انواع آلودگی نوری

آلودگی نوری (Light pollution) نوعی آلودگی است که به روشن شدن بیش‌ از حد یک محیط بر اثر نورهای مصنوعی گفته می‌شود.

تعریف علمی آلودگی نوری: “نورهای مصنوعی که در زمان یا مکان نامناسب از استاندارد خود خارج شده و با کیفیت نامطلوب محیط‌زیست و آسمان شب را آزاردهنده و آلوده می‌سازد”.

اصطلاح کلی آلودگی نوری به مشکلات چندگانه‌ای اطلاق می‌شود که به سبب کم بازده بودن، آزاردهندگی، افزون بر نیاز یا غیرمنطقی بودن نور مصنوعی ایجاد می‌شود.

در مطلب” آلودگی نوری در زندگی شهری “سه واژه زمان، مکان و کیفیت که در این تعریف از اهمیت خاصی برخوردار است، بیشتر توضیح داده می­شود:

• زمان: ممکن است شما در زمانی نامناسب (از شب تا صبح) از وجود روشنایی استفاده کنید که اصلاً نیازی به روشن ماندن آن نیست؛ مانند روشن بودن لامپ راهروها، پارکینگ‌ها و حیاط. لازم به توضیح نیست که ما در مورد لامپ‌ها در ساعاتی صحبت می‌کنیم که منابع طبیعی روشنایی، مانند خورشید، فضای موردنیاز ما را در حد کافی روشن نمی‌سازد. پس اگر نور کافی در روز به اندازه نیاز دارید و از نور لامپ‌ها نیز استفاده می‌کنید، این خود می‌تواند مصداقی برای زمان نامناسب باشد.
• مکان: در دنیای امروز که انرژی از ارزش خاصی برخوردار است محاسبات دقیقی برای بهینه مصرف کردن انواع انرژی از جمله نیروی برق انجام می‌گیرد. در خصوص استفاده برق شهری در منازل، مکان‌های عمومی، کارگاه‌ها، بیمارستان‌ها، رستوران‌ها و… نیز استانداردهایی از نور تعریف شده که سلامتی انسان بخصوص بینایی او در آن، موردتوجه مهندسان بوده است. با توجه به نوع هر فعالیت که مکانی خاص را برای انجام می‌طلبد استانداردهایی از میزان نور برای هر مکان تعریف شده است که در نظر نگرفتن این استانداردها و استفاده‌های سلیقه‌ای قطعاً تولید آلودگی نوری می‌کند. درواقع با چنین نگرشی که چه مقدار نور برای چه فعالیتی و در کجا مناسب است هم توانسته‌ایم انرژی را درست و بهینه مصرف کنیم و هم به سلامت بینایی خود آسیب نرسانده‌ایم. به‌طور مثال برای یک اتاق‌خواب ۱۰۰ لوکس، کلاس درس ۳۰۰ لوکس و میز نقشه‌کشی ۵۰۰ لوکس نور لازم است. پس استفاده بیش از مقدار لازم از نور، در هر مکان تولید آلودگی نوری می‌کنند. حال پارکینگ‌های شرکت واحد را به خاطر بیاورید که با شدت نور بسیار بالایی محوطه خود را بیش از مقدار لازم روشن می‌کنند که این عامل باعث بازتاب نور اضافی به فضا می‌گردد و تولید آلودگی نوری می‌کند.
• کیفیت: در مهندسی روشنایی کیفیت نور از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. همان‌گونه که نور در مکان و زمان مناسب باید استفاده گردد، کیفیت نور نیز از جهت پزشکی و سلامت انسان موردتوجه می‌باشد. هر نوع لامپ با توجه به ساختمان و مکانیسم تولید نور از کیفیت، رنگ نور و طیف نوری خاصی برخوردار است. به‌طور مثال نور لامپ‌های سدیم کم‌فشار از نظر ستاره شناسان بسیار مناسب است زیرا به‌راحتی می‌توان نور این لامپ‌ها را با فیلترهای مخصوص از دید ابزارهای منجمین مخفی و پوشیده نمود. چرا که نور این لامپ‌ها فقط در طیف زردرنگ تابش می‌کند و طیف نور دیگری ندارد پس به‌راحتی با یک فیلتر کنترل می‌گردد.

آلودگی نوری اثرات گوناگونی دارد، از یک‌سو با درخشان کردن آسمان در شب، مانع رصد ستاره‌شناسان شده و از طرف دیگر اثرات نامطلوبی روی گیاهان و کیفیت آب خواهد داشت. به این ترتیب که در گیاهان الگوهای رشد، شکوفه‌زنی و گرده‌افشانی را تغییر داده و با ممانعت از حرکت زئوپلانکتون‌ها، به رشد جلبک و خزه در آب کمک می‌کند. همان‌گونه که گفته شد، یکی از اثرات آلودگی نوری، ممانعت از رصد ستارگان است. به دلیل آلودگی نوری تنها یک‌سوم از مردم دنیا قادر به دیدن راه شیری می‌باشند. در شکل 1 این امر به تصویر درآمده است.

دسته‌بندی اختصاصی آلودگی نوری شامل موارد زیر می‌شود:

• فراتازی نوری (Light trespass)
• روشن‌سازی بیش ‌از اندازه (Over-illumination)
• خیرگی (Glare)
• درهم‌ریختگی منابع نوری (Clutter)
• برافروختگی آسمان (Sky glow) یا گنبد نوری
• سوسوزنی (Flickering)

معمولاً یک نور هرز یا آزاردهنده ممکن است در چند مورد از این دسته‌بندی‌ها بگنجد.

شکل 1- نمایی از کهکشان راه شیری (سمت راست) و عدم رؤیت ستارگان به سبب آلودگی نوری (سمت چپ)

فراتازی نوری (Light trespass)

فراتازی نوری آن است که نوری ناخواسته وارد حریم شخصی کسی شود، همچون نور چراغ‌های روی دیوار و سردر همسایه (شکل 2). پدیده نور متجاوز زمانی رخ می‌دهد که نور شدیدی از بیرون و از راه پنجره به داخل خانه کسی بتابد، این رخداد سبب ناخوشایندی‌هایی همچون بروز بی‌خوابی و یا از بین بردن چشم‌انداز شامگاهی را در پی خواهد داشت.

شکل 2- نمایی از آلودگی نوری ناشی از چراغ همسایه

روشن‌سازی بیش ‌از اندازه (Over-illumination)

این اصطلاح به زیاده‌روی در به‌ کارگیری نور گفته می‌شود. میانگین انرژی هدررفته بر اثر روشن‌سازی افزون بر نیاز، به‌تنهایی در آمریکا، روزانه برابر ۲ میلیون بشکه نفت ارزیابی شده است.

Over illumination ریشه در عوامل زیر دارد:

• بکار نگرفتن زمان‌سنج، حسگرهای حرکتی یا دیگر وسایل کنترل برای خاموش کردن منابع روشنایی هنگامی‌که نیازی به آن‌ها نیست.
• طراحی ناشایست، به‌ویژه در روشن‌سازی محیط‌های کاری که در آن‌ها سطوح بالایی از روشنایی، افزون بر نیاز آن محیط کار در نظر گرفته می‌شود.
• انتخاب نادرست حباب یا منعکس‌کننده چراغ‌ها که سبب می‌شود این چراغ‌ها نتوانند نور را به‌طور مستقیم و تنها به بخش‌های موردنیاز بتابانند.
• گزینش ناشایست منابع نوری پرمصرف، برای اهداف روشن‌سازی که با منابع کم‌مصرف‌تر دست‌یافتنی هستند.
• کاستی در آموزش مدیران ساختمان‌ها و ساکنین آن‌ها جهت به‌کارگیری بهینه‌سازی دستگاه‌های روشنایی.
• کاستی در رسیدگی و تعمیر چراغ‌ها که افزایش نورهای هرز و هزینه‌بری بیشتر را در پی دارد.

بیشتر این کاستی‌ها با فن‌آوری ارزان و در دسترس کنونی، قابل اصلاح می‌باشد. یکی از نیازهای پراهمیت کشورهای صنعتی افزایش آگاهی همگانی در راستای پی بردن به بهره‌وری کلان ناشی از کاهش over illumination می‌باشد.

خیرگی (Glare) یا چشم‌زدگی

این پدیده درنتیجه تضاد شدید مناطق روشن و تاریک در میدان دید ایجاد می‌شود. گاهی نگاه کردن به یک رشته نورانی لامپ بی‌حفاظ یا با حفاظ نامناسب این پدیده را ایجاد می‌کند. تابیدن نور به داخل چشم رهگذران یا رانندگان می‌تواند تا بیش از یک ساعت دید فرد را دچار اختلال کند. این پدیده علاوه
بر مورد فوق، به دلیل ایجاد تضاد شدید بین مناطق روشن و تاریک، مانع درک صحیح از میزان تیرگی و روشنی توسط اندام بینایی می‌شود (شکل 3).

شکل 3- خیرگی ناشی از چراغ نامناسب مغازه‌ها که برای عابران خیرگی ایجاد می‌کند

ناتوانی چشم انسان در تطابق با تفاوت زیاد روشنایی بخش‌های تاریک و روشن محدوده دید منجر به بروز پدیده خیرگی می‌شود. معمولاً هنگامی‌که سخن از خیرگی می‌شود، مبحث امنیت در معابر و جاده‌ها موردنظر می‌باشد، جایی که چراغ‌های دارای روشنایی بیش‌ازحد و یا چراغ‌های با نصب نامناسب نظیر زاویه نامناسب تابش، وجود اشکالات فنی در ساختمان چراغ، عدم وجود حفاظ روی چراغ به علت بازماندن یا عدم نصب، ارتفاع نامناسب چراغ، استفاده از لامپ نامناسب با شار نوری بیش‌ازحد موردنیاز معبر در چراغ و… در کنار خیرگی ناشی از نور تابلوهای تبلیغاتی غیراستاندارد در اطراف راه یا نور چراغ‌های موقت نصب‌شده در کنار یا وسط معبر می‌تواند موجب کوری موقت رانندگان و عابران پیاده شده و منجر به تصادف و ایجاد خسارت شود. تقسیم‌بندی‌های مختلفی برای انواع خیرگی وجود دارد که نمونه‌ای از آن به شکل زیر است:

• خیرگی کورکننده نظیر نگاه مستقیم به خورشید که تا مدتی موجب از بین رفتن کامل دید انسان می‌شود. این خیرگی بسیار خطرناک بوده و چنانچه راننده وسیله نقلیه‌ای دچار آن گردد، ممکن است بین چند ثانیه تا چند دقیقه قابلیت تشخیص خود را به کلی از دست بدهد.

شکل 4- خیرگی کورکننده ناشی از نور خورشید

• خیرگی ناتوان‌کننده نظیر سخت شدن دید انسان به دلیل نور اتومبیلی که از روبرو می‌آید و موجب سختی دید می‌شود ولی کاملاً کورکننده نیست. در این صورت، چشم انسان در زمان کمتری نسبت به خیرگی کورکننده، تطابق اولیه خود با محیط را باز می‌یابد. با این ‌وجود، این زمان کم می‌تواند بسیار خطرآفرین باشد.

شکل 5- خیرگی ناتوان‌کننده ناشی از نور چراغ‌های خودروهای روبرو

• خیرگی ناراحت‌کننده به‌صورت مستقیم دارای خطر نبوده و تنها موجب آزار و ناراحتی چشم انسان می‌شود. با این ‌وجود قرار داشتن در معرض آن برای مدت طولانی می‌گردد می‌تواند موجب آسیب‌های جبران‌ناپذیر بر دید انسان گردد.

درهم‌ریختگی منابع نوری (Clutter)

Clutter به دسته نورهای شدید و درهم‌ریخته گفته می‌شود. تجمع منابع نوری و تلاقی نورهای گسیل‌شونده از آن‌ها ممکن است سبب گیجی و انحراف حواس فرد از موانع شود. افزون بر موارد بالا، بسیاری از تصادفات را می‌توان پی‌آمد این پدیده دانست.

موارد نمایانی از Clutter در راه‌هایی که چراغ‌های دو سوی آن بد طراحی شده یا تابلوهای تجاری درخشانی که پیرامون جاده را در برگرفته دیده می‌شود. در تابلوهای تجاری بسته به انگیزه شخص یا
سازمان نصب‌کننده آن‌ها نورپردازی‌های گوناگونی بکار گرفته می‌شود که برخی از این نورپردازی‌ها حتی ممکن است سبب پراکندگی حواس رانندگان و زمینه‌ساز تصادفات شوند (شکل 6).

شکل 6- چراغ‌های نامناسب بیلبوردها

برافروختگی آسمان (Sky glow) یا گنبد نوری

برافروختگی آسمان به اثر درخششی اشاره دارد که می‌تواند در مناطق پرجمعیت دیده شود. این پدیده از دو عامل ناشی می‌شود: یکی بازتاب نور به سمت آسمان از بازتاب‌کننده‌هایی که در معرض تابش چراغ‌ها قرار گرفته‌اند و دیگری چراغ‌هایی با هدایت ناشایست نور، به‌گونه‌ای که نورشان به‌سوی آسمان می‌تابد. نورهایی که به سمت آسمان می‌روند در برخورد با جو دچار پراش یا پخش‌شدگی نور می‌شوند و نرخ این پراش وابستگی بسیاری به طول‌موج نور گسیل‌شونده دارد. این اثر از جمله معضلاتی است که به‌ویژه برای اخترشناسان آزاردهنده است، زیرا می‌تواند کنتراست آسمان شب را تا آن اندازه کاهش دهد که دیدن درخشنده‌ترین ستارگان نیز امکان‌پذیر نخواهد بود.

ممکن است یک نور مزاحم در چند دسته آلودگی نوری قرار گیرد. به‌عنوان‌مثال در شکل 7 سه نوع آلودگی نوری وجود دارد.

در مورد سامانه‌های روشنایی خیابانی باید نور بالای افق حداقل شود تا باعث آلودگی نوری و افزایش برافروختگی آسمان نشود. در شکل 8 نمونه بسیار مناسبی از چراغ‌ها نشان داده شده است

شکل 7- وجود 3 نوع آلودگی نوری: خیرگی، فراتازی نور و برافروختگی آسمان

شکل 8- استفاده از چراغ‌های مناسب در روشنایی بزرگراه

سوسوزنی (Flickering)

روشن و خاموش شدن متناوب نور که معمولاً به‌صورت تعمدی به‌منظور تبلیغات یا جلب‌توجه بکار می‌رود، می‌تواند موجب آزار گشته و مانند خیرگی موجب کاهش دید، ناراحتی و اضطراب شود. این پدیده بسته به شدت، رنگ و فرکانس خاموش و روشن شدن، باعث افزایش حملات عصبی و سردرد در اشخاص مبتلا به بیماری‌هایی نظیر میگرن می‌شود.

سوسوزدن معمولاً در دو مورد بیش از سایر موارد بررسی می­شود. اول در خصوص سوسوزدن لامپ‌های داخلی که موجب خستگی بیش ‌از حد چشم در زمان تطابق با نور متغیر است و در ساختمان‌های اداری نمود بیشتری دارد. دوم، چراغ‌های تبلیغاتی و تابلوهای مجاور خیابان‌ها و معابر که هم می‌تواند با ورود به ساختمان‌های مجاور از طریق پنجره‌ها و هم از لحاظ ایجاد محیطی امن برای خلاف‌کاران، موجب ناراحتی و آسیب گردد. علاوه بر آن، می‌تواند با پرت کردن حواس عابران، دوچرخه‌سوارها و رانندگان وسایل نقلیه، خطرآفرین باشد.

(IDA)International Dark-sky Association انجمن بین‌المللی آسمان تاریک

از جمله گسترده‌ترین تشکل‌های مبارزه با آلودگی نوری در جهان می‌توان به انجمن بین‌المللی آسمان تاریک (IDA) اشاره کرد. این انجمن طی نشست‌های سالانه خود به بررسی وضعیت موجود و فعالیت‌های انجام‌شده در سراسر جهان در جهت کنترل آلودگی نوری می‌پردازد و فعالیت‌های فرهنگی و تبلیغی وسیعی چه از طریق اینترنت و چه از طریق همکاری با سازمان‌های شناخته‌شده بین‌المللی نظیر یونسکو انجام می‌دهد.

این انجمن در سال 1988 توسط دکتر David Crawford و Tim Hunter برای معرفی مشکل آلودگی نوری تأسیس شد. این سازمان غیرانتفاعی به‌منظور اهداف آموزشی و علمی در ایالات‌متحده امریکا آغاز به کار نمود. آیین‌نامه‌های این انجمن در سال 1989 تدوین و در همان سال و سال‌های 1990، 2005 و 2006 مورد بازنگری قرار گرفت. این انجمن در طول 20 سال تعداد اعضای خود را از دو عضو به 11000 عضو در سطح جهان رسانده است. این انجمن هم‌اکنون غیر از دفاتر متعددی که در ایالات‌متحده امریکا دارد، نمایندگی‌های مشابهی در کشورهای بلژیک، آلمان، فرانسه، هلند، انگلستان، ترکیه، لهستان و کانادا ایجاد نموده است.

انجمن بین‌المللی آسمان تاریک با هدف حفظ تاریکی آسمان از روشنایی مصنوعی بیرونی در ساعات شب تشکیل شده است. این هدف چشم‌اندازهای زیر را ایجاد نموده است:

• ارتقای شرایط محیط‌ زیست در شب و کاهش آلودگی نوری که منجر به موارد زیر می‌شود:
  • صرفه‌جویی انرژی و ایجاد منافع اقتصادی
  • زیبایی ساعات شب و افزایش کیفیت زندگی
  • حفاظت از اکوسیستم و زندگی جانداران
  • ایجاد حاشیه امن علمی برای علومی نظیر نجوم
  • نگهداری از بقایای تاریخی و باستانی و پاسداری از هنر
  • افزایش دید شب و امنیت در شب از طریق کاهش خیرگی
  • حفاظت از سلامت انسان‌ها
• افزایش آگاهی عمومی در خصوص آلودگی نوری و راه­حل­های آن
• همکاری با سایر سازمان‌های ذی‌ربط و آموزش آن‌ها در خصوص روشنایی بیرونی
• ارتقای قوانین، سیاست‌ها، تحقیقات و تدوین استانداردها در یک روال علمی و حرفه‌ای مشخص
• یافتن راه­حل­های علمی برای کاهش آلودگی نوری شامل:
  • کاهش روشنایی شب (کل میزان لومن استفاده ‌شده) از طریق:
• کاهش تراکم نور (لومن بر واحد سطح)
• اجبار به خاموشی
• کنترل خودکار شدت نور (از طریق روشن و خاموش کردن و حس‌گرهای روشنایی)
• کدهای انرژی
  • حفاظت و راهنمایی
  • مطالعه طیف پخش نور چراغ‌ها