De verschuiving naar LED-straatverlichting veroorzaakt meer vervuiling door blauw licht - een belangrijke trend die niet is opgemerkt door de gespecialiseerde satellieten die nachtverlichting bewaken. Dat is de conclusie van onderzoekers in het VK, die digitale foto's van de aarde hebben geanalyseerd die zijn gemaakt door astronauten aan boord van het International Space Station (ISS). De wetenschappers zeggen dat de verschuiving naar blauwer licht negatieve gevolgen heeft voor de menselijke gezondheid, het gedrag van dieren en de astronomie.

LED's bestaan ​​​​al zestig jaar, maar oudere apparaten werkten naar het rode einde van het visuele spectrum. In de jaren negentig kwamen er echter felblauwe LED's beschikbaar - waarmee hun uitvinders de 2014 Nobelprijs voor Natuurkunde. De mogelijkheid om heldere blauwe LED's te maken leidde al snel tot de ontwikkeling van witte LED's, die alomtegenwoordig worden in veel verlichtingstoepassingen.

In veel Europese landen zijn LED-straatverlichting inderdaad begonnen de natriumlampen - die geel licht produceren - te vervangen. Naast lagere kosten en een hogere energie-efficiëntie dan natrium, bieden LED's een betere kleurweergave, waardoor de waarnemer beter verlichte objecten kan herkennen.

Negatieve effecten

Onderzoekers wijzen er echter op dat deze uitrol een donkere kant heeft. Eerdere studies hebben aangetoond dat de hoeveelheid lichtvervuiling toeneemt met de introductie van LED's. Bovendien is dit LED-licht veel blauwer dan natriumlicht en uit eerder onderzoek blijkt dat nachtelijke blootstelling aan blauw licht negatieve effecten kan hebben op het circadiane ritme en de slaap van mensen. Er zijn aanwijzingen dat blauw licht het gedrag van sommige insecten kan veranderen en het verergert ook het probleem van lichtvervuiling aan de nachtelijke hemel, waardoor sterren moeilijker te zien zijn voor zowel het publiek als astronomen.

Nu, een team van wetenschappers aan de Universiteit van Exeter in het VK, geleid door Alejandro Sanchez de Miguel van zowel Exeter als Universidad Complutense in Madrid, Spanje, heeft voor het eerst de toename van blauwe lichtvervuiling in Europa gekwantificeerd.

"Er is geen reden waarom we LED's gebruiken die zo blauwrijk zijn", vertelt Sánchez de Miguel Natuurkunde wereld. "Hun energie-efficiëntie is iets beter, maar als dimmen en directionaliteit, evenals een goed verlichtingsontwerp in aanmerking worden genomen, dan is dat punt niet relevant."

Foto's van astronauten

Satellietgegevens over nachtverlichting houden doorgaans rekening met alle golflengten van zichtbaar licht samen en maken geen onderscheid tussen rood, groen en blauw. Het team van Sánchez de Miguel gebruikte in plaats daarvan beelden die waren vastgelegd door ISS-astronauten met behulp van alledaagse digitale spiegelreflexcamera's (DSLR) en combineerden de beelden met gegevens van satellietsensoren. Dit bouwt voort op eerder werk van het team van Sánchez de Miguel, waaruit bleek dat camerabeelden uit de ruimte kleur- en radiometrische gegevens beter vastleggen dan satellieten die de aarde volgen.

Ze vergeleken camerabeelden van Europa die in 2012 en 2013 vanuit het ISS zijn gemaakt met beelden die tussen 2014 en 2020 zijn gemaakt, toen de led-revolutie voet aan de grond kreeg. Ze vonden een duidelijke toename van blauw licht afkomstig van het continent. Van de Europese landen was de toename het grootst in Italië, Roemenië en het VK, terwijl de effecten van blauw-emitterende witte LED's het minst prominent waren in Oostenrijk en Duitsland.

Wat de verschillen tussen landen betreft, is een deel van de reden dat sommige landen oudere verlichting hebben die dringend vervangen moet worden, terwijl Sánchez de Miguel dit voor andere landen als een cultureel verschil ziet.

Oude straatverlichting vervangen

"Italië verandert te snel", zegt hij. "Ik ken de redenen voor Roemenië niet goed genoeg, maar misschien komt het omdat hun straatverlichting oud was, zoals gebeurde met het VK."

Als resultaat van het onderzoek is Sánchez de Miguel van mening dat studies naar nachtelijke lichtvervuiling de mogelijke schadelijke effecten van LED's hebben onderschat, simpelweg omdat tot nu toe alle monitoring van lichtvervuiling met satellieten niet kleurspecifiek was.

Ruskin Hartly, beaamt de woordvoerder van de International Dark-Sky Association. "In de afgelopen 25 jaar is het duidelijk dat Europa steeds helderder en blauwer is geworden in een haast om over te stappen op energiezuinige LED-nachtverlichting", vertelt hij. Natuurkunde wereld. "Helaas heeft de kwaliteit van de nachtelijke omgeving eronder geleden en we blijven enorme hoeveelheden energie verspillen door verspilde nachtelijke lichten."

Sánchez de Miguel wijst erop dat kunstmatig nachtlicht door de Verenigde Naties als een vervuilende stof wordt beschouwd en zegt: "De beste manier om het te beperken is door het gebruik ervan te beheersen. Er zijn eenvoudige manieren om dit te doen in de [stedelijke] planningsfase, en we hebben ook eenvoudige manieren om het te meten met DSLR-camera's."

Hartley is het ermee eens dat sommige problemen kunnen worden opgelost door een betere planning en een beter lichtontwerp. "Als het met zorg en aandacht wordt gebruikt, is aangetoond dat een goed ontworpen LED-nachtlichtsysteem lichtvervuiling vermindert en energie bespaart", zegt hij. “We raden iedereen die een buitenverlichtingsproject overweegt aan om de joint IDA–IES Vijf principes voor verantwoorde buitenverlichting. Een holistische benadering van buitenverlichting zal uiteindelijk resulteren in een betere zichtbaarheid, een gezonde en ongestoorde nachtelijke leefomgeving en een donkerdere lucht.”

Het onderzoek is beschreven in Wetenschap Advances.