När det gäller teknik och miljö verkar det ofta som om det är "ett steg framåt, två steg tillbaka." I grund och botten leder ibland de nya och innovativa teknologierna som är avsedda för en uppsättning problem oundvikligen till nya. Detta verkar vara fallet med övergången till fast teknik belysningsteknik, alias. "belysningsrevolutionen".
I grund och botten, när nationerna övergår från traditionella ljus till de energibesparande ljusemitterande dioderna (LED), finns det potentialen för en rebound-effekt. Enligt en internationell studie ledd av Christopher Kyba från GFZ tyska forskningscentrum för geovetenskap, kan den utbredda användningen av LED-lampor innebära mer användning och mer ljusföroreningar och därmed motverka deras ekonomiska och miljömässiga fördelar.
Studien, med titeln "Artificiellt upplyst ytan av jorden på natten som ökar i utstrålning och omfattning", dykte nyligen upp i tidskriften Vetenskapliga framsteg. Ledd av Christopher CM Kyba inkluderade teamet också medlemmar från Leibniz Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries, Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIS), Computense University of Madrid, University of Colorado, University of Exeter och the Exeter National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).
Kort sagt, de kostnadsbesparande effekterna av LED-lampor gör dem attraktiva ur konsumentsynpunkt. Ur miljösynpunkt är de också attraktiva eftersom de minskar vårt koldioxidavtryck. Tyvärr, eftersom fler använder dem för bostäder, kommersiella och industriella syften, verkar den totala energiförbrukningen öka istället för att minska, vilket leder till en ökad miljöpåverkan.
För studiens skull förlitade sig teamet på satellitradiometerdata kalibrerade för nattljus samlade av Visible / Infrared Imager Radiometer Suite (VIIRS), ett instrument på NOAA: s Suomi-NPP-satellit som har övervakat jorden sedan oktober 2011. Efter när man undersöker data som erhölls mellan 2012 och 2016 noterade teamet en märkbar ökning av energiförbrukningen i samband med LED-användning. Som de förklarar i sin studie:
”[F] rom 2012 till 2016 växte jordens konstgjorda upplysta utomhusområde med 2,2% per år, med en total utstrålingstillväxt på 1,8% per år. Kontinuerligt upplysta områden ljusnade till en hastighet av 2,2% per år. Stora skillnader i nationella tillväxthastigheter observerades, med belysningen förblev stabil eller minskade i bara ett fåtal länder. ”
Dessa uppgifter överensstämmer inte med energireduktioner på global nivå, utan snarare en ökning av ljusföroreningar. Ökningen motsvarade ökningar i bruttonationalprodukten (BNP) för de snabbast växande utvecklingsländerna. Dessutom visade det sig också hända i utvecklade länder. I alla fall har ökad kraftförbrukning och ljusföroreningar naturliga konsekvenser för växter, djur och människors välbefinnande.
Som Kevin Gaston - professor från miljö- och hållbarhetsinstitutet vid University of Exeter och medförfattare till studien - förklarade i ett pressmeddelande från University of Exeter:
”Det stora hoppet var att LED-belysning skulle leda till lägre energiförbrukning, men vad vi ser är de besparingar som används för ökad belysning. Vi ser inte bara detta i utvecklingsländerna, utan också i utvecklade länder. Till exempel blir Storbritannien ljusare. Du kämpar nu för att hitta var som helst i Europa med en naturlig natthimlen - utan den himmelglöd som vi alla är bekanta med. ”
Teamet jämförde också VIIRS-uppgifterna med fotografier tagna från International Space Station (ISS) som visade att Suomi-NPP-satelliten ibland registrerar en nedtoning av vissa städer. Detta beror på att sensorn inte kan ta upp ljus vid våglängder under 500 nanometer (nm) - dvs blått ljus. När städer ersätter orange lampor med vita lysdioder avger de mer strålning under 500 nm.
Effekten av detta är att städer som har samma ljusstyrka eller har upplevt en ökad ljusstyrka faktiskt kan verka dimmare. Med andra ord, även i de fall där satelliter upptäcker mindre strålning som kommer från ytan, ökar jordens ljusstyrka på natten. Men innan någon tänker att det är allt dåliga nyheter finns det en ljusstråle (ingen ord!) Som finns i denna forskning.
I tidigare studier har Kyba visat att ljusutsläpp per capita i USA är 3 till 5 gånger högre än i Tyskland. Som han antydde kunde detta ses som ett tecken på att välstånd och konservativ lätt användning kan samexistera:
”Andra studier och erfarenheterna från städer som Tucson, Arizona, visar att väldesignade LED-lampor tillåter en två tredjedelar eller mer minskning av ljusutsläpp utan någon märkbar effekt för människans uppfattning. Det finns en potential för solid state-belysningsrevolutionen att spara energi och minska ljusföroreningar, men bara om vi inte spenderar besparingarna på nytt ljus.
Att minska mänsklighetens påverkan på jordens naturliga miljö är ett utmanande arbete; och i slutändan kan många av de tekniker som vi är beroende av för att minska vårt fotavtryck ha motsatt effekt. Men om det finns en sak som kan förhindra att detta kontinuerligt händer, är det forskning som hjälper oss att identifiera våra dåliga vanor (och fixa dem!)
