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LED灯正在增加光污染?

天文物理 2018-11-27 10:45:13

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【博科园-科学科普】当涉及到技术和环境时,它通常看起来是“向前一步,后退两步”。基本上有时新技术和创新技术对于一组问题是正确的,这必然会导致新的问题。这似乎是过渡到固态照明技术的情况,也就是“照明革命”。

从太空看阿尔伯塔省卡尔加里市。图片版权:NASA


基本上随着国家从传统的灯光过渡到节能型发光二极管(LED),就有可能出现反弹效应。由德国地球科学研究中心的Christopher Kyba领导的一项国际研究显示,LED灯的广泛使用可能意味着更多的使用和更多的光污染,从而对的经济和环境效益产生反作用。


这项名为“人工照明的地球表面在夜间辐射和程度增加”的研究最近发表在《科学进展》杂志上。由Christopher c . m . Kyba领导的研究小组还包括来自莱布尼茨淡水生态和内陆渔业研究所的成员,以及马德里大学、科罗拉多大学、埃克塞特大学和国家海洋和大气管理局(NOAA)的研究机构。


2015年11月27日,加拿大阿尔伯塔省卡尔加里的照片拍摄于国际空间站。图片版权:NASA’s Earth Observatory/Kyba, GFZ


简单地说,LED灯的成本节约效应使它们从消费者的角度变得有吸引力。从环境的角度来看,也很有吸引力,因为减少了碳足迹。不幸的是,随着越来越多的人将其用于住宅、商业和工业用途,总体能源消耗似乎正在上升而不是下降,从而导致环境影响的增加。

这一数据与全球范围内的能源减少不一致,而是光污染的增加。增长符合增长最快的发展中国家国内生产总值(GDP)的增长。此外在发达国家也发现了这种现象。在所有情况下,增加的电力消耗和光污染对植物、动物和人类的福祉都有自然的影响。


正如埃克塞特大学环境与可持续研究所的教授凯文·加斯顿(Kevin Gaston)在埃克塞特大学(University of Exeter)的一篇新闻稿中解释的那样:“最大的希望是LED照明会降低能源使用,但我们所看到的是用于增加照明的节省。不仅在发展中国家看到这种情况,而且在发达国家也是如此。例如英国正在变得更加光明。现在很难在欧洲的任何地方找到一个自然的夜空——没有天空的光芒,我们都很熟悉。


该团队还将VIIRS的数据与国际空间站(ISS)拍摄的照片进行了对比,结果显示,suomi - npp卫星有时会记录一些城市的昏暗。这是因为传感器无法在低于500纳米(nm)的波长(即蓝光)中接收光。当城市用白色led取代橙色灯时,它们会释放出500纳米以下的辐射。


其影响是,那些亮度相同或经历亮度增加的城市实际上可能会变得更暗淡。换句话说,即使在卫星探测到来自地表的更少辐射的情况下,地球夜间的亮度实际上也在增加但是在任何人想到这都是坏消息之前,在这项研究中可以找到一丝光明


从太空中看到的光污染对地球的影响。图片版权:NASA


在之前的研究中,Kyba已经表明,美国的人均光排放量比德国高出3到5倍。正如他所指出的,这可能被视为一个信号,表明繁荣和保守的光使用可以共存:其他的研究,以及像亚利桑那州图森市这样的城市的经验表明,精心设计的LED灯可以减少两到三分之一的光发射,而不会对人类的感知产生任何明显的影响。”固态照明革命有可能节约能源,减少光污染,但前提是我们不把钱花在新的光上。


减少人类对地球自然环境的影响是具有挑战性的工作;最后所依赖的许多减少我们足迹的技术会产生相反的效果。然而如果有一件事可以阻止这种情况的持续发生,那就是帮助我们识别坏习惯并改正!


知识:科学无国界,博科园-科学科普

参考:Eureka Alert!, University of Exeter, Science Advances

作者:Matt Williams

来自:Universe Today

编译:中子星

审校:博科园

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