SVETLOBNO ONESNAŽENJE IN ASTRONOMIJA

Raziskovalna naloga

Avtor: Eva Potočnik, 2b
Mentor: prof. Zorko Vičar
Predmet: Astronomija

Ljubljana, marec 2006

ZAHVALA
Raziskovalne naloge s tako vsebino zagotovo ne bi mogla izdelati brez velike potrpežljivosti mentorja, profesorja Zorka Vičarja, ki mi je s strokovnimi nasveti pomagal pri uresničevanju cilja. Za pomoč se mu iskreno zahvaljujem. Prav tako se zahvaljujem za prijazno pomoč pri meritvah meteorologu Gregorju Vertačniku, Dejanu Kolariču in vsem ostalim članom AD Vega. Enaka zahvala gre astronomu Hermanu Mikužu, Marku Bizjaku in Stanku Erštetu za posredovano literaturo in vzpodbudo pri delu.

Kazalo vsebine

1 Uvod....................................................................................................................................4


2 Pojmi...................................................................................................................................6


3 Zgodovina razsvetljave.....................................................................................................8

     3.1 Zgodovina električne razsvetljave v Sloveniji............................................10

     3.2 Vsiljena svetloba.......................................................................................................11

          3.2.1 Okoljski pristop k zmanjševanju vsiljene svetlobe...........................................14

          3.2.2. Mestni nebesni sij.............................................................................................16

               3.2.2.1 Ugotavljanje nebesnega sija; Walkerjev zakon.........................................17

4 Stanje v svetu...................................................................................................................19

     4.1 Stanje v Sloveniji.......................................................................................................21

          4.1.1 Vzrok svetlobnega onesnaženja v Sloveniji.........................................22

          4.1.2 Javna razsvetljava..............................................................................................27

               4.1.2.1 Cestna razsvetljava....................................................................................28

               4.1.2.2 Ulična razsvetljava....................................................................................33

               4.1.2.3 Razsvetljava poslovnih površin in okrasna razsvetljava...........................35

5 Rešitve...............................................................................................................................36


     5.1 Rešitve v Sloveniji.....................................................................................................38

     5.2 Moje raziskovanje in izdelki.....................................................................................40

6 Viri....................................................................................................................................46

1 Uvod

Če bi povprašali, kaj je ekologija pred štiridesetimi, petdesetimi leti, bi bil odgovor zelo preprost. Odgovorili bi kar z opredelitivijo, ki jo je zapisal nemški biolog Ernest Haeckel leta 1866: "Ekologija je biološka veda, ki raziskuje odnose med živimi organizmi in njihovim okoljem".

Danes pa ekologija ni več samo teorija, temveč je del našega vsakdana. Onesnaženje nas spremlja na vsakem koraku. Dokler se nam ne zdi, da neposredno ne vpliva tudi na naše zdravje, smo ga pripravljeni sprejeti, saj je večinoma stranski proizvod "razkošja", ki nam ga nudi sodobna tehnika.

Vendar človek ni odgovoren le za kakovost svojega in človeškega življenja nasploh, ampak za življenje slehernega bitja na Zemlji in za naš planet Zemljo. S svojo študijo "The limits of Growth" (Meje rasti) so znanstveniki leta 1972 in 1973 preplašili svet z morečim vprašanjem, kako dolgo bo planet Zemlja še prenašal naše neodgovorno početje. "Rimski klub" je v svoji študiji napovedal, da bodo osnovna produkcijska sredstva v naravi na razpolago le še 250 let. Če pa se bosta gospodarska rast in naraščanje prebivalstva na svetu "neovirano" nadaljevala, je pričakovati svetovni gospodarski zlom okrog leta 2050, hkrati pa tudi splošno ekološko katastrofo. Nekatere napovedi so se le izkazale za preveč črnoglede, bistveni obrisi naše prihodnosti pa so se v jedru razločno pokazali.

Svetovna konferenca Združenih narodov leta 1972 v Stocholmu je bila prvič posvečena človekovemu okolju. Čeprav si je druga Svetovna konferenca OZN o okolju v Rio de Janeiru junija 1992 izbrala verjetno najbolj aktualno svetovno temo - okolje in razvoj, konkretni dogovori niso izpolnili upanj in pričakovanj.

Za Slovenijo je značilna izredna krajinska raznolikost in s tem povezana velika občutljivost naravnih sistemov. V zvezi z onesnaženostjo okolja v Sloveniji govorimo o relativno visoki, vendar za sedaj še lokalno omejeni onesnaženosti zraka, naraščajoči onesnaženosti voda, neobvladanem nastajanju, kopičenju in odlaganju vseh vrst odpadkov, zvočnem onesnaženju, elektromagnetnem onesnaženju... In končno tudi o svetlobnem onesnaženju.

Kaj je svetlobno onesnaženje?

Svetlobno onesnaženje je vsako nekontrolirano uhajanje svetlobe iz umetnih virov izven cilja osvetlitve. Še posebej tisto, ki je usmerjeno nad vodoravnico. Astronomi imenujemo svetlobo, ki se izgublja v nebo, svetlobno onesnaženje. Svetlobno onesnaženje opazimo kot:

-žarjenje neba v smeri mest, ki ga lahko opazimo na desetine kilometrov daleč. Nastane zaradi sipanja svetlobe nezasenčenih svetilk na prahu ali vlage.
-bleščanje - poslabšano vidno zaznavanje zaradi slepitve z močno svetlobo
-sevanje prek mej zemljišča - najbolj moteče je, ko ponoči sveti skozi okna v spalnice

Posledice svetlobnega smoga so: astronomske, biološke, sociološke, ekonomske, zdravstvene, pravne, varnostne in estetske.

Za astronome je nočno nebo okno v vesolje, vesolje pa naravni laboratorij v katerem proučujejo zakonitosti različnih pojavov. Oddaljena telesa v vesolju lahko vidimo le ponoči, ko na nebu ni Sonca in je nebo dovolj temno, da zaznamo šibke izvore svetlobe. Žal je naše nočno nebo zelo osvetljeno od umetne svetlobe, ki prihaja od stotisočev nezasenčenih svetilk širom po Sloveniji. Ljudje se niti ne zavedamo hitrosti, s katero izginja naše nebo. Vidne razlike pri kvaliteti nočnega neba ne nastopajo v časovnih intervalih generacij, niti desetletij, ampak iz leta v leto!

Sicer pa vprašanje temnega neba ni le vprašanje peščice naravovarstvenikov. Danes morda še, a če se bo svetlobno onesnaženje nekontrolirano bohotilo še naprej, naši otroci in vnuki nikoli ne bodo doživeli lepot temnega nočnega neba.

Ljudje osupnemo ob pogledu na temno zvezdnato nebo, saj gre nedvomno za enega najlepših prizorov v naravnem okolju, ki smo mu priča že od pradavnine. Vsakdo mora imeti tudi danes možnost videti zvezde, planete, Rimsko cesto, komete...

Univerzalna deklaracija o pravicah bodočih generacij, ki jo je izdal UNESCO pravi: BODOČE GENERACIJE IMAJO PRAVICO DO NEOKRNJENE NARAVE IN ČISTEGA OKOLJA, VKLJUČNO S PRAVICO DO ČISTEGA NEBA.

V naši Ustavi je ekologija opredeljena kot sestavina gospodarskih in socialnih razmerij, opredeljena je tudi pravica do zdravega življenskega okolja. Imamo Zakon o varstvu okolja in kot kazniva delanja opredeljena dejanja zoper varstvo narave in okolja v Kazenskem zakoniku Republike Slovenije. Na seji Državnega zbora Republike Slovenije 8.5.1997 je bila dana poslanska pobuda, da Vlada Republike Slovenije na podlagi 27. člena Zakona o varstvu okolja sprejme "UREDBO O ZMANJŠANJU IN NADZORU SVETLOBNEGA ONESNAŽENJA".

Slika 1: Komet Hale-Bopp, foto: Jernej Vidmar, 28. marca 1997

2 Pojmi

Fotometrija je znanost, ki se ukvarja z merjenjem svetlobe, kot jo zaznajo človeške oči.

Svetloba kot del EM spektra: Svetlobo fizikalno lahko obravnavamo kot del elektromagnetnega spektra, ki se nahaja med mikrovalovi in rentgenskimi žarki. Ima pa tudi določene lastnosti toka delcev.

Fizikalno merjenje svetlobe: Veda, ki se v fiziki ukvarja z meritvami elektromagnetnih valovanj, torej tudi svetlobe, se imenuje RADIOMETRIJA. Radiometrija pozna 4 glavne veličine:
•sevalni tok ali fluks,
•jakost sevanja,
•obsevanost in
•sevalnost.

Področja svetlobe: Človeško oko zazna le del spektra svetlobe - vidno svetlobo. Svetloba, ki jo lahko vidimo, ima valovne dolžine, velike samo približno 1/2000 mm.
Poznamo tudi svetlobi podobna valovanja, ki imajo še krajše valovne dolžine, a so za človeško oko nevidna. To so ultravijolična svetloba, rentgenski žarki in gama žarki.
Svetlobi podobna valovanja z večjimi valovnimi dolžinami od vidne svetlobe, ki jih tudi ne moremo videti pa so infrardeča svetloba in vse vrste radijskih valov.

Človeško oko - organ vida: Človeško oko se ne odziva na vse valovne dolžine vidne svetlobe enako. Najbolj je občutljivo za rumenozeleno svetlobo.

Svetlobni tok je količina, ki meri sevalno moč svetlobnega izvora oz. Svetlobne energije, ki jo svetilo odda v časovni enoti. Enota za svetlobni tok je v fizikalnem merilu watt, v fiziološkem merilu, ki upošteva krivuljo občutljivosti človeškega očesa, pa lumen.

1 W svetlobe z 555 nm podnevi pomeni 683 lm
1 W svetlobe z 507 nm ponoči pomeni 1700 lm

Nekaj karakterističnih vrednosti:
•Navadna žarnica 100 W
1300 lm
•Fluorescenčna svetilka 58 W
5200 lm
•Visokotlačna natrijeva sijalka 100 W
10.000 lm
•Nizkotlačna natrijeva sijalka 90 W
13.500 lm

Svetilnost (Luminous intensity) je merilo za svetlobni tok v določeni smeri. Vsota svetilnosti v vseh smereh je enaka svetlobnemu toku. Enota za svetilnost v fizikalnem merilu je watt/steridian, v fiziološkem merilu pa kandela (oznaka cd).

Nekaj karakterističnih vrednosti:
•Sveča
0,6 do 1,0 cd
•Navadna žarnica 100W
110 cd
•Natrijeva visokotlačna sijalka 70W
500 cd
•Sonce (zunaj atmosfere)
3·10²⁷ cd
Osvetljenost (Illuminance) je merilo za količino svetlobnega toka, ki pada na neko ploskev. Enota je luks (oznaka lx). 1lx = lumen/m2.

Nekaj karakterističnih vrednosti:
•Travnik ob jasnem poletnem dnevu ob 12:00
100.000 lx
•Travnik v senci drevesa
10.000 lx
•Namizna površina v pisarni
500 lx
•Žarnica moči 100W na razdalji 1m
110 lx
•Cesta razsvetljena s cestno razsvetljavo
3 lx
•Travnik v mesečini
0,05 lx

Svetlost (luminance) je merilo za občutek, ki ga neka površina povzroča v naših očeh (temno - svetlo). Je edina svetlobno tehnična veličina, ki jo lahko ocenimo z očmi. Merska enota za svetlost v fizikalnem merilu je W/m² steridian, v fiziološkem merilu pa kandela na kvadratni meter (cd/m ²).

Nekaj karakterističnih vrednosti:
•Sonce
1.600.000 kcd/m ²
•Navadna žarnica (prozoren balon)
15.000 kcd/m ²
•Fluorescenčna sijalka
10 kcd/m ²
•Sveča 8 kcd/m ²
•Luna 2,5 kcd/m ²
•Stena sobe osvetljena z električno razsvetljavo 0,04 kcd/m ²

Fotometer je merilni inštrument, s katerim lahko izmerimo količino svetlobe.

3 Zgodovina razsvetljave

Svetlobni vir naravne razsvetljave je skoraj izključno Sonce, vendar je človek že v kameni dobi poznal in uporabljal tudi umetno razsvetljavo: ogenj iz lesa ali trsk, bakle, voščenke ali lojenke in tudi oljenke. Najstarejšo oljenko so našli na Bližnjem vzhodu in izvira iz 3. stoletja pred našim štetjem. Pozneje so se pridružila goriva, kot so petrolej, gorilni špirit, kalcijev karbid in svetilni plin.

Avstrijski znanstvenik Auer Welsbach je leta 1852 iznajdel žarilno mrežico in plinsko žarilno svetilko. Svetilni plin je izgoreval do belega žara in segrel žarilno mrežico. Plinska žarilna svetilka je dolgo časa prevladovala pri razsvetljavi prostorov in ulic.

V začetku 19. stoletja je bila tehnika za proizvodnjo oglja spremenjena, tako da je bila možna suha destilacija premoga in lesa v "mestni plin" za ulično razsvetljavo. 9. novembra 1861 so mestni oziroma "svetilni plin" kot so ga imenovali takrat začeli uporabljati za javno razsvetljavo v Ljubljani.

Ameriški znanstvenik, izumitelj in fizik Thomas Alva Edison se je rodil leta 1847. Prvo tehnično uporabno žarnico z ogleno nitko (ki jo je pridobil s pooglenitvijo bambusovega vlakna) je izdelal leta 1879. Leta 1881 je zgradil prvi električni generator. Uvedel je vzporedno vezavo več žarnic, tako da so žarnice lahko svetile neodvisno.

Leta 1882 je v New Yorku ustanovil prvo elektrarno, ki je dajala električno energijo 1284 žarnicam. Danes je Edison znan kot izumitelj več kot 1000 patentov. Izumitelj Thomas A. Edison ni izumil žarnice s prvim poskusom. Doživljal je neuspeh za neuspehom. Nekoč mu je prijatelj rekel: "Edison, zakaj ne odnehaš? Doživel si že tisoč neuspehov." Edison je odvrnil: "Ne nisem doživel tisoč neuspehov! Ravno obratno. Uspešno sem izločil tisoč zamisli, ki ne delujejo." Ali pa izjava Thomasa A. Edisona: "Genij je 1 % inspiracije in 99 % znoja."

Slika 2: Thomas Edison, vir: http://212.84.179.117/list.htm


Slika 3: Stran iz Edisonovega zvezka z zapiski, vir: http://coe.sdsu.edu/edtec544/Modules/5-usingadesignnotebook/i/intro.htm

Še eden izmed pomembnih znanstvenikov, ki so pripomogli k elektrifikaciji, je bil Nikola Tesla, ki se je rodil leta 1856 v Liki pravoslavnim staršem (oče je bil župnik). Po končanem študiju leta 1883 je odšel k Edisonovi družbi v Pariz, že leto kasneje pa v njegovo centralo v New York. Upal je, da bo v Ameriki našel razumevanje za svoje ideje o motorju na izmenično napetost. Vse doslej so bili v uporabi motorji na istosmerni tok, prav tako pa so hoteli z enosmernim tokom tudi prenašati električno energijo na velike razdalje. Želja po splošni elektrifikaciji po iznajdbi žarnice je bila zelo velika. Zaradi razhajanj v strokovnih mnenjih sta se Edison in Tesla razšla. Leta 1887 je podjetje Westinghouse odkupilo Tesline patente in mu omogočilo praktično izvedbo izumov. Z iznajdbo večfaznega toka je Tesla postavil temelj vsej sodobni elektrifikaciji. Westinghouse je po Teslinih načrtih postavil elektrarno na Niagarskih slapovih, ki je pošiljala elektriko v 50 kilometrov oddaljene kraje, kar je bilo s prejšnjim načinom enosmernega toka neizvedljivo. Nikola Tesla je bil ameriški izumitelj, rojen v Liki, eden največjih genijev in najbolj pozabljenih znanstvenikov (po njem se imenuje enota za gostosto magnetnega polja - Tesla). Ko so med vojno hodili k njemu Hrvati in Srbi, da bi jih podprl v njihovem medsebojnem klanju, je dejal, da bi lahko energija njihovega sovraštva razsvetljevala mnoga velika mesta (ni se postavil na nobeno stran). Ko so ga vprašali, kaj meni o kraji njegovih patentov s strani ostalih "izumiteljev" (Italijan Guglielmo Marconi si je prilastil Teslin izum radia), je dejal, da ga to ne moti zelo, moti ga le, da niso imeli svojih izumov, zamisli. Rekel je, da je ponosen na svoje srbsko poreklo in hrvaško domovino. Nekaj časa je delal tudi v Mariboru.

Slika 5: Nikola Tesla, vir: http://www.kurasc.kyoto-u.ac.jp/plasma-group/sps/history1.html

3.1 Zgodovina električne razsvetljave v Sloveniji

Pri nas je prva žarnica zagorela leta 1883 pri nekem mlinarju v Mariboru.

4.8.1894 pa je Škofja Loka kot prvo mesto na slovenskih tleh dobila javno, ulično električno razsvetljavo. Pogodbo o ureditvi in vzdrževanju ulične razsvetljave sta 5.4.1894 podpisala mestna občina Škofja Loka in Alojzij Krenner, lastnik Tovarne sukna. Tovarnar, ki je na Selški Sori elektrarno postavil že 5 let prej za pogon strojev v tovarni, se je s pogodbo zavezal, da bo 30 let s presežkom električne energije razsvetljeval mestne ulice.

Leta 1892 je kočevski rudnik začel proizvajati električni tok za lastno razsvetljavo. 19.1.1896 pa je bila otvoritev elektrarne mesta Kočevje. Kranjske deželne elektrarne so začele Kočevju dobavljati izmenični električni tok.

3.2 Vsiljena svetloba

Pod pojmom vsiljena svetloba razumemo:
-nebesni sij
-bleščanje
-razsvetljavo izven površin, ki naj bi bile razsvetljene

Vsiljena svetloba predstavlja tudi izgube v smislu porabe električne energije ter s tem nepotrebno povečanje emisije toplogrednih plinov.

Vsiljena svetloba ima svoje žrtve. "Matrika žrtev" je podana v spodnji tabeli, ki vsebuje tako "žrtve" kot tudi glavne vrste instalacij za razsvetljavo, ki lahko povzročijo vsiljeno svetlobo.

Tabela 1: Matrika "žrtev". Relevantna območja so označena z "X".

Razsvetljava za:	šport	industrijo	žarometi	ceste	reklame	rastlinjake
Žrtve						
Stanovalci	X	X	X	X	X	X
Astronomi	X	X	X	X		X
življenje v naravi	X	X	X	X	X	X
uporabniki cest	X		X		X	X
Ladjarstvo	X	X			X	

Skupini "žrtev", ki se jima posveča največ pozornosti, sta stanovalci in astronomi. Stanovalci najbolj trpijo, kadar svetloba vdira v njihovo zasebno življenje, ko pada neposredno v bivalni prostor. V mnogih primerih je to povezano s svetlobo, ki pada v spalnice, vendar pa tudi s svetlobo, ki vdira v dnevne sobe ali zasebne vrtove.

Astronome pa vsiljena svetloba ovira pri njihovem prizadevanju, da bi izvajali natančna opazovanja. Pri astronomih gre tako za profesionalce kot za amaterje, vendar pa je tu še veliko večja skupina ljudi, ki uživajo v temi. Največje skrbi jim povzroča bolj difuzna vrsta svetlobnega onesnaženja, ki nastaja zaradi svetlobe, oddane navzgor, ki se razsiplje po ozračju. Ta razsipana svetloba povzroča difuzni "mestni nebesni sij" ("urban sky glow"). Svetlobo lahko bodisi svetilke oddajajo navzgor neposredno bodisi se indirektno odbija od osvetljenih površin, kot so naprimer ceste.

Tretja pomembna skupina "žrtev", ki je v tabeli poimenovana "življenje v naravi", obsega rastline, predvsem pa žuželke, ptiče in sesalce.

V zadnjem času se inštalacije javne razsvetljave hitro širijo tudi na podeželje in v naravna okolja. To ima močan vpliv na življenjski ciklus žuželk. Organizaciji Društvo za opazovanje ptic Slovenije in Prirodoslovni muzej Slovenije se zavzemata za zmanjšanje svetlobnega onesnaženja. Žuželke so živalska skupina z največjim številom vrst v Sloveniji in tako prispevajo največji delež k biotski pestrosti in našemu slovesu vroče točke Evrope.

Tako kot na vsa živa bitja tudi nanje delujejo notranji in zunanji dejavniki:
* notranji (hrana in parjenje)
* zunanji (toplota, vlažnost, težnost in svetloba, ki je najvažnejši zunanji dejavnik)

* Zaradi dobro razvitega vida pri večini žuželk je svetloba eden najvažnejših zunanjih dejavnikov. Žuželke namreč med selitvijo letijo pod točno določenim kotom proti daljnim virom svetlobe, kot so Sonce in druga nebesna telesa. Ta kot ohranjajo tudi, kadar jih zmotimo z bližnjim umetnim virom svetlobe. Žuželke namreč najbolj privlači svetloba luči, ki izžareva veliko UV žarkov. Tako se spiralno približujejo luči in nazadnje priletijo vanje.

Žuželke so glavni opraševalci rastlin. Ko se ujamejo v nepravilno osenčeno svetilko ali so kako drugače žrtev prevelikega svetlobnega onesnaženja, se njihov delež v naravni prehranjevalni verigi čedalje manjša. Prav tako so za opraševanje določene rastline ali za hrano nekaterim pticam potrebne le žuželke ene vrste in lahko se zgodi, da bodo nekatere vrste ptic ali rastlin pri nas izumrle. Pri nas že izumirajo nekatere vrste, katerim so glavna hrana žuželke.

Slika 6: Veliki skovik, vir: www.ptice.com

ČUK - 50% njegove hrane predstavljajo žuželke. Če se bo število žuželk še naprej manjšalo, bo to pomenilo tudi manjši delež hrane za čuke. Ob stalnem ponavljanju lahko ta ptica postane močno ogrožena, saj bo imela na voljo polovico manj hrane kot prej.

VELIKI SKOVIK - Tudi veliki skovik se prehranjuje z žuželkami, ki čedalje bolj izumirajo.
ZLATOVRANKA -Zlatovranka je bila še pred tremi desetletji pogosta vrsta štajerskih in prekmurskih logov, dolin in goric. Le štirje pari zlatovranke so preživeli v odmaknjenih kotičkih Slovenskih Goric in gričevja vzhodno od Celja. Zlatovranki lahko pomaga samo postopno vračanje tradicionalnih oblik kmetijstva, npr. steljnikov in visokodebelnih sadovnjakov. Pomanjkanje hrane ji samo še škodi in vprašanje časa je kdaj bo ta vrsta popolnoma izumrla.
RJAVOVRATI PONIREK IN POLARNI SLAPNIK - Te vrste ptic pristajajo na vodi. Nepravilno osvetljeno površino ceste in močno osvetljene letalske steze pogosto zamenjajo za vodno gladino in poskušajo pristati. Ker niso prilagojeni na pristajanje na asfaltu, se večinoma smrtno poškodujejo, si polomijo krila in tako ali drugače poginejo.
Izraz "uporabniki cest" govori sam zase (zajet je tudi železniški promet). Podrobnosti o tej matriki in način, kako je bila uporabljena je v osnutku nizozemskih priporočil iz NSVV (1999).
Ker je zunanja razsvetljava v bistvu funkcionalna, skupinsko izklapljanje nikoli ni dobra rešitev za boj proti vsiljeni svetlobi. Očitno je odgovor v kakovostni razsvetljavi.
Zahteve za kakovostno razsvetljavo obravnava Mednarodna komisija za razsvetljavo CIE (CIE 1997, 2001 b, 2001 c).
Tipe razsvetljave, ki so navedeni v tabeli lahko uvrstimo v tri glavne razrede zunanje razsvetljave:

- Čista namenska razsvetljava kot npr. razsvetljava za cestni promet, razsvetljava industrijskih kompleksov ali športnih objektov itd. Njihov namen je zagotoviti ustrezno vidljivost, za naloge, ki se morajo v teh situacijah opravljati. Glavna vidika sta povečanje varnosti in zaščite. - Razsvetljava za povečanje ugodja kot npr. razsvetljava sprehajališč,
ulic v stanovanjskih naseljih, osvetljevanje fasad na javnih zgradbah z žarometi itd., kjer so vidiki vidljivosti sicer pomembni, vendar je podpiranje
občutka ugodja enako pomembno. Tu prevladujeta preprečevanje kriminala in zmanjševanje števila kriminalnih dejanj, natančneje spodbujanje občutka varnosti.

- Dekorativna razsvetljava kot naprimer razsvetljava božičih dreves, prikazi z laserskimi žarki, razsvetljava vodnjakov in dreves z žarometi. Njihova funkcija je izključno poživljanje scene.
Ker je zunanja razsvetljava v bistvu funkcionalna, skupinsko izklapljanje nikoli ni dobra rešitev za boj proti vsiljeni svetlobi, saj bi lahko hitro prišla v protislovje s primarnim funkcijami razsvetljave. Očitno je odgovor v kakovostni razsvetljavi. Zahteve za kakovostno razsvetljavo obravnava Mednarodna komisija za
razsvetljavo CIE (CIE 1997; 2001b; 2001c).

Slika 7: Pogled z okna moje sobe: Vzrok in posledice. Šele osvetljen oblak pokaže koliko svetlobnega toka se po nepotrebnem izgubi v nebo. Foto: Eva Potočnik, Ljubljana

3.2.1 Okoljski pristop k zmanjševanju vsiljene svetlobe

Posledice svetlobnega onesnaženaj niso povsod po svetu enako resne; to pomeni, da ni treba, da bi bili ukrepi za omejevanje vsiljene svetlobe v vseh krajih enako strogi. Zaradi tega se "svet" razdeli na cone. Tako razdeljevanje je dobro uveljavljena praksa pri določanju osnove za okoljevarstvene predpise. Cone so definirane kot območja, kjer se odvijajo ali načrtujejo specifične aktivnosti in kjer so priporočljive specifične zahteve za omejevanje vsiljene svetlobe. Mednarodna komisija za razsvetljavo CIE je predlagala sistem za razdeljevanje na cone, ki je posebej osredotočen na ta namen (CIE, 1997). Razdeljevanje na cone ne zaustavi onesnaženja okolja, vendar pa lahko služi kot referenčni okvir za zakonodajo in predpise proti onesnaževanju. CIE je predlagala sistem za razdeljevanje na cone za splošne namene (CIE, 1997, 2001a). Sistem je tesno povezan s sistemom za razdeljevanje na cone, ki je v uporabi v mnogih državah. Cone se označujejo z razredi (E1... E4). Opisani so v tabeli 2.

Tabela 2: Opis okoljskih con v skladu s sistemom CIE za razdeljevanje na cone (prevzeto po CIE, 2001a, tabela 2.1).

cona	Okolje	svetlobno okolje	primeri
E1	naravno	samo po sebi temno	narodni parki ali zaščitena območja
E2	podeželsko	nizka sijavost okolja	kmetijske ali podeželske stanovanjske površine
E3	primestno	srednja sijavost okolja	industrijska ali stanovanjska predmestja
E4	mestno	visoka sijavost okolja	mestna središča in trgovske površine

Omeniti je treba, da so opisi v izvirni publikaciji CIE drugačni in manj zgoščeni (CIE 1997). V novejšem osnutku CIE so industrijska in podeželska stanovanjska področja navedena kot primer za cono E2 (CIE 2001a). Ustreznejši primer bi bila podeželska poljedelska področja. Specifični vidiki pri projektiranju razsvetljave v bližini astronomskih observatorijev in delovanje observatorijev samih zahtevajo podrobnejši sistem razdeliteve na cone, kjer je ena ali več con CIE še razdeljenih na podcone. Te so zasnovane na sistemu ALCOR, ki ga je predlagal Murdin (1997). Prim. tudi Schreuder (1994a, 1996). V tabelah 3 in 4 je podan opis okoljskih podcon skupaj s primeri astronomskih dejavnosti, ki se lahko v teh conah odvijajo. Ti tabeli temeljita na CIE (2001b, tabeli 2a in 2b).

Tabela 3: Opis okoljskih podcon

Primeri okolij
cona	podcona	
E1		področja s samo po sebi temno pokrajino
	E1a		naravni rezervati
	E1b		narodni parki
	E1c		področja z izrednimi naravnimi lepotami, zaščitene pokrajine
E2		področja z nizko sijavostjo okolja: podeželska poljedelska področja, vaška naselja
E3		področja s srednjo sijavostjo okolja
	E3a		predmestna stanovanjska področja
	E3b		mestna stanovanjska področja
E4		področja z visoko sijavostjo okolja
	E4a		mestna področja z mešano stanovanjsko, industrijsko in trgovsko izrabo zemljišč z znatno nočno aktivnostjo
	E4b		mestna in velemestna področja z mešano rekreacijsko in trgovsko izrabo zemljišč z visoko nočno aktivnostjo

okoljska podcona	primeri astronomskih dejavnosti
E1a	observatoriji na lokacijah svetovnega pomena
E1b	observatoriji nacionalnega ali mednarodnega pomena
E1c	observatoriji na akademski ravni, razred 1 m
E2	observatoriji na podiplomski ravni, razred 1 m
E3a	observatoriji na dodiplomski ravni, amaterji, razred 50 cm
E3b	amaterji, razred 30 cm
E4a	opazovanje s prostim očesom
E4b	opazovanje svetlih objektov s prostim očesom

3.2.2 Mestni nebesni sij

Obstaja še ena vrsta svetlobnega onesnaženja, ki ga moramo obravnavati. Tudi če so svetilke ustrezno nameščene, dobro nastavljene in zastrte, lahko nekaj svetlobe usmerijo navzgor proti nebu. Nadalje bo svetloba, ki se odbija od površin, ki jih moramo osvetljevati, prav tako končala na nebu. Skupni rezultat je to, kar navadno imenujemo "nebesni sij": difuzna meglica, ki se v celoti ali vsaj delno razteza po nebu in otežuje ali celo preprečuje opazovanje astronomskih objektov. Ne prizadene le profesionalnih astronomov z njihovimi velikimi teleskopi; njene žrtve so tudi tisoči ali celo stotisoči amaterskih astronomov, ki občudujejo nebesne čudeže.

Slika 8:Nočni posnetek Ljubljane z okolico (avgust 1996). Zaradi nekvalitetne razsvetljave se desettisoči KWh električne energije izgubljajo v nebo. Svetloba se odbija od visokih oblakov tako, da le-ti delujejo kot nov vir emisije, ki se prenaša še na večje razdalje. Vir: http://www.fiz.uni- lj.si/astro/comets/DSSi/slovenija.html

3.2.2.1 Ugotavljanje nebesnega sija; Walkerjev zakon

Kljub dejstvu, da svetlobno vznemirjanje astronomom povzroča velike skrbi, pa obstaja le malo poročil o raziskavah kvalitativnih in kvantitavnih vidikov motenj astronomskih opazovanj zaradi svetlobe. Največ jih temelji na Walkerjevem delu (1973). Običajno se svetloba, ki moti astronomska opazovanja, pojavlja v obliki nebesnega sija v bližini velikih urbanih, industrijskih ali kmetijskih koncentracij. Svetlost nebesnega sija lahko primerno izrazimo z "Walkerjevim zakonom", ki ga je mogoče zapisati kot

log p = - 4,7 - 2,5 log R + log F

(po: Anon., 1984; prim. Walker 1973, 1991), kjer je p razmerje med opazovanim nebesnim sijem, kot ga izmerimo v smeri vira pod kotom 45°, in naravnim sevanjem ozadja, R je razdalja do vira (v km), F pa celotni svetlobni tok zunanje razsvetljave pri viru (v lm). Omeniti moramo, da obstaja nekaj dvomov, ali je kot 45° najprimernejši; največ opazovanj gre navzdol do 30° ali celo 15°. Slednji kot se na Nizozemskem uporablja za opisovanje bolj splošnega vpliva nebesnega sija na izkušnje ljudi v okolici njegovih virov (Anon., 1997; Van Berghem-Jansen, 1997). Za sevanje ozadja se običajno vzame 2 . 10-4 cd/m² . Ta zakon je bil vpeljan za mesta na jugozahodu ZDA. Zdi se, da ga je mogoče uporabiti tudi za druge kraje (Fisher&Turner, 1977; Garstang, 1991; Isobe & Kosai, 1994; Isobe, 1997; Sanchez Beitia, 1983).

Walker (1991) predpostavlja, da je skupni svetlobni tok nekega mesta premo sorazmeren s številom njegovih prebivalcev, namreč 1000 lm na prebivalca (prim. tudi Schreuder, 1991). Za razširitev modela za širšo uporabo, natančneje glede približka 1000 lm na prebivalca, potrebujemo več podatkov. Finch et al. (1980) so predlagali vrednosti med 500 in 1000 lm na prebivalca, Schreuder (1987) pa ugotavlja, da je mogoče najti tudi vrednosti, ne višje od 50 lm na prebivalca, čeprav je znašalo poprečje njegovega vzroca iz vsega sveta priblilžno 850 lm.
Drugo, matematično strožjo izpeljavo, podajajo Fellin et al. (2000). Predstavili so relacijo, ki dovoljuje določanje porasta magnitude praga za ravno še vidne zvezde kot rezultat parametrov razsvetljave:

dM = - 2,5 log (1 + Rn / [r(1 - Rn )],

kjer je

dM: porast magnitude praga za ravno še vidne zvezde;
Rn: skupni navzgornji svetlobni tok vsega mesta
r: regijsko poprečje refleksijskega faktorja
(po: Fellin et al., 2000, enačba 9).

Nebesni sij je posledica svetlobe, ki se odbije navzgor in potem razsiplje nazaj na površje Zemlje. Del razsipane svetlobe se odbije naravnost navzgor. Običajno je to posledica slabo sprojektirane ali slabo nastavljene razsvetljave; lahko pa se pojavi tudi, če je svetloba namerno usmerjena navzgor. Še en pomemben prispevek k razsipani svetlobi pa daje svetloba, ki je sicer natančno usmerjena na osvetljevane predmete, vendar se od njih odbije. Cestne površine, trava in zgradbe odbijejo precejšen delež vpadne svetlobe, svetloba pa se običajno odbije navzgor. Poudariti moramo, da ta svetloba služi svojemu namenu le, če zadene opazovalčevo oko. V nekaterih primerih, kot npr. pri signalizaciji, je to svetlobni vir sam, skoraj v večini primerov pa je to svetloba, ki se odbija od "koristne" površine. Zato je predlog, ki ga je ponekod slišati, namreč, naj se vse površine prebarvajo črno, pa ne bo odbite svetlobe, v resnici nesmiseln, saj bi, četudi bi to zares storili - predvsem pa, če bi to bilo sploh mogoče -, bi postala razsvetljava popolnoma neuporabna. To velja še posebej za cestne površine.

Vsem virom nebesnega sija, ki ga povzroča človek, pa je skupno eno: vsi predstavljajo gospodarske izgube. Crawford je na osnovi števila predpostavk "čez palec" izračunal samo v ZDA letne izgube v višini milijarde dolarjev (Crawford, 1991, 1997a). Isobe je postregel s podobnimi podatki, ki pa jih je potem podrobneje razdelal za specifična mesta in lokacije (Isobe, 1999). Prim. tudi Cinzano (1994, 1999, 2000) ter Cinzano & Diaz Castro (2000) in Cinzano et al. (1999).

Ti izračuni zajemajo tudi odbito svetlobo. Po italijanskih podatkih je le majhen delež nebesnega sija posledica direktne svetlobe, večji del pa prispeva odbita svetloba, ki se ji, kot smo nakazali že prej, ne moremo izogniti, ne da bi ogrozili funkcijo razsvetljave same (Fellin et al., 2000). Končni rezultat je, da izračun krepko precenjuje energijske izgube. Ne glede na to pa so te izgube nesprejemljivo visoke!

Slika 9: nočni pogled na mesto Celje iz južne strani, oddaljenost od centra pa približno 2,5 km. Foto: Simon Krulec

4 Stanje v svetu

Človekov vpliv seže, zaradi njegove sposobnosti mišljenja in načrtovanja v vse kotičke sveta in lahko bistveno spremeni delovanje ekosistemov. V razvitih državah je prišlo do velikega povečanja emisije svetlobe umetnih izvirov že pred več desetletji.
Pred petdesetimi leti so na pojav svetlobnega onesnaževanja prvi pričeli opozarjati astronomi. Sprva neuspešno. Pobuda "Dark sky" (pobuda za temno nebo) se je pričela v Veliki Britaniji in je prerasla v množično gibanje.
Ta pobuda je opozorila širšo javnost na problem svetlobnega onesnaževanja neba in njegov vpliv na astronomska opazovanja in okolje nasploh.
Leta 1976 je Mednarodna astronomska zveza sprejela resolucijo, v kateri opozarja na rastoč negativen vpliv svetlobnega onesnaževanja. Seveda so imeli pred očmi svojo dejavnost:astronomska opazovanja, ki jim je grozil konec. Iz njihovih pobud so se razvile ostale, katerih cilj je temno nebo.

Znanstveniki v Evropi se ukvarjajo predvsem s cestno in rečno javno razsvetljavo. Ugotavljajo, da več kot polovica svetlobe uhaja v nebo. Opozarjajo, da v 25-ih letih na evropskem nebu ne bo več zvezd.

Svetlobno najbolj oneznažena je Belgija, sledita Nizozemska in Velika Britanija.
Poglejmo nekaj podatkov iz raziskave Mohar A. Svetlobno onesnaženje, bleščanje in primerjalne meritve-Posvetovanje Razsvetljava 2005, ki je bilo oktobra 2005 v Postojni:
– avtoceste v Sloveniji so bistveno bolj osvetljene kot v Nemčiji
– izvozi iz avtocest so v Nemčiji večinoma neosvetljeni
– nove svetilke na naših cestah za 200% do 300 % presegajo moči v Nemčiji
– turistični kraji v tujini so diskretno osvetljeni
– v Sloveniji so cestne svetilke 2x bolj skupaj kot v Nemčiji
– v Nemčiji ugašajo luči na parkiriščih pred trgovskimi centri
– Nemčija večinoma sploh nima zasenčenih svetilk, vendar je kljub temu manj onesnažena kot inštalacije v Sloveniji
– V Sloveniji ni edini problem svetloba, ki jo pošljemo po nepotrebnem v nebo.
– Meritve med svetlobno onesnaženo Evropo in Slovenijo kažejo, da v Sloveniji
– montiramo samo najmočnejše svetilke. Skupni efekt je okoli 300 % večje
– svetlobno oneznaženje na prebivalca kot v Nemčiji. Primerjalne
– meritve osvetljenosti v Nemčiji, Avstriji in Sloveniji opravljene maja 2005
potrjujejo tezo, da postaja Slovenija bolj svetlobno onesnažena kot Avstrija in Nemčija.
– naše cerkve so 10 x bolj osvetljene kot v Avstriji
– "Osnovni napotki za zmanjšanje svetlobnega onesnaženja", ki ga je pripravilo angleško združenje inženirjev za razsvetljavo so bili leta 1998 prevedeni v slovenski jezik. Navodila vsebujejo osnovne napotke o tem, kako se lahko izognemo nepotrebnemu svetlobnemu onesnaženju.

Na Nizozemskem največ prispevajo k svetlobnemu onesnaženju rastlinjaki. Trenutno ni priporočil za omejitve vsiljene svetlobe v njih. V zadnjem času je bilo na Nizozemskem objavljenih več raziskav v zvezi z razsvetljavo podeželskih avtocest v naravnih okoljih in vpliv razsvetljave na žuželke, ptice, netopirje in druge male živali. Poleg Italije se proti problemu novodobnega svetlobnega onesnaženja vidneje borijo tudi v Veliki Britaniji, Švici in Nemčiji. Vendar je dotična zakonodaja v vseh naštetih državah še v začetni fazi. Širom Evrope je tako moč zaslediti le nekaj "svetlih lis" s kvalitetno regulativo.

Že junija 1994 sta predstavnik Gibanja za temno nebo in nemški znanstvenik začela razmišljati o morebitnem množičnem načinu plodnega reševanja onesnaženega neba preko pristojnih institucij Evropske Unije. Ideja je obrodila sadove v začetku leta 1995, ko je bila Evropskemu parlamentu predana posebna peticija, v kateri so bili navedeni vsi glavni argumenti za čimprejšnje ukrepanje ter seveda predlog sprejema posebne (globalne) regulative za območje celotne EU.

ZDA so takorekoč domovina boja proti svetlobnemu onesnaževanju. Prav tam so se v začetku petdesetih let dvajsetega stoletja že začeli zavedati resnosti svetlobnega onesnaževanja. Prvi pravni akt sega v leto 1957 in je bil izdan za mesto Flagstaff v Arizoni. Tudi ZDA varujejo številna območja, zlasti v okolici nacionalnih parkov in astronomskih observatorijev. Tako so v Tusconu v Arizoni v uporabi le popolnoma zasenčene luči, uporaba promocijskih panojev je časovno omejena na večerne ure. Z zasenčenimi lučmi opremljajo tudi take metropole kot je Los Angeles. Tudi v San Diegu bodo v nekaj letih zamenjali vse svetilke z zasenčenimi. Priporočila Mednarodne zveze za razsvetljavo in Mednarodne astronomske unije priporočajo časovno omejeno delovanje promocijskih panojev in dekorativne razsvetljave stavb.

Slika 10: Zemlja ponoči. Vidi se, kako zelo je svetlobno onesnažena Severna Amerika. Vir: http://www.capeaeroclub.co.za/toc.htm

4.1 Stanje v Sloveniji

Slovenijo lahko glede številnih meril uvrstimo med 30 do 40 najbolj razvitih držav na svetu. Toda kar zadeva prizadevanja za izboljšanje stanja in varstva okolja, naša država ne sodi v elitno družbo razvitih. Letna okoljska škoda dosega 4-6 % bruto domačega proizvoda, letna poraba za okolje- varstvene namene (tekoča poraba in naložbe) pa znaša le okoli 0,6 % bruto domačega proizvoda (v razvitih državah od 1,5 do 4 %).

Ključni problem današnjega časa v Sloveniji je pomanjkanje celovitega pristopa pri iskanju rešitev za perečo okoljevarstveno problematiko, kajti potrošništvo postaja tudi naš problem. Sad potrošništva, nestrokovnosti, predvsem pa slovenske nečimrnosti je navidez zelo obrobna in nepomembna problematika - preveč osvetljena Slovenija.

Posamezni znanstveniki, stokovnjaki in inštitucije se z veliko skrbjo ukvarjajo, a znanja in dogajanja, ki jih premorejo, so zaenkrat še nepovezana po posameznih institucijah. Slovenija dokazuje svojo počasnost, neznanje in ignoranco do velikega problema svetlobnega onesnaževanja in videti je, da se iz napak, ki jih je storil razviti zahod, nočemo nič naučiti. Čeprav že bije plat zvona, smo izredno tolerantni:
Slovenija je ponoči vse bolj osvetljena.

Slika 11: Noč se spušča čez Evropo in Severno Afriko Vir: http://leblogdegab.canalblog.com/

4.1.1 Vzroki svetlobnega onesnaženja v Sloveniji

1. Množična uporaba nezasenčenih svetilk. Živimo v dobi visokih tehnologij, obenem pa je Slovenija zasičena s tehnološko zastarelimi in ekološko oporečnimi nezasenčenimi svetilkami, ki poleg na tla pošiljajo velik del svetlobe naravnost v nebo in s tem v vesolje. Vsak dan nam postavljajo nove in nove instalacije, nihče pa se ne vpraša o smiselnosti in stroških tega početja ter o posledicah za okolje. Posebej zaskrbljujoče je dejstvo, da se večina nekvalitetne razsvetljave financira bodisi iz občinskih ali pa iz državnega proračuna. V obeh primerih gre denar iz žepov davkoplačevalcev.
2. Nestrokovno montirane svetilke. Svetilke, ki so sicer delno zasenčene vendar postavljene postrani poleg tal osvetljujejo tudi bližnjo in daljnjo okolico. Tovrstnih inštalacij je videti po državi kar precej in kažejo na nestrokovnost ali pa površnost izvajalcev.

3. Pretiravanje z razsvetljavo. Tu gre tako za pretiravanje v številu svetlobnih teles kot tudi z močjo osvetlitve. Slovenija je v primerjavi z nekaterimi drugimi razvitejšimi državami vse bolj "razpoznavna" po naravnost razsipni nočni razsvetljavi. Pretiravamo pri osvetljevanju cest in javnih površin. Še posebej pa izstopamo po pretiravanju z nivojem osvetljevanja cerkva in ostalih kulturnih spomenikov. Vsesplošno pretiravanje z nočno razsvetljavo postaja realnost in nova značilnost Slovenije. Za potrditev te trditve je dovolj, da se zapeljemo čez mejo v sosednjo Avstrijo ali Nemčijo, kjer so ceste in javne površine za red velikosti manj osvetljene kot v Sloveniji. Številne vasi pa praviloma sploh niso osvetljene. Enako velja tudi za dekorativno osvetljevanje kulturnih spomenikov, ki so sicer osvetljeni kot pri nas, vendar z daleč nižjimi nivoji osvetlitve. Končni učinek je estetsko prefinjena dekoracija ob minimalni porabi energije (stroških) in minimalnih negativnih vplivih na okolje. Avstrijci so znani po svoji varčnosti in izjemni ekološki ozaveščenosti, ki je zgled mnogim državam EU. Očitno zelo cenijo in spoštujejo nočno temo, ki obiskovalce že od daleč opozarja na dobro ohranjeno naravno okolje.
4. Praksa vsesplošnega osvetljevanja. V Sloveniji se je uveljavilo prepričanje o nujnosti vsesplošnega osvetljevanja za vsako ceno ne glede na smiselnost, stroške ali morebitne posledice. Mestne in primestne ulice in naselja smo že zdavnaj osvetlili. Zdaj poteka množično osvetljevanje podeželja. Po eni strani je to posledica prenašanja urbanih vzorcev načina življenja na podeželje. Po drugi strani pa gre za lažno prepričanje, da več svetlobe pomeni večjo varnost. Tej trditvi naseda večina tistih, ki odločajo o postavitvi razsvetljave. Brez posebnih analiz lahko ugotovimo, da osvetljevanje in kriminal naraščata premosorazmerno in ne obratno. Več svetlobe daje le navidezno večjo varnost saj pride prav tudi zlikovcem, ki se na svetlem bolj suvereno in učinkovito lotijo svojega posla. Navsezadnje to potrjuje tudi dejstvo, da je kljub vseobsežnemu osvetljevanju, v Sloveniji kriminal v nenehnem porastu. In nenazadnje je vsesplošno osvetljevanje predvsem v službi poslovnih interesov tistih, ki s prodajo in gradnjo osvetljevalne infrastrukture ter prodajo električne energije izdatno služijo. Ti interesi so sicer povsem legitimni vendar je nedopustno, da zaradi uporabe neustreznih svetil prihaja do degradacije okolja. V Sloveniji praktično vsaka infrastruktura vsebuje tudi "paket" zunanje razsvetljave ne glede na to ali je v resnici potrebna ali ne. Zato predstavlja zunanja razsvetljava pomemben del v celotni investiciji, obenem pa jo tudi precej podraži. A kaj bi se s tem obremenjevali saj to itak plačajo davkoplačevalci.

5. Osvetljeni reklamni panoji. Slovenija postaja "razpoznavna" po že kar podivjanem in nekontroliranem postavljanju reklamnih panojev in to praktično brez vsakršnih omejitev. Panoji rastejo kot gobe po dežju in čeprav je z njimi nastlana že vsa država oglaševalci pod pretvezo, da moramo doseči evropski nivo postavljajo še nove in nove. V letu 2005 poteka postavljanje preko vseh razumnih meja osvetljenih jumbo panojev vzdolž avtocestnega križa (koga briga varnost prometa!). Mar ti panoji res sodijo v vsako okolje, ob ceste in celo avtoceste? Ali pristojne državne organe zanimajo samo interesi oglaševalcev? Kje so interesi varstva okolja, varnosti prometa...? Navsezadnje ti panoji grobo posegajo v estetiko in značilnosti slovenske pokrajine, ki jo po eni strani reklamiramo kot razpoznavni znak Slovenije, po drugi strani pa neusmiljeno uničujemo. Samo nekaj dejstev: v vsej Nemčiji ni niti enega osvetljenega panoja ob avtocesti. Ob avtocesti Trst - Benetke ni niti enega osvetljenega panoja. Čeprav je ravno ta del Italije prenaseljen in v tem delu Italije najmanj pazijo na svetlobno onesnaževanje. Jasno je zakaj: osvetljeni plakati zmanjšujejo prometno varnost, zato jih država z zakoni omejuje.

6. Odsotnost stroke. Slabo stanje je posledica pomanjkanja strokovnega znanja. Poleg nekaj podjetij, ki se v večjih mestih (Ljubljana, Maribor) profesionalno ukvarjajo z razsvetljavo se drugje po Sloveniji z osvetljevanjem lahko ukvarja kdorkoli in namesti kakršnokoli svetilo brez omejitev. Tako kot na vseh drugih področjih bi morala država poskrbeti za primeren strokovni nivo tistih, ki se s tem ukvarjajo. Navsezadnje pa gre pri zunanjem osvetljevanju za velik poseg v okolje zato bi morali te posege skrbno načrtovati in poskrbeti, da so čimmanj moteči za okolje. Zato naj se s tem poleg osvetljevalcev ukvarjajo tudi druge stroke (krajinski arhitekti, okoljevarstveniki, ... ipd).

7. Odsotnost ukrepov varstva okolja na področju zunanje razsvetljave spreminja Slovenijo v svetlobno najbolj onesnaženo državo v Evropi. Umetna svetloba je polutant, ki v nasprotju z drugimi, kot so naprimer hrup, emisije škodljivih plinov, ipd., vpliva na zelo velika področja in je dejansko omejena le z ukrivljenostjo Zemlje. Tej posebnosti bi morali biti prilagojeni tudi ukrepi. Če želimo na tako majhnem ozemlju ohraniti temno nebo bodočim generacijam, ohraniti biotsko raznovrstnost in okolje nasploh, bi morali poskrbeti za zasenčeno razsvetljavo na celotnem ozemlju države. Podlaga za sprejem ukrepov varovanja nočnega neba je Zakon o varstvu okolja. Ministrstvo za okolje in prostor pa bi moralo sprejeti ustrezno uredbo o zmanjšanju in nadzoru nad svetlobnim onesnaženjem.

8. Davčna politika v Sloveniji plačujejo davek od stavbnih zemljišč le gospodinjstva, ki so komunalno opremljena (med drugim morajo imeti tudi javno razsvetljavo). Interes države bo po vsej verjetnosti pobrati čimveč davkov. Prej pa bo seveda treba poskrbeti, da bo imelo vsako gospodinjstvo ulično svetilko. Posledica take nesmiselne politike bo, da bomo imeli kmalu osvetljeno tudi vso podeželje, po možnosti do zadnje kmetije. Ker imamo pri nas izredno razpršeno poselitev bodo posledice katastrofalne saj kmalu ne bo več lokacij, ki bi bila ponoči v temi. Osvetljava podeželja že poteka in o tem je treba voditi računa. Proces osvetljevanja je dobil dodaten impulz po uvedbi novih občin. Nemalo je primerov, ko so župani najprej poskrbeli za izdatno ulično razsvetljavo. Glede na pri nas zelo razširjeno prepričanje, da je razsvetljava znak razvitosti in visokega standarda je to zelo hvaležen instrument za povečevanje ratinga lokalnih politikov. Tudi slovenska podjetja plačujejo cenejšo elektriko kot gospodinjstva, saj jim država povrne DDV za električno energijo. S poceni elektriko podjetja pogosto pretirano osvetljujejo parkirišča, zgradbe, reklamne panoje. Za osvetljevanje zgradb in reklamnih panojev podjetje v Sloveniji plača 0% davek, medtem ko mora študent za nakup knjig plačati 8.5% davek. Ker študent za študij potrebuje umetno svetlobo bo on (ali njegovi starši) za električno energijo plačal celo 20% davek. Povsem jasno je, da je izobraževanje bolj obdavčeno kot osvetljevanje reklamnih panojev. Vsekakor je na mestu razmišljanje o uvedbi ekološke takse za osvetljevanje.

9. Nezasenčena razsvetljava = neekološka razsvetljava. Zakaj? Zato, ker te svetilke oddajajo znaten del svetlobe v bližnjo in daljnjo okolico ter v nebo (vesolje) in s tem negativno vplivajo na kvaliteto nočnega neba (onesnaženje z umetno svetlobo), rušijo bioritem ljudi in živali in neracionalno trošijo električno energijo. Nezasenčene svetilke povzročajo tudi bleščanje. Slednje ima lahko resne posledice za varnost v prometu, še posebej pri starejših ljudeh.

V Sloveniji največ prispevajo k svetlobnemu onesnaženju velika urbana področja kot so ljubljanska kotlina, Maribor, celjska kotlina pa tudi obalna regija. Precejšen del umetne svetlobe dobimo tudi iz sosednjih držav, predvsem iz Italije.

Nadzora nad svetlobnim onesnaženjem s strani državnih in lokalnih inštitucij pri nas ni. Ministrstvu za okolje in prostor je bilo že leta 1995 s strani Oddelka za fiziko in matematiko Univerze v Ljubljani dano poročilo o svetlobnem onesnaženju pri nas v Sloveniji in s tem povezana pobuda za sprejem nujne regulative.

Leta 1997 je poslanec DZ Samo Bevk v parlamentu dal pobudo za sprejem "Uredbe o zmanjšanju in nadzoru svetlobnega onesnaženja." Naletela je na pozitiven odziv Ministerstva za okolje in prostor. V maju 1999 je MOP pripravilo osnutek uredbe o svetlobnem onesnaževanju okolja. Kljub večkratnim razgovorom z državnim sekretarjem , mag. Radovanom Tavzesom pa konkretnih ukrepov do danes še ni bilo. Po dolgih zapletih je bila februarja letos končno na vrsti javna razprava uredbe, sprejeli pa naj bi jo marca. Uredba o svetlobnem onesnaževanju bo opredelila obliko uličnih svetilk, omejila osvetljevanje spomenikov, oglasnih panojev, fasad in okolice stavb, prepovedala bo svetlobne snope proti nebu, določila obliko svetilk javne razsvetljave.Osvetlitev vseh fasad naj bi bila takšna, da ne bo motila soseščine, reflektorji pa naj ne bi bili usmerjeni v nebo. Po 23. uri bodo lahko vklopljene le svetilke potrebne za razsvetljajo cest, železnic ali javnih površin. Omejitve naj bi bile namenjene predvsem nočnemu počitku ljudi, varstvu živali in narave. Uredba predvideva tudi strožje omejitve za okolico astonomskih opazovalnic na Črnem vrhu nad Idrijo in Golovcu ter za vsa zaradi narave zavarovana območja. Za kršitelje je predvidena kazen- pravne osebe od 1 milijona do 10 milijonov tolarjev, odgovorna oseba pa od 300.000 do 1 milijona tolarjev. Določila uredbe naj bi za nove svetilke začela veljati takoj, vse oblike razsvetljave pa naj bi prilagodili do leta 2015.

Če bi Slovenija nadaljevala sedanji trend povečanja nezasenčene zunanje razsvetljave, resna astronomska opazovanja ne bi bila več možna že v začetku naslednjega desetletja .

Nujno je spoznanje, da je tudi nočno nebo del naše naravne dediščine, ki je nimamo pravice uničevati, ampak jo moramo ohraniti bodočim generacijam. Skrb za našo Slovenijo, ta geografsko tako razgiban evropski mozaik, je hkrati skrb za Zemljo, skrb za njeno zdravo in varno prihodnost.

Slika 12: Avtocestni priključek Šmartno na gorenjski avtocesti. Gostota in zasenčenost luči nista ustrezni - čemu osvetljujemo travnik? Foto: Zorko Vičar in Peter Mihor.

Slika 13: Postavitev primerno (levo) in neprimerno zasenčenih luči (sredi in desno na sliki) v Stanežičah (Celovška cesta). Foto: Dejan Kolarič. Naše pripombe na Uredbo o mejnih vrednostih svetlobnega onesnaževanja okolja vključujejo tudi nastavljive senčnike, ki preprečujejo odvečno osvetljevanje okolice javnih površin.

Slika 14: Dokaz o svetlobnem onesnaženju v Vodicah. Podatki o sliki: 60 s, f/3.5, 14 mm (28 mm ekvivalent), ISO 400. Foto: Gregor Vertačnik

Slika 15: Pogled proti Alpam iz Vodic, v nasprotni smeri Ljubljane. Razlika je očitna. Foto: Gregor Vertačnik

4.1.2 Javna razsvetljava

Vire motečih emisij svetlobe lahko v grobem razdelimo na:

– funkcionalno razsvetljavo: razsvetljava cest in ulic, pomembnih prometnih sporočil, notranja razsvetljava (velika pisarniška okna lahko npr. Povzročijo dokajšnje svetlobne emisije v okolico), razsvetljava parkirišč itd.

– nefunkcionalno razsvetljavo: svetlobni napisi, razsvetljava stavb, spomenikov in pomembnih objektov, svetlobni snopi

Na področju Mestne občine Ljubljana (MOL) je 32000 svetlobnih teles s katerimi upravlja in jih vzdržuje podjetje Javna razsvetljava d.d. Ljubljana. Družba Javna razsvetljava je v s sklopu gradnje avtocest v Sloveniji sodelovala pri zasnovi in izvedbi razsvetljave v vseh novih predorih in pokritih vkopih, ki so bili zgrajeni od leta 1992 dalje. Strokovnjaki te družbe sodelujejo v vseh tehničnih odborih Mednarodne komisije za razsvetljavo.

Družba Javna razsvetljava namenja veliko skrb tudi zmanjševanju porabe električne energije. Z različnimi tehničnimi ukrepi so uspeli v primerjavi z letom 1990 zmanjšati porabo energije na področju MOL za približno 40%, s čimer posledično pripomorejo tudi k zmanjšanju emisij toplogrednih plinov v okolje.

Pri gradnji in vzdrževanju naprav za razsvetljavo in prometno signalizacijo nastaja vrsta odpadkov. Javna razsvetljava skrbi za ekološko neoporečno odstranjevanje nevarnih odpadkov. Pri njihovem delu ostaja veliko število izrabljenih sijalk, ki zaradi vsebnosti živosrebrnih par in težkih kovin predstavljajo nevarnost za okolje.

Podjetje Javna razsvetljava d.d. je sodelovala pri obravnavi problematike javne razsvetljave v povezavi s problemom vsiljene svetlobe. Slika 16: Pogled proti Šmarni gori z vrha stolpnice na Brilejevi ulici. Foto: Eva Potočnik

4.1.2.1 Cestna razsvetljava

Cestna razsvetljava je praktično že več kot 100 let sestavni del našega življenja. Znatno prispeva k večji varnosti, tako prometni kot tudi kriminalni, še posebno če je kakovostno in ustrezno izvedena.

Cestna razsvetljava mora biti ekonomična in okolju prijazna. Kakovostna cestna razsvetljava torej izboljšuje tudi kakovost našega življenja. Žal pa je pri nas marsikje cestna razsvetljava bolj sama sebi namen.

Kaj je torej pomembno pri cestni razsvetljavi?

Najprej ustrezen nivo svetlosti oziroma osvetljenosti. Razsvetljavno napravo je potrebno načrtovati tako, da bodo svetlobno-tehnični parametri v mejah vrednosti, ki jih podajajo priporočila in standardi.

V letu 2000 se je v Sloveniji nadaljevala intenzivna gradnja avtocest, priključkov na avtoceste, cestninskih postaj, nanovo so bile postavljene cestne svetilke na regionalnih in lokalnih cestah, križiščih ter ulicah mest. Pri vseh navedenih primerih so bile postavljene slabo zasenčene svetilke tipa CX s precejšnjo stopnjo bleščanja in znatno emisijo svetlobe navzgor proti nebu.

Z Direkcijo za ceste se kljub opozorilom in priporočilom stroke ni dalo dogovoriti, da bi namesto delno zasenčenih svetilk, namestili popolnoma zasenčene na novi cestni razsvetljavi v Logatcu in na cestnem križišču na Kalcah. V Sloveniji in v svetu se največ uporabljajo svetilke iz skupine G3-polzastrte.

Poglejmo primere slabih cestnih svetilk, ki jih trenutno nameščajo v Sloveniji.

Nezasenčene svetilke so večinoma v obliki krogle iz prosojnih materialov. Svetloba se nekontrolirano širi na vse strani. Več kot polovica svetlobnega toka gre brez koristi naravnost proti nebu kar povzroča bleščanje in svetlobno onesnaženje. Svetlobni izkoristek je majhen zato so tudi z energetskega vidika neprimerne za javno razsvetljavo. V Sloveniji se pogosto uporabljajo za razsvetljavo stranskih ulic, stanovanjskih sosesk, okolic poslovnih zgradb, ipd. Povsod kjer skušajo zmanjšati svetlobno onesnaženje je uporaba takih svetilk prepovedana.

Slika 17: Nezasenčena dekorativna razsvetljava
Slika 18: Nezasenčena svetilka, ki se okolice ene od poslovnih stavb pogosto uporablja

Delno zasenčene svetilke so na zgornji strani zasenčene, spodaj pa imajo nameščen izbočen pokrov iz prosojnega materiala (polikarbonat), ki služi za razprševanje svetlobe. Zaradi vpliva UV žarkov in onesnaženja postaja polikarbonat z leti čedalje manj prosojen. Vedno manj svetlobe pade na cilj osvetlitve in čedalje več se je nekontrolirano razpršuje proti nebu. Take svetilke povzročajo tudi bleščanje, ki je posebno ob deževnem vremenu za voznike moteče in celo nevarno. Tako z ekološkega kot tudi s stališča prometne varnosti so manj primerne za javno razsvetljavo. V Sloveniji tovrstne svetilke daleč prevladujejo (cca 90% vse populacije svetilk) zato jih smatramo za najpomembnejši vir svetlobnega onesnaženja.

Slika 19: Delno zasenčena svetilka CX 63.6 (Siteco)

Slika 20: Napačno montirana zasenčena svetilka

Napačno montirana razsvetljava: Pri nas je razmeroma pogosta montaža svetlobni teles pod koti 10-30o nad horizontom, ki je posledica zmotnega prepričanja, da bodo tla pod svetilko bolje osvetljena. V resnici dosežemo le to, da oddaja svetilka več svetlobe v vodoravni smeri in navzgor v nebo. Prvo povzroča bleščanje, drugo pa nepotrebno osvetljevanje neba in izgubo energije. Kvalitetno osvetljenost tal ob minimalnem onesnaževanju dosežemo le z uporabo zasenčenih svetilk, ki morajo biti postavljene vodoravno (vzporedno) s horizontom.

Pomemben dejavnik pri izbiri svetilke je cena. Tukaj ni mišljena toliko cena svetilke, kot cena celotne razsvetljave naprave in njeno vzdrževanje.

Kakovost cestne razsvetljave je odvisna ne samo od svetlosti oziroma osvetljenosti, ampak tudi od njune enakomernosti. Če je prometna površina neenakomerno svetla, je v temnejših predelih težje ali pa sploh nemogoče opaziti ovire in nevarnosti. Take temne cone lahko nastanejo če so svetilke preveč razmaknjene med seboj, ali če nekaj svetilk ugasnemo (zaradi varčevanja z električno energijo ali okvare svetilk).

Sliki 21 in 22: Pri večji svetlosti ozadja (cestne površine) je kontrast večji, kar znatno olajša zaznavanje ovir na cestišču.

Sliki 23 in 24: Osvetljenost z vzdolžno enakomernostjo 0,4 (levo) in 0,7 (desno)

Pri načrtovanju cestne razsvetljave morajo paziti na omejevanje bleščanja. Preveč svetli predmeti v našem vidnem polju namreč motijo, tako da lahko pride do zmanjšane vidne funkcije (fiziološko bleščanje) oziroma do povečane utrujenosti (psihološko bleščanje). Čim večja je svetlost motečega objekta oziroma čim bolj je objekt blizu smeri pogleda, tem večje je bleščanje. Bleščanju se pri cestni razsvetljavi nikoli ne moremo povsem izogniti, lahko pa ga s primerno izbiro in namestitvijo zmanjšamo na sprejemljivo raven.

Slike: 25, 26 in 27: Bleščanje zmanjšanja zaznavanja kontrastov. Na levi sliki je kontrast dovolj velik, da opazimo pešca, na srednji sliki pa ga zaradi bleščanja le težko opazimo. Na desni sliki je kontrast zaradi povečane svetlosti okolice večji in pešca ponovno lahko opazimo.

Pomembni pa sta tudi smer svetlobe in pa njena barva oziroma spektralna sestava. Nizkotlačnenatrijeve sijalke, ki zaznavanje barv sploh ne omogočajo so za splošno cestno razsvetljavo neprimerne in jih uporabljamo samo za razsvetljavo tunelov, prehodov za pešce ali pristanišč.

Pri razsvetljavi površin namenjenih pešcem pa je potrebno paziti še na eno lastnost in sicer na vertikalno osvetljenost.

Cestna razsvetljava mora biti postavljena tako, da optično vodi in opozarja voznika. Potencialna nevarnost določa kriterije cestne razsvetljave. Le ta mora biti izvedena tako, da omogoča udeležencem v prometu videti oziroma opaziti površino, potek in meje cestišča, dovoze, križišča, ovire na vozišču ter položaj in premike drugih udeležencev v prometu. Na ta način je s cestno razsvetljavo zagotovljen tekoč in nemoten potek prometa. Svetlost prometne površine, ki jo z neko razsvetljavo dosežemo, je odvisna od položaja opazovalca, od razvrstitve svetilk in njihovih svetlobno tehničnih lastnosti, od skupnega svetlobnega toka virov v svetilki ter od optičnih lastnosti cestne obloge. Minimalne priporočene oziroma predpisane vrednosti so odvisne od gostote prometa ter od drugih razmer in znašajo 0,3 do 2 cd/m2. Poleg ustrezne svetlosti pa je potrebno zagotoviti tudi ustrezno skupno in vzdolžno enakomernost svetlosti ter ustrezno omejiti bleščanje. Tabela 4: Minimalne svetlosti vozišča

			Povprečni letni dnevni promet
Ločitev smernih vozišč	Razdalje med priključki	Število križišč na km	<15.000	15.000 do25.000	>25.000
        da	> 3 km		0,75	1,00	1,00
	< 3 km		1,00	1,00	1,50
		< 3	0,75	0,75	1,00
		> 3	0,75	1,00	1,50
        ne	> 3 km		1,00	1,50	1,50
	< 3 km		1,50	1,50	1,50
		< 3	0,75	1,00	1,50
		> 3	1,00	1,50	1,50

Sliki 28 in 29: luči ob Celovški cesti v Šentvidu podnevi in ponoči. Mnogi menijo da so te luči ustrezne, kot pa kaže naslednja slika, obstajajo še ustrezneje zasenčene.

4.1.2.2 Ulična razsvetljava

Promet na ulicah je precej bolj raznolik kot na cestah. Če na slednjih prevladujejo motorna vozila, na ulicah srečamo tudi pešce in kolesarje. Zaradi tega mora biti razsvetljava ulic izvedena tako, da čim bolj zmanjšamo nevarnosti, ki prežijo na "najslabše" udeležence v prometu, torej v prvi vrsti za pešce in kolesarje. Poleg tega naj bi razsvetljava ulic oziroma stanovanjskih naselij, prispevala tudi k zmanjšanju kriminala, pa tudi lepšemu izgledu naselja. Ker lahko pri kakovostni in ustrezni razsvetljavi bolje vidimo, dobra razsvetljava zmanjšuje tudi število kriminalnih dejanj. Iz izkušenj vemo, da se tako telesni napadi kot tudi napadi na lastnino pogosteje dogajajo v temi. Z višjo predvsem vertikalno osvetljenostjo na prometnih površinah, kjer se gibljejo pešci, izboljšamo njihovo vidno zaznavanje in tako omogočimo, da prej opazijo sumljive osebe.

Ugotovljeno je, da hkrati z višjo osvetljenostjo narašča občutek varnosti prebivalcev, torej se jim izboljšuje tudi kvaliteta življenja.

Slika 30: Razmerje med številom kriminalnih dejanj, ki se zgodijo ponoči pri določeni osvetljenosti in številom kriminalnih dejanj podnevi

Kriterij za načrtovanje ulične razsvetljave je osvetljenost in ne svetlost. Priporočila in standardi podajajo srednje vrednosti horizontalne osvetljenosti tal med 2 in 15 lux-i, odvisno od gostote prometa. Razsvetljava ulic ne sme biti omejena samo na cestno (prometno) površino, ampak mora zajeti tudi sosednje površine (pločnike,kolesarske steze, dovoze na dvorišča,... Pri tem pa ne sme moteče osvetljevati fasad oziroma oken stanovanjskih stavb. Seveda je tudi v tem primeru potrebno ustrezno omejiti bleščanje.

Tabela 5: Minimalne osvetljenosti tal (v lx) za različne vrste ulic glede na zahtevnost orientacije in udeležence v prometu po priporočilih SDR

		          Pogostost pešcev in kolesarjev
Mirujoči promet	Zahtevnost orientacije	običajna	večja
ne	običajna	3,0	5,0
			
	višja		
da	običajna	5,0	7,5
			
	višja		

Poglejmo nekaj podatkov iz primerjalnih meritev osvetljenosti opravljenih maja 2005-gospod Andrej Mohar:
– Celovška cesta-Šentvid, cestišče 60 lx (čeprav gori samo polovica luči) – Celovška cesta-Šentvid, pločnik 15 lx

Moje ugotovitve: Brilejeva ulica v Dravljah ima postavljenih 155 nezasenčenih kroglastih svetilk iz prozorne plastike, ki so za svoj namen popolnoma neprimerne.

Sliki 31 in 32: Nezasenčena svetilka podnevi in ponoči Foto: Eva Potočnik, Ljubljana

Kroglaste svetilke spominjajo tudi na Luno. Nekateri nočni metulji potujejo tako, da njihova pot oklepa določen kot s smerjo proti Luni. Ob luči nato žuželke nekaj časa tavajo, se počasi umirijo in zaspijo. Ker ne opravijo svojega biološkega poslanstva, nekatere vrste žuželk pri nas izginjajo (podatki iz zbirke Prirodoslovnega muzeja Slovenije).

Ko sem si ogledala stanovanjska naselja v Šiški, Dravljah in Šentvidu, sem ugotovila, da so postavljene v večini nezasenčene svetilke, ki svetijo v fasade stavb in seveda v spalnice. Še vedno izrazito prevladuje prepričanje "čim več svetlobe, tem bolje".

4.1.2.3 Razsvetljava poslovnih površin in okrasna razsvetljava

Razsvetljava poslovnih površin Na novo so bile v Ljubljani osvetljene številne poslovne površine. Razen redkih izjem se pri tem ni upošteval okoljevarstveni vidik, saj so bile postavljene delno zasenčene luči. Nekaj pa je le izjem (Interspar center na Viču, Petrolovi bencinski servisi), kjer so postavljene zasenčene svetilke.

Okrasna razsvetljava kulturnozgodovinskih spomenikov in poslovnih stavb je tudi eden od večjih vzrokov svetlobnega onesnaževanja. Po podatkih Zavoda za spomeniško varstvo je v Sloveniji okoli 9000 takih objektov, od tega 2700 cerkva. Žal so naprave za osvetlitev nestokovno postavljene, žarometi slabo pozicionirani in brez zaščitnih rešetk. Le majhen del te svetlobe se porabi za osvetljevanje stavbe, preostali del pa gre brez vsake koristi v nebo. To je nesmiselno trošenje električne energije. Na podlagi terenskih ogledov, je bilo ocenjeno da znašajo izgube tudi preko 80 %. Z redkimi izjemami so objekti osvetljeni celo noč.

Reklamni panoji, ki so močno osvetljeni se postavljajo v Sloveniji posebno v in ob robu urbanih središč. Pogosto se nameščajo brez preudarka ob glavnih prometnicah in nemalokrat ogrožajo varnost prometa. Svetlobno onesnaženje reklamnih panojev lahko v precejšnji meri zmanjšamo z uporabo temnih ozadij s svetlimi črkami. Dodatno zmanjšanje papredstavlja uvedba časovnih omejitev obratovanja in osvetljevanje od zgoraj navzdol.

Svetlobni izvori visoke intenzitete so reflektorji in laserji, ki jih uporabljajo za reklamiranje nočnih klubov in diskotek. Zaradi velike moči in gibanja svetlobe po nebu, popolnoma onemogočajo astronomska opazovanja, ogrožajo nočne živali in predstavljajo nedopustno in izjemno agresivno poseganje v naravno okolje.

5 Rešitve

Definicija ekološke svetilke: ekološka svetilka je pravilno montirana svetilka, ki ima delež svetlobnega toka, ki seva nad vodoravnico, enak 0% ter ima poudarjeni rumeni in rdeči spekter svetlobe, ter ne vsebuje UV spektra in je neprodušno zaprta, tako da se žuželke ne morejo ujeti vanjo. Priporočeno je, da ima taka svetilka možnost daljinskega nastavljanja trenutne električne moči.

Slika 33: Shematski prikaz ekološke - polnoma zasenčene svetilke (zgoraj) in primeri ekoloških svetilk iz terena (spodaj). Žarnica je v ohišju iz neprozornega materiala, ki je spodaj zaprto z ravnim steklom. Razprševanje svetlobe je regulirano z zrcalno odbojno površino, nameščeno znotraj ohišja. Take svetilke ne oddajajo svetlobe nad vodoravnico in ne povzročajo bleščanja. Tako z ekološkega kot tudi s stališča prometne varnosti so najprimernejše za javno razsvetljavo. Žal jih srečujemo v Sloveniji le poredkoma.

Slika 34: Svetilka DL 500 (Siteco)

Slika 35: Svetilka CX (Siteco) z ravnim steklom

Slika 36: Svetilka ST-50 (Siteco) z ravnim steklom

Slika 37: Mira VTP, proizvajalca Fael

Slika 38: Parkirišče Interspar Vič, svetilke proizvajalca Bega

Slika 39: Zasenčena svetilka Hoffmeister na enem od Petrolovih servisov 5.1. Rešitve v Sloveniji

Slika 40: Skica z grobim sklepanjem kaže na potratnost nezasenčenih (neparaboliziranih) luči. To je samo ilustracija, ki pa kljub vsemu kaže na ekološko, finančno, itn razsipnost naše civilizacije, tudi če pozabimo na astronomijo.

Z izbiro ustreznih, sodobnih, optimalno izbranih svetilk lahko pri novogradnjah javne razsvetljave stroške za plačevanje tokovine bistveno zmanjšamo.

Potrošnja električne energije se lahko zmanjša tudi z uporabo centralnega regulatorja.
Na področjih kjer so svetilke v uporabi 15, 20 ali več let je smiselno pretehtati možnost zamenjave takšne razsvetljave z novo, sodobnejšo razsvetljavo. V tem času je prišlo na področju razsvetljave do velikega napredka. Izdelujejo se sijalke z večjim svetlobnim tokom, z večjim svetlobnim izkoristkom, sijalke z dajšo življensko dobo, svetilke z kvalitetnejšimi (računalniško obdelanimi) reflektorji za dosego kvalitetnejših svetlobno-tehničnih lastnosti, svetilke z optimalnimi sistemi tesnjenja in z enostavnejšimi načini montaže.
Prihranek pri tako izvedeni prenovi znaša od 30% - 50% potrošnje električne energije pred posegom.

Ekološke razsvetljave je v Sloveniji sicer malo, vendar jo v zametkih najdemo že v vseh segmentih zunanje razsvetljave (cestna, industrijsko-obrtne površine, stanovanjske soseske, servisne dejavnosti, dekorativna razsvetljava). Pretežno gre za instalacije, ki so bile postavljene v zadnjih dveh letih. V tem času je prišlo tudi do bistvenega izboljšanja tehnologije ekoloških (cut-off) svetilk. Njihove svetlobnotehnične lastnosti povsem ustrezajo osvetljevalnim standardom. V primerjavi s klasičnimi svetilkami je njihova velika prednost manjša poraba energije ob enaki osvetljenosti tal in minimalno svetlobno onesnaženje, saj zaradi posebne konstrukcije ne oddajajo svetlobe nad vodoravnico (v nebo). Zato je ekološka razsvetljava edina učinkovita rešitev, ki nam omogoča izvedbo nočne razsvetljave, ki ustreza modernim standardom. Obenem pa ustreza tudi zahtevam po minimalnem svetlobnem onesnaževanju in učinkovitem varstvu okolja.

Vladna Uredba o svetlobnem onesnaževanju okolja bo verjetno sprejeta v marcu 2006. Namen te vladne u redbe je zmanjšanje motenj selitev ptic in žuželk, zmanjšanje porabe energije, ki se rabi v električnih svetilkah,varstvo območij naravnih vrednot ter varstvo območij astronomskih opazovanj pred motečo umetno svetlobo. V ta namen uredba določa:
-mejne vrednosti svetlobnega toka, ki ga svetila za zunanjo razsvetljavo lahko sevajo navzgor
-obvezno izklapljanje svetil za zunanjo razsvetljavo, ki ne dosegajo mejnih vrednosti svetlobnega toka,
-pogoje usmerjenega osvetljevanja stavb in spomenikov ter
-prepovedi uporabe svetlobnih snopov, ki so usmerjeni proti nebu ali proti
površinam, ki bi jih lahko odbijale proti nebu.

5.2 Moje raziskovanje in izdelki

1.) JavaScript animacija učinkov svetlobnega onesnaženja

http://www2.arnes.si/~gljsentvid10/svo_animacija2.html

je interaktivna mrežna aplikacija, ki kaže vidnost zvezd Velikega voza, glede na osvetljenost nočnega neba. Ko se bližamo večjim mestom opazimo, kako nam na nebu navidezno izginjajo zvezde - od sedme magnitude pri neonesnaženem nebu (ko še vidimo zvezde - podobne Soncu - oddaljene do 100 svetlobnih let), je mestno nebo osvetljeno do te mere, da vidimo zgolj zvezde druge magnitude (zvezde podobne Soncu so v tem primeru oddaljene do 10 svetlobnih let).

S pretirano osvetlitvijo, ki bi naj služila za večjo vidljivost in varnost, smo si pogled v vesolje zastrli vsaj za 10 krat, za zvezde 100 svetlobnih let, če opazujemo galaksije pa vsaj za nekaj milijonov svetlobnih let. Ujeli smo se v svetlobno kletko.

2.) Interaktivni izračun mejne magnitude - Walkerjev zakon

V poglavju 3.2.2.1. sem že omenila Walkerjev zakon. Če zakon zapišemo še enkrat in ga poenostavimo, dobimo zelo preprosto odvisnost preosvetljenosti neba glede na razdaljo od središča mesta in število prebivalcev.

Določitev mejne magnitude:
- svetlost neba (Lv) je sestavljena iz naravnega ozadja (Lb) in umetne sipane
- svetlobe
- izkaže se, da je smotrno svetlost neba izraziti v enotah naravnega ozadja,
sorazmernostni koeficient je a:
Lv=a*Lb

- Iz meritev so določili svetlost naravnega ozadja in mejno magnitudo.

Lb=2 x 10-⁴ cd/m², ali mb = 21,6 mag./ločsek. ²

Po ISO standardu ustreza 3,2·10-⁶ cd/m2 26,33 mag./ločsek. ² (CIE, 1997).

Empirična povezava med svetlostima in magnitudama dveh svetil (zvezd) je: m2=m1+2.5*log10(L1/L2)

Merle Walker je opravljal meritve svetlosti neba v bližini večih mest v Kaliforniji. Prišel je do empirične povezave, ki velja na razdalji R od središča mesta, 45 stopinj nad obzorjem v smeri proti središču mesta.

Walkerjev zakon se glasi:

log I = - 4.7 - 2.5 log R + log F

I = 0.00002*N*Fp*R-^2.5

F=N*Fp

I = 0.01*N*R-^2.5 če Fp=500 lm

Kjer je:

I je relativno povečanje svetlosti neba glede na naravno ozadje [ I=(Lv-Lb)/Lb = a-1]
N je število prebivalcev v mestu
R oddaljenost od središča mesta v km
F je skupni svetlobni tok mesta v lm
Fp je svetlobni tok na prebivalca (od 85 lm do 1000 lm)

Primer za Ljubljano (300000 ljudi)

R v km	I
0.5	16970.6
1	3000.0
5	53.7
10	9.5
20	1.7
40	0.3
60	0.1
100	0.030
200	0.005

Walkerjev zakon smo pri astronomskem krožku preverili s pomočjo IMO (International Meteor Organization) likov.

-Mejna magnituda (oznaka LM - Limiting Magnitude) je sij najsvetlejše zvezde, ki jo ob danih pogojih še zaznamo s prostim očesom. Med vsemi tehnikami je najboljša tista, ki jo priporoča IMO. Pri tej tehniki uporabljamo določena območja, trikotnike ali štirikotnike med nekaj svetlimi zvezdami. Poiščemo določeni trikotnik ali štirikotnik, ki je označen s številko med 1 in 30 in preštejemo vse zvezde, ki jih vidimo v tem trikotniku vključno z zvezdami na ogliščih!

Ko določamo mejno magnitudo neba, preštetejmo zvezde v vsaj treh, lahko tudi več trikotnikih. Razlog za to je, da je naše vidno polje veliko, s premerom tja do 120 ali 140 stopinj, zato moramo preveriti LM na vseh območjih našega vidnega polja.

Priprava in izvedba opazovanj:

1. Na opazovalnem prostoru navajaj oči na temo (najmanj 30 minut).
2. Izberi eno izmed opazovalni območij za katero imaš mapo z magnitudami.
3. Z opazovanjem določi (preštej) število vidnih zvezd opazovanega polja, vključno z vogalnimi zvezdami.
4. V tabeli magnitud in ozvezdij poišči mejno magnitudo.
Ostala navodila so na:

http://www2.arnes.si/~gljsentvid10/mej_mag1.html

Tudi za Ljubljano je ocena mejne magnitude s pomočjo Walkerjevega zakona ustrezna.

Na naslovu:

http://www2.arnes.si/~gljsentvid10/izracun_mejmag.html

pa je interaktivni izračun, ki povezuje mejno magnitudo in število prebivalcev mesta. Na tak način sem omogočila, da lahko kdor koli oceni mejno magnitudo na katerikoli razdalji od središča mesta.

Maska za izračun mejne magnitude.

3.) Opis merjenja svetlobnega onesnaženja s pomočjo digitalne fotografije

Digitalni fotoaparat, ki ima možnost uporabe dolgih časov osvetlitve (od nekaj sekund do nekaj minut), lahko uporabimo kot senzor za merjenje svetlobne onesnaženosti nočnega neba.

Fotoaparat usmerimo v določen del neba in posnamemo več slik z različno dolgimi časi osvetlitve, npr. 1 sekunda, 10 sekund, 100 sekund. Izberemo nizko občutljivost (ISO 100) in zapis slike v RAW ali TIFF formatu. Po koncu osvetlitve zaradi termičnega šuma posnamemo še t.i. "dark frame" (sliko z enakim časom pri zaprti zaslonki). Večina boljših digitalnih fotoaparatov od slike avtomatsko odšteje "dark frame".

Merjenje svetlosti na sliki opravimo s kakšnim boljšim grafičnim programom (npr. Photoshop). Izberemo del slike, na katerem imamo zvezdo, ki dobro izstopa iz nebesnega ozadja, a ni presvetla (noben element slike ne sme biti zasičen v kateremkoli barvnem kanalu). Zvezda z znano magnitudo nam služi kot referenca pri oceni svetlosti neba. S pomočjo funkcije Histogram (če delamo s Photoshopom) lahko neposredno izmerimo svetlosti določenega dela slike in njen spekter. Izmerimo povprečno svetlost in velikost območja, ki zajema izbrano zvezdo. Nato ponovimo postopek na večjem območju, ki pa razen izbrane zvezde ne zajema drugih vidnih zvezd na sliki.

Izračun svetlosti neba je dokaj preprost. Za vsako območje najprej izračunamo integral svetlosti kot vsoto svetlosti posameznih slikovnih elementov (pikslov). Nato izračunamo razliko obeh vsot in jo delimo z razliko v številu slikovnih elementov. Tako dobimo svetlost neba v RGB zapisu. Če želimo vrednost spremeniti v standardno enoto, to je mag/kvadr. ločno sekundo, moramo ugotoviti povezavo med obema enotama. V ta namen uporabimo izbrano zvezdo. Od vsote svetlosti na manjši sliki odštejemo vsoto svetlosti nebesnega ozadja, ki smo ga že izračunali. Tako ocenimo sij v RGB enotah, ki ga povzroča izbrana zvezda. S pomočjo enačb

ENOTA GOSTOTE SVETLOBNEGA TOKA = GOSTOTA SVETLOBNEGA TOKA ZVEZDE / SIJ V RGB ENOTAH

Gostoto svetlobnega toka neba iz enega piksla izračunamo kot produkt enote gostote svetlobnega tok in svetlosti v RGB enotah. Če hočemo dobiti gostoto svetlobnega toka na prostorski kot, prej dobljeni rezultat delimo s prostorskim kotom, ki ga zajema en piksel. V astronomiji se svetlost neba običajno meri v obliki gostote svetlobnega toka iz ene kvadratne ločne sekunde. Zato preračunamo gostoto svetlobnega toka na ta prostorski kot (SVETLOBNI TOK NA PIKSEL). Nazadnje uporabimo še znano formulo

SVETLOST NEBA = M_zvezde + 2,5 * LOG(SVETLOBNI TOK IZBRANE ZVEZDE/ SVETLOBNI TOK NA PIKSEL)

In dobimo končni rezultat, ki ga zapišemo kot svetlost neba v magnitudah na kvadratno ločno sekundo.

V postopku smo privzeli linearen odziv senzorja v digitalnem fotoaparatu in enak spekter svetlobe od zvezde in neba. Dobljena rešitev je zaradi privzetkov le groba ocena z močno omejeno natančnostjo.

Primer:

Število pikslov na malem območju (N1): 100
Število pikslov na večjem območju (N2): 200
Povprečna svetlost malega območja (Spovp1): 50
Povprečna svetlost velikega območja (Spovp2): 30
Vsota svetlosti na malem območju (Svsota1): N1*Spovp1 = 5000
Vsota svetlosti na velikem območju (Svsota2): N2*Spovp2 = 6000

Svetlost neba (Snebo): Snebo = (Svsota2 - Svsota1) / (N2-N1) = 1000 / 100 = 10

Svetlobni tok zvezde (Pzvezda): Pzvezda = (Spovp1-Snebo) * N1 = 40*100 = 4000

Ugotovili smo, da zvezda sveti s 4000 RGB enotami in en piksel neba z 10 enotami.

Recimo, da je prostorski kot, ki ga zajema piksel 100 kvadratnih ločnih sekund (THETA1). Potem je svetlobni tok neba (Snebo_1sek) iz prostorskega kota 1 kvadratne ločne sekunde

Snebo_1sek = Snebo * 1 kv. ločna sekunda / THETA1 = 10 / 100 = 0,1

Ugotovili smo, da 1 kvadratno ločno sekundo velik del neba seva 40000x manj kot referenčna zvezda. Recimo, da je magnituda referenčne zvezde 5,0 (Mz). Svetlost neba (Mnebo) je tako

Mnebo = Mz + 2,5 * LOG (Pzvezda / Snebo_1sek) = 5,0 + 2,5 * LOG(40000) = cca. 16,5

Končni rezultat je, da košček neba s prostorskim kotom 1 kvadratne ločne sekunde sveti kot zvezda z magnitudo 16,5.

4.) PREDLOGI IN PRIPOMBE NA Uredbo o mejnih vrednostih svetlobnega

Povezava na naše predloge na uredbo:

http://www2.arnes.si/~gljsentvid10/uredba-svetlobno-onesn2401_x3i.doc

Spodaj sta 2 naša pomembna predloga glede osvetljenosti, ki jo povzroča javna razsvetljava in predlog o svetlosti reklamnih panojev - modificiran češki algoritem.

Mejna vrednost za osvetljenost, ki jo povzročajo svetilke javne razsvetljave, je za posamezno območje varstva pred svetlobnim onesnaževanjem določena v razpredelnici 6.

Razpredelnica 6: mejna vrednost za osvetljenost

Stopnja varstva	Osvetljenost  (lx)zvečer do urespremembe režima	Osvetljenost  (lx)ponoči od ure spremembe režima dalje
I. območje	2	1
II. območje	3	1
III. območje 	5	2
IV. območje	10	5

(svetlost reklamnih panojev)

Če je reklamna površina panoja manjša od enega kvadratnega metra, je največja dopustna svetlost te površine 100 cd/m2. Za večje panoje je največja dovoljena svetlost in svetilnost reklamnega dela panoja, določena z enačbama:

svetlost = 100 cd/m² * (S/1m² )- ^2/3

svetilnost = svetlost*površina = 100 cd * (S/1m2) ^1/3

Največja dovoljena svetilnost velja tudi za vse ostale ploskve panoja. Uporaba osvetljenih reklamnih panojev je na I. in II. območju prepovedana.

Primer:

Reklamni pano je velik 3 x 2 m. Površina takega panoja je 6 m² , torej sta največji dovoljeni svetlost in svetilnost takega panoja:

svetlost = 100 cd/m2 * (6 m² / 1 m² )-^2/3 = 30 cd/m2

svetilnost = 100 cd * (6 m² / 1 m² ) ^1/3 = 180 cd

Zgornja meja izračunane svetilnosti velja tudi za vse ostale ploskve panoja.

Slika 41: panorama Šentvida posneta iz strehe gimnazije Šentvid. Foto: Dejan Kolarič in Gregor Vertačnik

6 Viri

1.) GORE, A. 1994. Na poti k ravnovesju. Bohinj: Inštitut za ekološke alternative Bohinj

2.) Zakon o varstvu okolja s komentarjem. 1994. Gospodarski vestnik.

3.) Svetlobno onesnaženje (javna predstavitev mnenj). 2003. DZ Odbor za infrastrukturo in okolje

4.) Zbornik Človek in njegovo okolje. 1994. Zavod RS za šolstvo in šport

5.) Zbornik Razsvetljava 2002. 2002. Slovensko društvo za razsvetljavo.

6.) Pobuda za temno nebo. Dostopno na URL naslovu: http://www.temnonebo.org

7.) Astronomski krožek Gimnazije Šentvid. Dostopno na URL naslovu: http://www2.arnes.si/~gljsentvid10/

8.) Svetlobno onesnaženje - mednarodni ON-LINE projekt za šole. Dostopno na URL naslovu: http://www2.arnes.si/~sssknm2/

9.) BIZJAK, G. Kakovostna cestna razsvetljava. Fakulteta za elektrotehniko, Laboratorij za razsvetljavo in fotometrijo.

10.) ČERVEK, U. 2006. Cerkve manj osvetljene?. Delo, 10. frebruar, str. 4.

11.) STANKOVIĆ, T. 2006. Svetlobno onesnaževanje. Nakup potrošniški

12.) vodnik, 3. marec, str. 8

12.) RTV SLO 1. 2006. Slovenska kronika: Prispevek o svetlobnem

13.) onesnaženju. 15. marec ob 17. uri.

--------------------------------------------------------------

Ostalo delovno gradivo.

Za astronomski krožek: ZORKO Vičar

E-POŠTA, RFC-822: Zorko.Vicar@guest.arnes.si