LED路灯正在增加欧洲的蓝光污染

光污染蓝调：2012 年（左）和 2020 年（右）在国际空间站上拍摄的伦敦照片。 图像显示了城市的白化和亮化。 （礼貌：A Sánchez de Miguel 等人/Science Advances/CC BY 4.0）

转向 LED 路灯正在产生更多的蓝光污染——监测夜间照明的专业卫星尚未注意到这一重要趋势。 这是英国研究人员的结论，他们分析了国际空间站 (ISS) 上宇航员拍摄的地球数码照片。 科学家们表示，向蓝光的转变正在对人类健康、动物行为和天文学产生负面影响。

LED 已经存在了 60 年，但较旧的设备在可见光谱的红色端运行。 然而，在 1990 年代，明亮的蓝色 LED 出现了——为他们的发明者赢得了 2014 年诺贝尔物理学奖。 制造明亮的蓝色 LED 的能力迅速导致了白色 LED 的发展，白色 LED 在许多照明应用中变得无处不在。

事实上，在许多欧洲国家，LED 路灯已经开始取代产生黄光的钠灯。 除了提供比钠更低的成本和更高的能源效率外，LED 还提供更好的显色性，从而提高观察者对照明物体的识别。

负面影响

然而，研究人员指出，此次推出也有阴暗面。 先前的研究表明，随着 LED 的引入，光污染的数量正在增加。 此外，这种 LED 灯比钠灯更蓝，之前的研究表明，夜间暴露在蓝光下会对人们的昼夜节律和睡眠产生负面影响。 有证据表明，蓝光可以改变一些昆虫的行为，也加剧了夜空的光污染问题——使公众和天文学家更难看到星星。

现在，由埃克塞特大学和西班牙马德里康普顿斯大学的 Alejandro Sánchez de Miguel 领导的英国埃克塞特大学的一组科学家首次量化了欧洲蓝光污染的增加。

“我们没有理由使用如此丰富的蓝色 LED，”来自 Miguel 的 Sánchez 告诉物理世界。 “它们的能源效率要好一些，但如果考虑到调光和方向性以及良好的照明设计，那么这一点就无关紧要了。”

宇航员的照片

通常，关于夜间照明的卫星数据将所有可见光波长综合考虑，不区分红色、绿色和蓝色。 Sánchez de Miguel 的团队改为使用国际空间站宇航员使用日常数字单镜头反光 (DSLR) 相机拍摄的图像，并将图像与来自卫星传感器的数据相结合。 这建立在 Sánchez de Miguel 团队之前的工作基础上，该工作表明来自太空的相机图像比地球监测卫星更好地捕捉颜色和辐射数据。

他们将 2012 年和 2013 年从国际空间站拍摄的欧洲相机图像与 2014 年至 2020 年 LED 革命开始盛行时拍摄的图像进行了比较。 他们发现来自大陆的蓝光明显增加。 在欧洲国家中，意大利、罗马尼亚和英国的增长最为显着，而发射蓝光的白光 LED 的影响在奥地利和德国最不显着。

关于国家之间的差异，部分原因是一些国家的旧灯需要更迫切地更换，而对于其他国家来说，Sánchez de Miguel 认为这是一种文化差异。

更换旧路灯

“意大利的变化太快了，”他说。 “我不太清楚罗马尼亚的原因，但可能是因为他们的路灯很旧，就像英国一样。”

作为这项研究的结果，Sánchez de Miguel 认为，对夜间光污染的研究低估了 LED 的潜在有害影响，仅仅是因为到目前为止，所有使用灯光进行的光污染监测都不是针对颜色的。

国际暗夜协会发言人拉斯金哈特利对此表示赞同。 “在过去的 25 年里，很明显，欧洲变得更加明亮和蔚蓝，急于过渡到节能 LED 夜间灯，”他告诉物理世界。 “不幸的是，夜间环境的质量受到了影响，我们继续通过浪费夜间灯光浪费大量能源。”

Sánchez de Miguel 指出，人造夜间灯光被联合国视为一种污染物，并说：“限制它的最佳方法是控制其使用。 有一些简单的方法可以做到这一点 [urban] 计划阶段，我们也有简单的方法来用数码单反相机测量它。”

Hartley 同意一些问题可以通过更好的规划和更好的照明设计来解决。 “当小心谨慎地使用时，精心设计的 LED 夜灯系统已被证明可以减少光污染并节省能源，”他说。 “我们建议任何考虑户外照明项目的人都遵循 IDA-IES 联合的负责任户外照明五项原则。 户外照明的整体方法最终将提高能见度、健康和不受干扰的夜间栖息地以及更暗的天空。”

该研究在《科学进展》中有所描述。