{"id":2457,"date":"1998-07-01T09:20:14","date_gmt":"1998-07-01T07:20:14","guid":{"rendered":"http:\/\/www.darksky.ch\/dsx\/de\/?p=2457"},"modified":"2016-09-14T09:46:53","modified_gmt":"2016-09-14T07:46:53","slug":"lichtverschmutzung-unter-der-lupe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.darksky.ch\/dss\/de\/1998\/07\/lichtverschmutzung-unter-der-lupe\/","title":{"rendered":"Lichtverschmutzung unter der Lupe"},"content":{"rendered":"

\u00dcbersetzung eines Artikels aus der Zeitschrift Sky & Telescope, November 96, Seite 44 ff., von Arthur R. Upgren. Originaltitel: Dissecting Light Pollution. \u00dcbersetzung: Stefan Meister.<\/em><\/p>\n

Jeder Astronom kennt den k\u00fcnstlichen „Skyglow“, welcher als diffuser Schimmer \u00fcber bewohnten Gebieten h\u00e4ngt und die Sicht zum Universum mehr oder weniger tr\u00fcbt. W\u00e4hrend den letzten f\u00fcnfzig Jahren hat sich die Lichtverschmutzung von den Grossst\u00e4dten zu einem grossen Problem f\u00fcr Astronomen fast \u00fcberall in der Welt ausgebreitet. Dennoch sind einige Aspekte der Lichtverschmutzung vielen Amateurastronomen nicht bekannt. Wissen ist Macht – deshalb im folgenden ein paar Facts wie das Problem verhindert oder zumindest effizient angegangen werden kann.<\/p>\n

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Abb. 1: Sterne konkurrieren mit den Lichter der Stadt. Diese Bildmontage von der Internationalen Dark-Sky Association ist eigentlich noch harmlos. Wenn das Licht von Lampen direkt blendet, k\u00f6nnen kaum mehr Sterne am Himmel gesehen werden.<\/p>\n

Blendende Lampen oder Skyglow<\/strong>
\nDas \u00e4rgerlichste und unsinnigste Fremdlicht ist jenes, das von einer hellen Lampe direkt in die Augen strahlt. Solche blendenden Lampen kommen von schlecht gebauten oder falsch montierten Beleuchtungsk\u00f6rpern. Diese machen wahrscheinlich den gr\u00f6ssten Teil aller derzeitigen Beleuchtungen aus. Wenn solch st\u00f6rendes Licht die Eigentumsgrenzen \u00fcberschreitet und Ver\u00e4rgerung bei dem entsprechenden Bewohnern verursacht, nennen es die Amerikaner einen sogenannten „light trespass“, also unberechtigtes „Betreten“ des Grundst\u00fcckes von Fremdlicht. Dabei ist die Blenderei oft am einfachsten zu beheben: Durch Aufstellen des Teleskopes an einem schattigen Ort, Aufspannen einer Plane, um das Teleskop abzuschirmen oder durch Gespr\u00e4che mit den Nachbarn oder den Beh\u00f6rden mit der Absicht den St\u00f6refried durch ein neueres, besser konstruiertes Modell auszutauschen.<\/p>\n

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Abb. 2: Skyglow kann um drei Viertel reduziert werden: Durch die Umr\u00fcstung zu voll abgeschirmten Lampen. Links: Eine typische unabgeschirmte Lampe kann 35% ihres Lichts nach oben verschwenden. Vom nach unten gelenkten Licht wird etwa 15% (was etwa 10% der Gesamtenergie entspricht) vom Boden wieder zur\u00fcckreflektiert. Das Ergebnis: 45% der abgegebenen Lichtmenge der Lampe verliert sich im Nachthimmel. Rechts: Eine voll abgeschirmte Lampe erreicht die selbe Beleuchtung mit einer Birne die nur 65% so hell leuchtet. Einzig das Licht welches den Boden erreicht kann so in den Himmel abstrahlen.<\/p>\n

Skyglow ist eigentlich das, was wir landl\u00e4ufig unter der Bezeichnung „Lichtverschmutzung“ verstehen. Selbst in den abgelegensten Gegenden weist der Himmel eine gewisse minimale Grundhelligkeit auf. Diese nat\u00fcrliche Komponente des Skyglows hat vier Ursachen: feines Himmelsleuchten in der oberen Atmosph\u00e4re (eine permanente, schwache Aurora), Sonnenlicht reflektiert durch interplanetarischen Staub (Zodiakallicht), durch die Atmosph\u00e4re gestreutes Sternenlicht und Hintergrundlicht von weit entfernten unaufgel\u00f6sten Sternen oder Nebelgebieten. Das Himmelsleuchten ist jeweils um das Maximum des 11-j\u00e4hrigen Sonnenfleckenzyklus am ausgepr\u00e4gtesten; die anderen Quellen varieren mit der Nachtstunde und den Jahreszeiten, ihr Gesamteinfluss ist aber recht gut bekannt.<\/p>\n

Ein typischer vorst\u00e4dtischer Himmel ist heute etwa f\u00fcnf- bis zehnmal heller im Zenit als der nat\u00fcrliche Himmel. In Stadtzentren kann der Zenit sogar 25 bis 50 mal heller als der nat\u00fcrliche Hintergrund werden.<\/p>\n

Zauberwort: Abschirmen<\/strong>
\nRundum voll abgeschirmte Beleuchtungsk\u00f6rper sind\u00a0das entscheidende Mittel gegen blendende Birnen und Skyglow schlechthin. Eine Lampe sollte alles Licht dorthin werfen, wo es auch ben\u00f6tigt wird, n\u00e4mlich nach unten. „Voll abgeschirmt“ heisst hier, dass keine Lichtstrahlen von der Beleuchtung \u00fcber den Horizont abgestrahlt werden d\u00fcrfen und mindestens 90% des Lichtes von einem seitlich begrenzten Bereich von je 0-20 Grad unterhalb der Horizontebene abgeblockt ist.<\/p>\n

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Abb. 3: Zwei Standorte, die um wenige Kilometer voneinander getrennt sind, k\u00f6nnen bereits einen sehr unterschiedlichen Himmel zeigen. Diese beiden identischen Aufnahmen vom Sternbild Leier wurden vom Van Vleck Observatorium auf dem Wesleyan Campus (links) und wenige Kilometer entfernt beim Autor zuhause (rechts) aufgenommen. Die Himmelshelligkeit variiert hier etwa um den Faktor 4.<\/p>\n

Licht das horizontal wegleuchtet tr\u00e4gt nichts zum eigentlichen Zweck des Beleuchtungsk\u00f6rpers bei. Es ist bloss ein blendendes \u00c4rgernis naher Passanten und wird so unn\u00f6tig verschwendet. Nat\u00fcrlich ist auch direkt nach oben gerichtetes Licht v\u00f6llig unn\u00fctz. Der zum Teil gewaltige Verlust senkrecht abstrahlender Lichtquellen wird jedoch geduldet weil das Licht, und damit die Verschwendung kaum erkannt wird. Leute welche Beleuchtungsk\u00f6rper installieren, pr\u00fcfen schliesslich nicht, wie das Objekt in der Nacht aus der Luft aussieht. Die so vergeudeten Stromkosten werden alleine in den USA auf j\u00e4hrlich 1-2 Milliarden Dollar gesch\u00e4tzt.<\/p>\n

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Abb. 4: Schlechte und gute „Sicherheitsbeleuchtung“. Links: K\u00f6nnen Sie den Einbrecher sehen? Die unabgeschirmten Lampen blenden die Augen genauso wie die Kamera, was schlussendlich dunkle Schatten, schlechte Sicht wie auch Lichtverschmutzung des Himmels bedeutet. Rechts: K\u00f6nnten Sie den Einbrecher hier sehen? Gute Beleuchtung zeigt einen erhellten Boden anstatt grell blendende Leuchten. Eine Faustregel unter Beleuchtungstechnikern besagt, dass sobald Sie die eigentliche Birne leuchten sehen, die Ausleuchtung schlecht ist. \u00fcbrigens: Die Lampe rechts ben\u00f6tigt 175 Watt, die beiden auf der rechten Seite total nur 28 Watt! Die Bilder wurden freundlicherweise von der IDA zur Verf\u00fcgung gestellt.<\/p>\n

Nur keine seitlichen Strahlen<\/strong>
\nHorizontnah abstrahlendes Licht ist besonders sch\u00e4dlich. Ein gerade nach oben abstrahlender Beam ist gew\u00f6hnlich weniger schlimm, da er schell in den Weltraum austritt und dabei nur eine Luftmasse oder Atmosph\u00e4renschicht passiert. Ein Strahl welcher 10 Grad \u00fcber den Horizont zielt, durchquert hingegen bereits 5.6 mal soviel an Atmosph\u00e4re – also 5.6 Luftmassen – und „verschmutzt“ viel den gr\u00f6sseren Himmel. Ein Strahl welcher den Horizont nur knapp \u00fcberfliegt verschmutzt bis zu zehn Luftmassen, obschon bei den letzten paar Schichten nicht mehr viel Licht \u00fcbrig sein d\u00fcrfte.<\/p>\n

Die Situation ist vergleichbar mit atmosph\u00e4rischer Extinktion (Abschw\u00e4chung) von Sternenlicht welches aus der Gegenrichtung eintrifft. Wenn ein Lichtstrahl aus der Meeresh\u00f6he durch klare Luft gerade nach oben schiesst, wird nur 20% bis 30% von ihm absorbiert oder in der Atmosph\u00e4re verteilt. Der restliche Teil verschwindet im Weltraum. Tritt der selbe Lichtstrahl hingegen 5 Grad \u00fcber Horizont aus, liegt der Absorptionsanteil bereits bei 90%. Auf diese Weise betr\u00e4gt die Lichtverschmutzung drei bis viermal soviel wenn die betroffenen Luftmassen \u00fcber ein Gebiet von mehreren Kilometern aufgerechnet werden (dies ist jedenfalls bei klarer Luft der Fall. Aerosolpartikel k\u00f6nnen das Bild zus\u00e4tzlich komplizierter machen).<\/p>\n

Dazu kommt die Tatsache, dass die meisten Lampen mit einer Abschirmung f\u00fcr h\u00f6here Winkel versehen sind und dann wird auch klar, dass der Kampf gegen die Lichtverschmutzung im schmalen „Schlachtfeld“ knapp \u00fcber dem Horizont entschieden wird. Dies trifft zumindest f\u00fcr Orte weit entfernt von den grossen Flutlichtern zu – die halbl\u00e4ndlichen Gegenden – welche hier die schlimmsten Ver\u00e4nderungen w\u00e4hrend den letzten 20 Jahren erleiden mussten. Direkt in einer Stadt ist die Abstrahlung in h\u00f6heren Winkeln (und deren Reflexionen vom Boden) das Hauptproblem.<\/p>\n

Skyglow oft ein lokales Problem?
\n<\/strong>H\u00e4ufig kann man mehr Sterne 20 km von einer Stadt entfernt erkennen, als 500 m vor einem hell erleuchteten Shopping-Center auf dem Lande. An zwei Orten in Middletown im US-Bundesstaat Connecticut machte der Autor umfassende Messungen der Himmelshelligkeit im Zenit: Beim Van Vleck Observatorium auf dem Wesleyan Campus, einem Universit\u00e4tsgel\u00e4nde, sowie drei Kilometer entfernt bei ihm zu Hause in einem bewaldeten Vorort. Der Campus hatte bis heute einen \u00fcber 20 mal helleren Nachhimmel als der nat\u00fcrliche Himmelshintergrund. Der Himmel \u00fcber seinem Haus ist aber nur vier bis f\u00fcnf mal heller als dieses\u00a0Grundniveau. Der Unterschied den diese drei Kilometer ausmachen ist bemerkenswert – von einer fast unsichtbaren Milchstrasse bis hin zur Sichtung der Sagittarius- und Scutum-Sternwolken in guten N\u00e4chten.<\/p>\n

Im Jahre 1994 stimmte die Universit\u00e4t zu, dass die meisten Fussg\u00e4nger-Beleuchtungen um die Sternwarte herum durch sauber abgeschirmte Lampen ersetzt wurden. Die Himmelshelligkeit im Zenit fiel dadurch fast um die H\u00e4lfte – eine dramatische Verbesserung von 0.6 oder 0.7 Magnituden. Solche Beobachtungen zeigen die Wichtigkeit des Umgangs mit der lokalen Beleuchtung. Man braucht also nicht erst eine ganze Stadt umzur\u00fcsten um erste Ergebnisse zu sehen. Hartford, Connecticut, eine Metropole mit einer Million Einwohnern ist nur 20 Kilometer n\u00f6rdlich des Wesleyan Campus gelegen. Die Lichter der Stadt dr\u00e4ngen sich nur wenig auf, jene von New York City, etwa 120 Kilometer s\u00fcdwestlich st\u00f6ren \u00fcberhaupt nicht mehr.<\/p>\n

Ein anderes Beispiel wird aus der Lichtverschmutzungskarte der Umgebung Washington, D.C. deutlich (siehe auch Sky & Telescope, Juni 1996, S. 82). Klubmitglieder fanden erstaunliche L\u00f6cher mit relativ dunklem Himmel in Regionen, welche auf Nachtaufnahmen von Raumf\u00e4hren vor lauter Licht v\u00f6llig \u00fcberstrahlt wurden.<\/p>\n

Die Farbe des Taghimmels als Mass der Dinge
\n<\/strong>Speziell in der N\u00e4he des Horizonts gilt: Je blauer der Himmel, desto dunkler wird die Nacht wahrscheinlich sein. Das Weiss des Taghimmels wird durch Streuung von Sonnenlicht an kleinen Partikeln verursacht. Genau gleichgut arbeiten diese Partikel nat\u00fcrlich auch in der Nacht wenn sie k\u00fcnstliches Licht streuen. Ein tief blauer Himmel am Nachmittag bedeutet daher ein transparenter Nachthimmel.<\/p>\n

Trockene Luft ist ebenfalls ein gutes Zeichen. Selbst wenn die obere Atmosph\u00e4re ziemlich frei von Dunst ist, hohe Luftfeuchtigkeit kann daf\u00fcr verantwortlich gemacht werden, wenn Dunst oder Nebel in tiefere Lagen absteigen. Daher aufgepasst auf Prognosen mit geringer Luftfeuchte.<\/p>\n

Die Sache mit der Luftverschmutzung<\/strong>
\nDer weissliche Dunst an einem blauen Himmel enth\u00e4lt mikroskopisch kleine Wassertr\u00f6pfchen welche an kleinen festen Partikeln kondensierten, dieser besteht vor allem Sulfat-Emissionen von entlegenen Fabriken und Kraftwerken. Solche Partikel sind die Verursacher des sauren Regens. Der Schwefelausstoss erreichte 1970 in den USA einen H\u00f6hepunkt und konnte seither um 30 Prozent reduziert werden. Ob diese Reduktion nun weitergeht oder umkehrt ist momentan noch offen. Aber der Luftreinhaltebeschluss von 1970 bedeutete jedenfalls dunklere Himmel in den 90er Jahren als wir andererseits gehabt h\u00e4tten.<\/p>\n

Eine starke Kaltfront welche \u00fcber eine Stadt fegt kann die lokale Verschmutzung reinigen und den Nachthimmel wundersch\u00f6n dunkel zeigen. Die windigsten N\u00e4chte in St\u00e4dten sind oft die dunkelsten. Ein durchziehendes Gewitter oder ein Schneesturm k\u00f6nnen ebenfalls eine ungew\u00f6hnlich dunkle Nacht zur Folge haben.<\/p>\n

Wenn in einem Gesuch Argumente gegen die Lichtverschmutzung angef\u00fchrt werden sollen, so erreichen Schlagworte wie Kostenreduktion, Energie und Beleuchtungs\u00e4stetik wesentlich mehr als astronomomische Standpunkte alleine. Zum Himmel hochgestrahltes Licht verschwendet Energie. Es tr\u00e4gt zu den sch\u00e4dlichen Emissionen von Kraftwerken und all anderen Problemen der Energieverschwendung bei. Es verursacht die uns bekannte l\u00e4stige, grell erleuchtete n\u00e4chtliche Umgebung. Dies sind Punkte welche die Bev\u00f6lkerung und Beh\u00f6rden interessieren d\u00fcrfte.<\/p>\n

Voll abgeschirmte Leuchten welche den Grund effizienter und mit geringerer Leistung ausleuchten k\u00f6nnen derart viel Energie sparen, dass sich die Kosten der Umr\u00fcstung bereits in drei Jahren amortisiert haben. Danach wirkt sich der Gewinn direkt in barer M\u00fcnze aus. Die Stadt San Diego spart beispielsweise auf diese Art ca. drei Millionen Dollar j\u00e4hrlich ein.<\/p>\n

Solche gut abgeschirmte Leuchten sind nicht nur angenehmer anzusehen. Die Sicht in der Nacht wird verbessert, so dass beispielsweise Autofahrer Fussg\u00e4nger und Gegenst\u00e4nde besser wahrnehmen k\u00f6nnen und nicht durch Lampen geblendet und abgelenkt werden. Viele solcher voll abgeschirmter Lampen sind bereits in diversen Ausf\u00fchrungen erh\u00e4ltlich. Die besten basieren auf einer Reflektionsfl\u00e4che oberhalb der Birne und brechen das Licht nicht an einer tieferliegenden Plastikabdeckung. Dadurch blendet die Lampe nicht nur weniger, sie zeichnet sich auch durch gleichm\u00e4ssigere und gezielte Ausleuchtung aus. Wenn Leute erst einmal sehen wie gut konstruierte Beleuchtungsk\u00f6rper in der Nacht strahlen, m\u00f6chten sie diese auch in ihrer Umgebung einsetzen.<\/p>\n

Durch eine Reduktion der Lichtverschmutzung gewinnen tats\u00e4chlich alle. Dieser grunds\u00e4tzliche Durchbruch wurde von David Crawford, Kitt Peak National Observatory, und seinem Amateur-Kollegen Tim Hunter eingeleitet, in dem sie 1988 die International Dark-Sky Association (IDA) ins Leben ruften. Die erfolgreichen Bem\u00fchungen Kitt Peak’s gegen die Lichtverschmutzung der Aglomeration Tuscons (US-Staat Arizona) \u00fcberzeugten Crawford und Hunter, dass Astronomen die gemeinsamen Interessen mit der Bev\u00f6lkerung aufgreifen sollten. Zuvor haben die meisten Astronomen geglaubt, dass „gute Beleuchtung“ genau das sei was sie nicht wollten und f\u00fchrten einen hoffnungslosen Kampf gegen den Rest der Welt. Ziel der Bestrebungen heute ist daher nicht mehr m\u00f6glichst viele Lampen radikal abzuschalten sondern vielmehr die Beleuchtung effizient und m\u00f6glichst ohne Verlust dorthin zu lenken wo sie tats\u00e4chlich gebraucht wird. Damit ist schlussendlich allen gedient.<\/p>\n

Die IDA verfasste unz\u00e4hlige n\u00fctzliche Fact Sheets und Lehrmaterial zu diesem Thema. Unter anderem stellt sie Quellen f\u00fcr gute Beleuchtungsk\u00f6rper bereit, ber\u00e4t die Beleuchtungsindustrie und arbeitete f\u00fcr nationale und regionale Lichtverschmutzungskontrollprogramme. Sie wird derzeit von etwa 1’850 beitragszahlenden Mitgliedern in den USA unterst\u00fctzt und ist im Internet unter http:\/\/www.darksky.org\/ida\/<\/a> erreichbar.
\nArthur R. Upgren ist Astronom an den Wesleyan und Yale Universit\u00e4ten und Gr\u00fcndungsmitglied der IDA. Seit langer Zeit untersucht er die Helligkeit des Nachthimmels.<\/p>\n

Stefan Meister ist Mitglied von Dark-Sky Switzerland (DSS). DSS ist eine Fachgruppe der Schweizerischen Astronomischen Gesellschaft welche sich der Thematik Lichtverschmutzung widmet.<\/em><\/p>\n

Anmerkung der Redaktion:
\nDark-Sky Switzerland ist seit 2000 ein eigenst\u00e4ndiger Verein. Wir entschuldigen uns f\u00fcr die damalige Bildqualit\u00e4t. Leider waren\u00a0im digitalen Archiv nicht alle Originalgr\u00f6ssen vorhanden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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