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Lentis/光汙染

來自華夏公益教科書,為開放世界提供開放書籍

從火把到燈泡,人工光照亮了世界。更便宜、更明亮、更持久的光源提高了人類在黑暗中導航、工作和舒適的感覺的能力。然而,照明的可及性和有效性的提高也可能過度和浪費。這種被稱為光汙染的人為現象對自然環境和人類社會都有負面影響。

光汙染的型別

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  • 光入侵:光源方向不當,將不需要的光照射到鄰近區域。[1]
  • 眩光:過於明亮的光源可能會有危險,造成眩光和分散人們對潛在危險的注意力。
  • 天空輝光:光線集中在城市區域,向上傳播光線,遮擋了夜空的視野。

天文影響

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天空輝光降低了天文物體和天空之間的對比度,這對天文臺來說已經成為一個問題。過濾器可以減少光汙染的影響,但也有幾個缺點。[2]

一個例子是戶外照明不當,導致光線側向和向上逃逸。

帕洛瑪天文臺在 20 世紀 30 年代被選為海爾望遠鏡的所在地,因為帕洛瑪山基本上不受城市燈光的影響。此後,南加州城市的發展極大地阻礙了帕洛瑪天文臺進行研究的能力。作為回應,天文臺與市、縣和州政府合作,通過了地方條例。這些條例要求戶外燈光方向正確、遮擋良好,將相關色溫 (CCT) 限制在較暖的色溫範圍內,並限制戶外燈光開啟的時間。[3]

國際暗夜協會 (IDA) 是一家由天文學家於 1988 年成立的非營利組織。其使命宣言是“透過優質的戶外照明來保護和維護夜間環境和我們對黑暗天空的遺產”。如今,IDA 在 18 個國家擁有 64 個分會。IDA 提高了人們對光汙染危害的認識,並推動了負責任的戶外照明的解決方案。[4] 其燈具認證計劃認證了將光汙染降到最低的戶外照明。為了獲得認證,照明必須完全遮擋,在水平面上方不能發出任何光線,並且必須發出 3000K 或更低的燈光,以及其他標準。該頁面還連結到銷售可附加光罩的零售商。[5] IDA 還指定了黑暗天空保護區,專門為其特殊的夜空或環境而保護的土地。這些保護區對光汙染的限制促進了天文學,並限制了夜間對野生動物的干擾。[6]

環境影響

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夜間光汙染是昆蟲數量下降的重要驅動力。昆蟲被燈光吸引,在那裡它們會因接觸或疲憊而死亡。燈光也會讓昆蟲更容易受到捕食者的攻擊,並會破壞交配訊號。[7]

光汙染還會擾亂夜間遷徙的鳥類。夜間人工光不僅會擾亂鳥類的晝夜節律,還會使它們的導航迷失方向。[8] 遷徙鳴禽比其他物種更容易撞上建築物。當鳴禽被燈光迷失方向時,它們會呼喚其他鳴禽,從而增加鳥群規模,導致更多碰撞。[9] 加拿大致命燈光意識計劃 (FLAP) 是一家加拿大慈善機構,致力於“透過教育、政策制定、研究、救援和康復來保護建築環境中的遷徙鳥類”。FLAP 記錄鳥類撞擊統計資料,並提供解決方案來保護鳥類安全。[10]

實驗表明,在人工光照下,蝌蚪生長速度減慢,變態過程大大減少。青蛙繁殖的池塘可能是暫時的,會乾涸,因此這種緩慢的生長對新孵化的蝌蚪來說很危險。青蛙也被迫離開繁殖地,因為它們往往會避開有光照的地方繁殖。[11]

植物不僅依靠光線獲取能量,也依靠光線獲取資訊。自然光迴圈的時間、強度和光譜成分對植物來說都很重要。路燈下的樹木可以比平時更長時間地保留樹葉,推遲休眠,從而破壞它們在冬季生存的能力。[12]

與 IDA 針對天文影響不同,沒有一個專門致力於對抗光汙染環境影響的重大組織。

人類影響

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LED 照明

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高壓鈉燈可以追溯到 1964 年,是發達世界最常用的照明燈具。然而,新的照明安裝以一種更高效的技術為主導:發光二極體 (LED),它將電能直接轉換為光而不是熱。[13] LED 比傳統的鈉燈節能高達 50%,並且可以使用 15 到 20 年。[14]

健康與安全

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新的土地開發提供了最簡單的選擇 LED 照明的途徑,但定期維護和改造專案也提供了機會。在底特律,近年來,越來越多的黑暗街道成為該市衰落的象徵。2014 年,底特律近一半的 88,000 盞路燈失靈。對社群的影響是明顯的:餐廳和小型企業看到人流量明顯減少,尤其是在冬季,因為許多居民避免在晚上外出。底特律此後用 65,000 盞 LED 路燈取代了所有 88,000 盞鈉燈,社群也已恢復元氣。LED 節能帶來的收益每年可節省 300 萬美元的電力支出,並每年減少 40,000 噸碳排放。[15]

LED 路燈也在紐約市流行起來。與底特律類似,預計 LED 將為該市節省一大筆資金:每年 1400 萬美元的能源賬單和更少維修。在皇后區的科羅娜社群,居民歡迎 LED 作為犯罪威懾,以及在夜間改善公共空間的可及性。然而,並非所有紐約人都持有同樣的觀點。自從 LED 改造專案開始以來,數百起有關光入侵的申訴已經提交。布魯克林溫莎露臺的居民表示,燈光太刺眼,普通的窗簾無法遮擋,導致他們難以入睡。[16]

科學證實了人們對LED作為城市照明首選的擔憂。根據美國醫學會的說法,來自LED路燈的富含藍光的光線會抑制褪黑激素的產生。這種光的波長會擾亂晝夜節律,其影響估計是傳統鈉燈的五倍。[17] 夜間過度暴露在光線下也與乳腺癌發病率升高有關。[18]

香港的光汙染

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香港擁有世界上最嚴重的光汙染之一。一項研究發現,像尖沙咀這樣的地區比正常的夜空亮1200倍。[19] 儘管承認光汙染是一個問題,香港政府仍迴避了監管立法。2011年,政府成立了外部照明問題工作組,研究從晚上11點到早上7點實行“熄燈”指令的可行性。[20]

“東方之珠”夜晚充滿活力,閃耀的天際線。

支援嚴格限制的群體是住在光線明亮的商業區附近的居民。地球之友香港分會(FOE HK)和綠惜基金等倡議組織提高了公眾意識。[21] [22] FOE HK贊助的一項調查顯示,70%的居民希望降低光照強度。同樣比例的人認為,過度的夜間照明會導致焦慮、疲倦和失眠。[23] FOE HK的主管劉穎批評現行的指導方針過於籠統,認為解決光汙染的唯一途徑是政府對亮度和照明時間進行明確的立法:“政府有噪音控制條例……我看不出為什麼照明不能一樣”。[24] 這些批評者指出,廣告牌和商業招牌是光汙染的最大罪魁禍首,它們以光入侵和眩光干擾著人們的生活。

反對“熄燈”指令的群體包括依賴光線明亮的廣告來吸引顧客的企業。香港為旅遊業商業化了過度的照明,例如世界上最大的永久性燈光秀,幻彩詠香江。行政長官曾蔭權反對在全市範圍內短暫熄燈的活動,稱這會影響日常燈光秀:“這項活動會給香港這個國際大都市和主要旅遊目的地帶來負面宣傳”。[25] 那些受光汙染影響較小的居民也表示同意,擔心“熄燈”會損害香港作為“東方之珠”的文化地位。 [26]

在2011年工作組得出無結論的結果後,政府在2016年釋出了一份自願憲章,供同意“熄燈”的企業簽署。憲章的有效性尚不清楚,因為光汙染投訴一直在增加。[27] 香港的光汙染是一個環境問題:那些努力提高人們對這種看似無形的敵人認識的群體,與那些將監管視為經濟損失的群體競爭。多倫多等其他城市已經實施了立法,但香港政府似乎站在企業一邊。隨著過度照明所帶來的繁華景象越來越讓居民感到不滿,政府可能需要重新考慮優先事項。

每天上演的“幻彩詠香江”。多年來,參與維多利亞港燈光秀的建築數量不斷增加。

人工光,解決人類在黑暗中面臨挑戰的答案,卻也產生了負面的副作用。公共空間的照明為某些群體提供了便利,但也損害了其他群體。人為光也對環境造成了影響。在導致生物多樣性下降的因素中,光汙染往往被低估。光汙染解決方案不需要犧牲生產力。雖然光汙染並非許多政策制定者的優先事項,但本案例集的未來擴充套件可能會探討多倫多等成功實施了減少光汙染措施的政府。

參考文獻

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  1. 夜空亮度觀察 (2013). 什麼是光汙染?. https://www.globeatnight.org
  2. Patat, F. (2010). 不當照明對專業天文觀測的影響. arXiv: 天文儀器和方法.
  3. 巴洛瑪天文臺 (2017). 光汙染. https://sites.astro.caltech.edu/palomar/community/lightpollution.html
  4. 國際暗夜協會 (n.d.). 我們的工作. https://www.darksky.org/our-work/
  5. 國際暗夜協會 (n.d.). 器材認證. https://www.darksky.org/our-work/lighting/lighting-for-industry/fsa/
  6. 國際暗夜協會 (n.d.). 國際暗夜星空保護區. https://www.darksky.org/our-work/conservation/idsp/
  7. Rydell, J (1992). "瑞典街燈附近蝙蝠對昆蟲的利用". 功能生態學. 6 (6): 744–750. doi: 10.2307/2389972. JSTOR 2389972.
  8. Loss SR, Lao S, Eckles JW, Anderson AW, Blair RB, Turner RJ (2019). 影響北美主要城市中心區鳥類撞建築物因素. PLoS ONE 14(11): e0224164. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0224164
  9. Winger, B. M., Weeks, B. C., Farnsworth, A., Jones, A. W., Hennen, M., & Willard, D. E. (2019). 夜間飛行鳴叫行為預測候鳥對人造光的脆弱性. 會議記錄. 生物科學, 286(1900), 20190364. https://doi.org/10.1098/rspb.2019.0364
  10. FLAP加拿大 (2020). 致命光線警示計劃加拿大. 我們的影響. https://flap.org/our-impact/
  11. Dananay, K. L., & Benard, M. F. (2018). 夜間人造光減少了廣泛分佈的兩棲動物的變態持續時間和幼體生長. Proc. R. Soc. B, 285(1882), 20180367.
  12. Gaston KJ, Bennie J, Davies TW, Hopkins J. 夜間光汙染的生態影響:機制評估. Biol Rev Camb Philos Soc. 2013 年 11 月; 88(4): 912-27. doi: 10.1111/brv.12036. Epub 2013 年 4 月 8 日. PMID: 23565807.
  13. Harris, T., Pollette, C., & Fenlon, W. (2020, 7 月 27 日). 發光二極體 (LED) 的工作原理. HowStuffWorks. https://electronics.howstuffworks.com/led.htm https://electronics.howstuffworks.com/led.htm
  14. Kramer, J. (2019, 2 月 25 日). LED 路燈能否在不產生負面健康影響的情況下為城市節省資金?移動實驗室. https://mobilitylab.org/2019/02/25/can-led-streetlights-save-money-without-negative-health-consequences/ https://mobilitylab.org/2019/02/25/can-led-streetlights-save-money-without-negative-health-consequences/
  15. Kimmelman, M. (2017, 1 月 10 日). 底特律的燈光亮著. 紐約時報. https://www.nytimes.com/2017/01/10/arts/the-lights-are-on-in-detroit.html
  16. Chaban, M. (2016, 7 月 13 日). 紐約的 LED 路燈:對一些人來說是犯罪威懾,對另一些人來說是滋擾. 紐約時報. https://www.nytimes.com/2016/07/12/nyregion/new-yorks-led-streetlights-receive-a-lukewarm-reception.html
  17. 美國醫學會. (2016, 6 月 14 日). AMA 採納減少高強度路燈危害的指南. https://www.ama-assn.org/press-center/press-releases/ama-adopts-guidance-reduce-harm-high-intensity-street-lights
  18. James, P., Bertrand, K. A., Hart, J. E., Schernhammer, E. S., Tamimi, R. M., & Laden, F. (2017). 夜間戶外光照與護士健康研究 II 中的乳腺癌發病率. 環境健康展望, 125(8), 087010.
  19. Pun, C. S. & So, C. W. (2011). 香港夜空亮度監測 - 全市光汙染評估. 環境監測與評估, 184(4), 2537-2557. https://doi.org/10.1007/s10661-011-2136-1
  20. 周曉蘭. (2015). 外部照明問題工作組報告. 工作組報告
  21. 地球之友 (香港) (n.d.). 關於我們. 地球之友 (香港)
  22. 綠惜基金 (n.d.). 關於我們. 綠惜基金
  23. Karol, D., Ng, M., Varlamova, M. 和 Walls, G. (2010)。香港光汙染的影響。WPI最終報告
  24. Lau, S. Y., Ng. K. L., Tsang H. T. 和 Vong, Y. C. C. (2014)。香港的光汙染。城市大學機構知識庫http://lbms03.cityu.edu.hk/oaps/ef2014-1205-lsy694.pdf
  25. 中國可持續工業發展網路 (2006)。香港燈光熄滅 3 分鐘,引發對空氣汙染的關注。 http://www.csid.com.cn/NewsInfo.asp?NewsId=41567
  26. 工作組報告
  27. 立法會秘書處 (n.d.)。外部照明造成滋擾的規管。 https://www.legco.gov.hk/
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