Deutsche Großstädte mit weniger Licht­ver­schmut­zung

  • 30. December 2014

Ehemaliges „Dunkel­deutsch­land“ heller als der Westen, Emis­sionen in Nord­amerika von Metro­polen domi­niert.

Pro Einwohner gerechnet, ist der Osten Deutschlands heller als der Westen. Einer aktuellen Studie zufolge ist darüber­hinaus die Licht­emission pro Einwohner über deutschen Städten sehr viel geringer ist als über Städten der USA mit vergleichbarer Größe. Erstaun­licherweise nimmt die Lichtemission pro Einwohner in amerikanischen Städten mit der Bevölkerungs­dichte zu, während für deutsche Städte der umgekehrte Trend gilt.

Berlin bei Nacht, fotografiert von der ISS. (NASA)

Abb.: Berlin bei Nacht, fotografiert von der ISS. Deutlich ist noch die historische Trennung erkennbar – Im Osten (oben) kamen vor allem gelbliche Natriumdampflampen zum Einsatz, im Westen eher weiße Leuchstoff- und Quecksilber­dampflampen. Hier wird die Einheit noch bis zu drei Jahrzehnten auf sich warten lassen. (Bild: NASA JSC)

Studienleiter Christopher Kyba von der Sektion Fernerkundung am Deutschen Geoforschungs­zentrum untersucht den sichtbaren Anteil des Lichts bei Nacht; insbesondere interessieren ihn die urbanen Licht­quellen: „Was genau die Ursache dieses Unterschieds ist, lässt sich noch nicht mit Gewissheit sagen, da sind noch weitere Forschungen an Städten mit vergleichbarer Größe und Bevölke­rungszahl in West und Ost notwendig. Die geringere Einwohnerzahl ostdeutscher Städte spielt offenbar nur eine kleine Rolle, wichtiger sind Art der Lichtquelle und Bebauung.“ Faktoren wie die Konstruktion der Beleuchtung – nach oben geschlossen oder in jede Richtung strahlend –, die Höhe oder das Fehlen umgebender Gebäude und die Art des eingesetzten Lichts spielen eine wichtige Rolle bei der Lichtabstrahlung in Richtung Atmosphäre. In Zukunft wird zudem die zunehmende Verbreitung von LED-Beleuchtung ganz andere Eigenschaften als herkömmliche in das Nachtlicht einbringen.

Seit 2012 hat sich die Datengrundlage für solche Untersuchungen entscheidend verbessert. Einerseits sind Fotos, die aus der Interna­tionalen Raumstation ISS aufgenommen wurden, eine nutzbare Datenquelle. Zum anderen misst ein satelitten­basierter Strahlungs­messer VIIRS-DNB auf einem Wettersatelliten des Suomi National Polar-Orbiting Program das sichtbare Licht bei Tag und Nacht  mit einer Auflösung von etwa 750 Metern. Die aktuelle Studie zeigt erstmals, wie diese neu verfügbaren Daten genutzt werden können. Erstmals können jetzt konkrete Quellen der Lichtver­schmutzung – in Form des in Richtung Weltraum abgestrahlten sichtbaren Lichts – lokalisiert werden. War es bisher nur möglich, grobe Flächenraster mit mehreren Kilometern Durchmesser zu vergleichen, so lassen sich mit neuen Daten­grund­lagen einzelne Lichtquellen sehr konkret ermitteln. Es zeigt sich, dass in Mega­städten in Entwicklungs­ländern meist Flug- und Seehäfen die hellsten Orte sind. In Europas Hauptstädten sind es allerdings oft Orte des städtischen Lebens wie Sportstadien und belebte Innenstädte.

Das rasch wachsende Feld moderner Fernerkundungs­technologien erlaubt auch im sichtbaren Bereich die Fernerkundung bei Nacht. Nächtliche Lichtemissionen sind auf der einen Seite problematisch für das Ökosystem und Astronomen. Auf der anderen Seite liefern sie uns jedoch wichtige Informationen über unsere Städte. Um diese Informationen nutzen zu können, müssen die städtischen Licht­quellen näher bestimmt werden: ihr Spektrum, ihre Ausstrah­lungs­richtung, die durch Licht veränderte Landnutzung und die zeitliche Änderung der Beleuchtung.

Die Studie hat durchaus auch praktische Anwendungen: Karten mit Angaben zur Licht­emission zeigen, an welchen Orten die Lichtver­schmutzung und damit auch der Energie­verbrauch besonders hoch sind, und wo sich Energie einsparen lässt. Koautor Dr. Franz Hölker vom Leibniz-Institut für Gewässer­ökologie und Binnenfischerei (IGB) erklärt: „Künstliches Licht macht einen großen Anteil am gesamten nächtlichen Energie­verbrauch aus. Zu zeigen, wie man Licht effektiver einsetzen kann, birgt ein großes Energie­einspar­potenzial und kann dazu beitragen, Kosten zu reduzieren und die Umwelt weniger zu belasten.“

GFZ / OD

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