xuống 30% vào một số đêm và làm sáng chúng lên đến 100% vào những đêm khác. Ánh sáng của thành phố được quan sát bởi vệ tinh Đối tác quỹ đạo địa cực quốc gia (NPP) do Hoa Kỳ điều hành, nổi tiếng với bản đồ ánh sáng toàn cầu vào ban đêm. Vệ tinh đã chụp những hình ảnh không có mây của Tucson trong bốn đêm trong khi thử nghiệm và vào hai đêm khác với ánh sáng thường xuyên sau thử nghiệm. Bằng cách so sánh độ sáng của thành phố vào 6 đêm khác nhau, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng vào một đêm bình thường,

Theo đồng tác giả nghiên cứu, Tiến sĩ John Barentine từ Hiệp hội Bầu trời tối Quốc tế, kết quả này có ý nghĩa quan trọng đối với tính bền vững. Trong một thí nghiệm thứ hai được tiến hành cùng lúc, Barentine, Kyba và các đồng tác giả của họ đã đo độ sáng bầu trời trên Tucson từ mặt đất. Họ đã kiểm tra mức độ thay đổi của độ rọi của đèn đường ảnh hưởng đến độ sáng bầu trời và cho thấy rằng cũng như với lượng ánh sáng phát ra từ không gian, hầu hết độ sáng bầu trời trên Tucson cũng là do các nguồn khác. Barentine giải thích: “Tổng hợp lại, những nghiên cứu này cho thấy rằng trong một thành phố có đèn đường được thiết kế tốt, phần lớn lượng ánh sáng phát thải và ô nhiễm ánh sáng đến từ các đèn khác, bao gồm các nguồn sáng như cửa sổ sáng, đèn quảng cáo, hoặc thể thao lĩnh vực….”

Theo các nhà nghiên cứu, sự khác biệt về độ sáng của đèn đường vào các đêm khác nhau hầu như không thể nhận thấy đối với những người trên đường, vì mắt chúng ta nhanh chóng thích ứng với các mức độ ánh sáng. Họ báo cáo rằng thành phố không nhận được ý kiến ​​hoặc phàn nàn nào về sự thay đổi ánh sáng trong quá trình thử nghiệm. Cũng không có bằng chứng hoặc gợi ý nào cho thấy việc giảm mức độ chiếu sáng như một phần của thử nghiệm có bất kỳ ảnh hưởng xấu nào đến an toàn công cộng.

Do đó, Kyba rất hào hứng với ý tưởng thực hiện các thí nghiệm như vậy thường xuyên hơn và ở các thành phố tự trị khác. Kyba đề xuất: “Thay vì giảm độ sáng đèn đến cùng một mức vào mỗi đêm, một thành phố có thể giảm độ sáng đến 45% vào ngày chẵn và 55% vào ngày lẻ”. “Cư dân thành phố sẽ không nhận thấy bất kỳ sự khác biệt nào, nhưng bằng cách đó chúng tôi có thể đo lường mức độ đóng góp của các loại ánh sáng khác nhau đang thay đổi theo thời gian.”

Nguồn truyện:

Tài liệu do GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam, Trung tâm Helmholtz cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.

Tham khảo Tạp chí :

1. CCM Kyba, A Ruby, HU Kuechly, B Kinzey, N Miller, J Sanders, J Barentine, R Kleinodt, B Espey. Đo trực tiếp sự đóng góp của chiếu sáng đường phố đối với các quan sát vệ tinh về lượng phát thải ánh sáng vào ban đêm từ các khu vực đô thị . Nghiên cứu & Công nghệ chiếu sáng , 2020; 147715352095846 DOI: 10.1177 / 1477153520958463