主题：【转帖】光污染课程

第2课  光污染的影响和危害

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课程号： 第[2]课 


 
2 .1  伤害人体健康
2 .2  影响生态环境
2 .3  影响天文学研究 
2 .4  造成严重的能源浪费
2 .1  伤害人体健康
　　光污染会造成人生理节律的紊乱，使人心情烦躁、感情失控，夜晚过度暴露在灯光下还会提高女性乳腺癌产生的几率。此外，光污染还是引发青少年近视的重要原因。

　　室内光污染，尤其是夜间过度使用灯光，会导致人体生理节律紊乱，比如血液循环系统节律、睡眠节律、内分泌系统节律等，从而引发很多健康问题。

　　生理节律，也就是我们常说的生物钟。所有生命都受到日夜循环这种自然节律的影响。生理节律影响着你的唤醒水平、新陈代谢、心率、体温、激素水平等身体指标。这些活动大部分是在白天，通常是下午达到　　定点，而在夜晚睡觉的时候降至谷底。

　　生物钟和环境时钟失调会影响人体的行动和感觉。长途旅行会让我们感觉疲劳、嗜睡。比如你的身体告诉你现在是凌晨2点，但当地时间却是上午，就很容易出现不适的反应，也就是我们说的时差。

　　很多研究证实，晚上过长使用灯光（比如夜班工作等），除打乱人们生理节律外，还可能导致下列疾病的产生：

头疼
疲劳
压力综合征
性功能减退
焦虑
乳腺癌
睡眠障碍
　　过度照明是造成睡眠障碍的原因之一。睡觉的时候，身体会进行一系列重要的新陈代谢活动，包括蛋白质合成、细胞分裂和生长激素等，这些活动是维持免疫功能和人体生理所必须的。失眠不仅会让白天的工作和精神受到严重的影响，还可能会导致更严重的生理和心理问题。比如，睡眠不足或者睡眠质量不高会延缓疾病康复的周期，还会引发焦虑和抑郁的情况出现。

　　研究人员通过动物实验发现，和那些正常接触阳光和灯光的新生老鼠相比，在老鼠出生之后一个月，每天增加4个小时的灯光照射，这些老鼠出现抑郁和其他情绪障碍的机会将大大提高。这是因为，婴儿出生后的几周是生理节律形成的关键时期，如果这时打乱这种时间周期，就会影响新生儿自然节律的形成，而过度照明很大程度上就会打乱这种时间周期。

2 .2  影响生态环境
　　光污染严重影响了地球生态环境，影响动植物繁殖，导致动植物死亡，同时还会加剧全球变暖。

　光污染是全球暖化的肇事者之一

　　据统计，全球每年照明耗电约两万亿度，生产这些电力要排放十几亿吨的CO2和一千多万吨SO2。而研究表明，地球环境变暖因素的50％是由CO2造成的，而大约80％的CO2来自化工燃料的燃烧。



澳大利亚温室气体排放数据图


　　从上图可以看出，其基础设施的消耗大约为50%，而1996年味18%，也就意味着能源消耗和户外照明造成的温室气体排放有大幅增长。除此以外，照明设备排放的热量也助长了城市的温度升高。自然大气中的空气运动，一种是在水平方向高度l千米以上的自由大气，另一种是在垂直方向高度在5千米以上的自由大气。在不同垂直高度上，最大上升气流的速度是变化的，两者的关系在地面附近也存在微弱的上升气流。大量室外照明设备的热量排放客观上是提高了地面气流的上升速度。各种热源对气流加热，并与大气中的CO2结合，随之上升到空中形成气云，从而产生“温室效应”。



2 .3  影响天文学研究 
　　　在没有光污染的情况下，夜晚的天空中可看到的光度接近7等的星星，而在大城市内，光污染特别严重，只可能看到2等的星星，这使得越来越多的天文台不得不搬迁到更为偏僻的地方。但对天文学家来说，光污染导致的天文望远镜贬值问题更为严重。在污染情况下，一台价值五亿元的四米口径大型望远镜的使用价值将只等于原来天空亮度背景下的价值为2千万元的1米口径的小型望远镜。

　　　从古至今，人们在晴朗无月的夜晚昂首仰望天空，可以看见数以千计的星星在夜幕中闪闪发光，发出淡淡光辉的银河横跨天际 — 这种美景已经成为了我们星球文化和自然遗产的一部分。然而，随着世界经济的高速发展，随着越来越亮化的夜间环境，人类正面临着每时每刻都在失守黑暗夜空的严峻问题。我们把由于人类的各种活动造成的夜天光增亮叫做“夜间光污染”，夜间光污染主要来自人们生产、生活中的各种照明设施。


夜间光污染
　　最早意识到光污染危害的是天文学家。早期的大型天文台多建在距离大城市不远的地方，但是二十世纪初期之后，天文学家逐渐发现光污染对天文观测产生了越来越严重的影响，以致很多著名的天文台，如英国的格林尼治天文台和我国的紫金山天文台在原址都停止了常规的天文观测，天文学家们不得不到更加偏远的地方另选新址。

　　后来人们又认识到保持夜空的黑暗和正常的昼夜交替，不但可以保证天文观测的顺利进行，更是一项环保事业。光污染还关系到人类健康、人口、生态、安全、经济、节能等各个方面。研究发现，一只小型广告灯箱一年可以杀死约35万只昆虫，亮如白昼的夜晚还会严重影响昆虫、特别是成虫的生命周期。而昆虫是大自然食物链上的一个重要环节，很多小型动物、鸟类和蝙蝠以昆虫为主要食物，许多植物靠昆虫传授花粉。如果昆虫的种类和数量发生变化，必将严重影响生态环境。过度的照明对能源的浪费和环境污染的压力更是不言而喻的。

　　　近年来，人们更认识到欣赏黑暗夜空中密布的繁星和散发着神秘光芒的银河已经成为了我们星球文化和自然遗产的一部分。现在保护郊区文化景观、国家公园和天文观测台站处的黑暗夜空比以往任何时候都更加紧迫。这也是对联合国教科文组织为子孙后代保护天文遗址的主题计划——“天文学和世界遗产”的支持和对自然文化遗产的保护。

　　　目前，保护暗夜最为有效的方法是通过宣传，使公众了解光污染的危害和减少光污染的意义，并从我做起，力争用我们的行动影响身边的每一个人，使大家自愿的加入到保护很暗夜空的活动中来。



2 .4  造成严重的能源浪费
　　 光污染造成了极大的能源浪费。当光线并不是照射至预定目标时，或光源向天空照射而不是向地面照射时　，便会浪费能量。世界上不少城市的夜景照明，造成巨大浪费。举例来说，在加拿大的卡尔加利（Calgary）　，估计每年有两百万美元纳税人的钱被浪费在低效或无用的照明中。智利国际光污染会议发布的数据显示，美　国室外照明每年射向天空的光线的价值超过十亿美元，日本室外照明每年无意射向天空的光线的价值大约为两亿美元。

美国土桑低效的路边广告牌灯光

第3课  光污染的防治

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课程号： 第[3]课 


 
    向公众宣传光污染的危害，提高人们防治光污染的意识。比如2009国际天文年“暗夜天空”、“全球关灯一小时”活动等都是引起人们关注光污染的良好措施。

    加强城市规划和管理，改善照明条件等，以减少光污染的来源。比如在设计照明工具时，合理选择光源，灯具和布灯方案，尽量使用光束发散角小的灯具，并在灯具上采取加遮光罩或隔片的措施。如下图所示，左边是不合理的灯具，右边是加上遮光罩的灯具，后者能有效地防止光污染的产生。

有遮光罩的灯具与无遮光罩灯具


新型广告牌——提高灯光使用效率并减少眩光
    此外，在修建建筑时，应考虑尽量采用对人的视觉不会产生强烈刺眼感觉的白色，而尽量考虑使用让人眼感觉舒服的“生态颜色”，同时避免会产生镜面想象的玻璃、大理石材料的使用。
    制订切实可行的防治光污染的标准和规范以及法律法规。目前国际照明委员会(CIE)和西方一些发达国家已经有防治光污染的相关规定和标准。

光污染的相关立法及规定
　　1980年国际天文联合会和国际照明委员会联合发表了“减少靠近天文台城市的天空光”的文章。

　　捷克是第一个将光污染的防治写进全国性的法律条文中的国家，其在2002年3月25日在《环境法》中对城市光污染控制做了规定。

　　继捷克之后，英国在2006年4月将光污染防治在全国性的法律条文中做出规定。2007年8月，英国高速公路管理委员会对高速公路照明标准做出修改，并对高速公路的灯具和亮度等做出具体规定。

　　2007年8月30日，斯洛文尼亚制定了世界第一步关于光污染的独立法案。该法案规定户外灯光必须有遮罩，并且不能毫无目的的向上发散；保护居民免受光入侵的干扰等。

　　目前我国没有关于光污染的全国性法律。上海市2004年９月1日颁布并实施了国内首部限定灯光污染的地方标准——《城市环境装饰照明规范》。

第4课  国际天文年“暗夜意识”活动

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课程号： 第[4]课 


 
4 .1  “暗夜”行动
4 .2  黑暗天空活动
4 .3  关灯十分钟 让繁星回归夜空 “暗夜关灯”活动
4 .1  “暗夜”行动
　　为了纪念伽利略将望远镜用于天文观测四百周年，在国际天文联合会（IAU）的提议下，2007年12月20日，联合国正式宣布2009年为国际天文年。国际天文年的主题为“探索我们的宇宙”，将开展着眼于教育，面向公众，尤其是吸引青少年参与的各种天文活动。


　　天文学是历史最悠久的基础学科之一。天文观测是人类认识宇宙的基础，科学技术的进步为天文学的发展创造了空前的机遇，但是同时，现代的生活方式也对天文观测带来了负面的影响，夜晚天光不断增亮就是一个例子。我们把由于人类的各种活动造成的夜晚天光增亮叫做“夜间光污染”，夜间光污染主要来自人们生产、生活中的各种照明设施。


　　由于光污染，目前世界上适合开展天文观测研究的优良台址越来越少，很多已经建成的天文台饱受光污染之苦，濒于关闭。保持夜空的黑暗和正常的昼夜交替，不但可以保证天文观测的顺利进行，更是一项环保事业。光污染关系到人类健康、人口、生态、安全、经济、节能等多个方面。例如，夜间点亮的广告灯箱可以杀死大量的昆虫，亮如白昼的夜晚还会严重影响昆虫、特别是成虫的生命周期。而昆虫是自然界食物链上的一个重要环节，很多小型动物、鸟类和蝙蝠以昆虫为主要食物，许多植物靠昆虫授粉。如果昆虫的种类和数量发生变化，必将严重影响生态环境。过度的照明对能源的浪费和环境污染的压力更是不言而喻的。近年来，人们更加认识到，夜空中的点点繁星和美丽的银河是人类文化和自然遗产的一部分，让更多的人，特别是城市中的居民有机会欣赏到灿烂的星空，也是对联合国教科文组织“天文学和世界遗产”计划的支持。所以宣传光污染的危害、从我做起，自觉减少光污染在科学、环保、文化等方面均具有重要意义。


　　国际天文年期间，我国也将积极参与“暗夜意识”的相关活动，包括组织或参加三次关灯活动，并伴以贯穿整个国际天文年的宣传和实践。通过这些活动，我们希望能够使尽可能多的公众、媒体和政府部门认识到暗夜保护的意义，以实际行动参加到保护暗夜的事业中来。同时，我们还将推广一些适合在关灯期间开展的普及天文知识、监测本地光污染程度的活动，如：


　　1、路边天文：

　　号召各个天文研究机构、天文科普单位、有条件的学校和天文爱好者，开放观测设施或将小望远镜带到公共场所（如步行街、广场、操场等），让公众有机会通过望远镜欣赏夜空的美景，并由天文工作者或天文爱好者进行讲解。


　　2、寻找星座和亮星：

　　在关灯前用肉眼寻找亮星较多的星座，在城市明亮的灯光背景下，这些星座可能难以找到或者难以看到有全部亮星组成的完整轮廓，这时可以通过双筒望远镜或利用其他亮星大致确定星座的位置。关灯开始后，重新开始搜寻这些星座，找到亮星较多的星座后，逐渐挑战寻找更为暗弱的星座。


　　推荐关灯前后寻找的星座：

1-3月傍晚：猎户座、金牛座、大犬座、小犬座、双子座、御夫座、英仙座
4-6月傍晚：狮子座、牧夫座、室女座、大熊座、小熊座、双子座、天琴座
7-9月傍晚：天琴座、天鹰座、天鹅座、武仙座、牧夫座、天蝎座、人马座、
10-12月傍晚：飞马座、仙女座、仙王座、仙后座、英仙座、天琴座、天鹅座

　　3、 数星星：

　　对关灯前后肉眼可见的星星数量进行计数，可以直接反应天光背景的变化，评估关灯活动的效果。在大城市的市区，由于灯光污染非常严重，肉眼能够看到的星星寥寥无几。在关灯前，先找好开阔的观测场地，对肉眼可见的所有亮星进行计数，关灯后再重新计数，并记录关灯前后星星数量的差别。对于规模较小、灯光污染不很严重的城市，可以选择一个或多个星座进行关灯前后的恒星计数。

　　有条件的观测者还可以利用望远镜进行目视数星星，需要注意的是尽量选用低倍目镜，以便获得较大的视场；观测的天区要避开银河附近，以免星星太多数不清；最好使用赤道仪进行自动跟踪，保证关灯前后观测的是同一天区。


　　4、 天空背景亮度测量

　　利用简单的观测设备就可以实现对关灯前后的天光背景亮度变化的定量测量和天光背景变化的长期监测。需要的设备包括：带稳固支架的望远镜（或长焦镜头）、CCD或数码单反相机。

　　除了观测关灯活动前后天光背景的变化，我们还可以对天光背景亮度的时间演化和位置分布进行监测和研究。天光背景亮度的时间演化是指天光的亮度随时间的变化，可以针对多种不同的时标进行监测，如夜变化、季节性变化、年变化和长期变化。天光背景的位置分布是指不同天区天光亮度的不同。在城市中不同的观测地点天光背景的位置分布受周边光源分布的影响而明显不同，但通常具有从天顶到地平线逐渐变亮的趋势。



4 .2  黑暗天空活动
　　现在，保护世界文化遗产和自然遗产地区的黑暗夜空的要求比以往任何时候都要更加紧迫。城市绿地、国家公园和天文台站，这也是对联合国教科文组织提出的为子孙后代保护天文遗址的支持。为了这个计划，IAU同美国国立光学天文台、国际暗夜联盟、以及其他致力于暗夜保护和环境教育的合作者一起解决相关领域的问题，比如发动数千位城市中的科学家用裸眼和数字天空测量仪(digital sky-quality meters，曾在全球夜空计划中成功使用)测量当地的夜空，举行星星聚会，研究新的照明技术，支持相关文艺作品，以及健康和生态环保。


4 .3  关灯十分钟 让繁星回归夜空 “暗夜关灯”活动
　　由于人类活动造成的夜天光增亮叫做“光污染”，光污染主要来自人们生产、生活中的各种照明和景观光源。在夜晚天空不受光污染的情况下，肉眼可看到的最暗恒星的亮度约为6.5等，全天大约有7000颗；在有轻微光污染的地方，夜晚可看到5等星，全天大约有3000多颗；在城市近郊，光污染比较严重，可看到接近4等的星，大约2000多颗；在中小城市的市内，光污染已很严重，夜晚可看到的最暗的星只有3等，约几百颗；在大城市的市内，光污染特别严重，只能看到全天最亮的几十颗星了。

　　光污染影响的严重程度也是天文台选址需要考察的重要指标之一。中科院紫金山天文台因受城市光污染的影响，已经停止了在紫金山上的专业观测，在江苏盱眙、青海德令哈等地重新建设了观测站；上海天文台也与相关单位签订了协议，计划在浙江安吉天荒坪共建我国第一个夜天光保护区。

　　为迎接2009年的国际天文年，提高人们保护暗夜星空的意识，并为了响应明年10月份“全世界数星星”这一科学项目，值青岛大学师范学院天文周活动期间，青岛观象台特与青岛大学师范学院联合发起“关灯10分钟，仰望星空活动”。

系统的在学习下！

目前光污染的意识较淡薄。wsy18老师的帖子很有意义！

夏日的阳光在高楼大厦的玻璃幕反射的眩光让人不爽。

原文由 环保得忍着等春天(chen-gyc) 发表:
夏日的阳光在高楼大厦的玻璃幕反射的眩光让人不爽。

上海这方面的污染很严重，居民投诉越来越多。

原文由 wsy18(wsy18) 发表:

原文由 环保得忍着等春天(chen-gyc) 发表:
夏日的阳光在高楼大厦的玻璃幕反射的眩光让人不爽。

上海这方面的污染很严重，居民投诉越来越多。

记得第一例光污染案就是在上海发生。