Középiskolai Fizikatanári Ankét – Kaposvár, 2009 Kolláth Zoltán (MTA KTM CsKI, MCSE)

Miért nem látjuk a csillagokat? Az égbolt mesterséges fénylése!

Az éjszakai égbolt mesterséges fénylése •Az égbolt megnövekedett fénysűrűsége, ami felhők megvilágításából illetve a levegő molekuláin és aeroszoljain szóródó mesterséges világítástól eredő fényből származik. = fényszennyezés

Optikai mélység (  ) •Átjutó és bemenő intenzitás aránya: I/I 0 = exp (-  ) •Zenitben:  = •  fotonok 25-33%-a szóródik •A horizont irányában 30x nagyobb:  ≈ 10 •  fotonok 99,99%-a szóródik

A fotonok szabad úthossza a légkörben •s: a fény geometriai hossza •l: szabad úthossz •  = s/l •jó átlátszóság mellett: l =10-50km •vizszintes irányban 300km-t haladva 7km magasra jutunk…

A fény légkörben megtett útja ● A látható tartományban dominál a szórás (IR: abszorbció) ● τ gyorsan nő a zenittávolsággal Optikai mélység: τ τ(90) ≈ 30 τ(0)

Átjutó fény Szóródó fény

BudapestSvábhegy

Zselic

Pár szóban a mértékegységekről: •A szem által érzékelt fényesség:Fénysűrűség Mértékegysége: cd/m2 A csillagászatban: magnitúdó/ívmásodperc 2 Látható csillagok: 0-7 magnitúdó M ~ -2.5*lg(I)

Fénysűrűségek: Fénysűrűségek:cd/m 2 mag/arcsec 2 nappali látás határa:0,00120,2 fotopos éjszakai látás határa:0, ,7 szkotopos term. éjszakai ég: 0, ,8 telihold: 6.000,03,5 tiszta égbolt:10.000,02,8 Nap: ,0-10,8 Átmeneti látástaromány: 0.03 – 3 cd/m 2 Alkalmazkodás a sötéthez: perc

Átváltás az egységek között Cd/m 2 mag/ívmásodperc 2

BudapestSvábhegy

Cd/m 2

Zselic

Cd/m 2

Zselic Cd/m 2

Mátra Cd/m 2

Pankasz

Cd/m 2

Az éjszakai égbolt mesterséges fénylése •Az égbolt megnövekedett fénysűrűsége, ami felhők megvilágításából illetve a levegő molekuláin és aeroszoljain szóródó mesterséges világítástól eredő fényből származik. = fényszennyezés

Káprázás •A látás kényelmetlensége és/vagy a tárgyak felismerhetőségének csökkenése, a fénysűrűség szokatlan eloszlásának vagy szokatlan értékének, illetve a térben vagy időben fellépő igen erős kontrasztnak a következtében (MSZ definíciója). Tipikusan ebbe a kategóriába tartoznak a gépjárművezetést és munkavégzést zavaró fények.

Birtokháborítás fénnyel •Az a fény, amely a megvilágításra szánt területet övező ingatlanokra, épületekre esik, és ott káprázást, vagy egyéb kellemetlenségeket okoz. Ebben a kategóriában különösen fontos odafigyelni az ablakokon beszűrődő, az éjszakai pihenést zavaró fényekre. Ide tartozik ezen kívül a lámpatestekből közvetlenül a védett természeti területekre eljutó fény is.

Zavaró fény •az a fény, amely káprázást, birtokháborítást, az égbolt mesterséges kifényesedését vagy bármi más nemkívánatos környezeti hatást okoz. •zavaró fénynek tekintjük a megvilágítás azon részét, ami nem a megvilágítandó felületre, irányba és nem a megfelelő időszakban jut. De zavaró fényt jelent a szükséges szintnél lényegesen nagyobb megvilágítás is.

Mérések csillagászati célú CCD kamerával, vagy kalibrált digitális kamerával (DSLR nyers képek)  Mérési módszerek

Állatövi fény

A fényszennyezés felmérése  Objektív mérések  Unihedron Sky Quality Meter (SQM) – „Égbolt minőség mérő” – érzékeny fénymérő

Mérések a Zselicben ezüst bronz

<250 <50 Szabad szemmel látható csillagok száma

R (km) Égi háttérfényesség Kaposvár távolságának függvényében L narancs: 2007 február-május kék: 2007 június-augusztus Bronz Ezüst

A zavaró fény ökológiai hatásai

380 VÉDETT és 31 FOKOZOTTAN VÉDETT rovarfaj Ezek harmada repül fényre! + azok a rendkívül nagy egyedszámú csoportok, amelyek között védett faj nincs, de ökológiai jelentőségük megkérdőjelezhetetlen. Potenciális károsodások: •Élőhelytől, táplálkozó helytől való elcsalogatás •Szaporodó partnerek szeparálása •Nagyobb kitettség a ragadozóknak •Egyedek közvetlen vagy közvetett elhullása •Populáció összeomlása, lokális kipusztulás A fényszennyezés negatív hatása a hazai rovarvilágra

•Költési időszak –Költőhely választás –Bioritmus –Táplálkozás •Vonulási időszak –„Csapdába ejtő” fény –„Kényszerleszállás” –Ütközések kivilágított épületekkel Madarak: Mikor és mi a probléma?

Zavaró fény és madarak

A zavaró fény ökológiai hatásai → még sorolhatnánk…

Az ember is veszélyeztetett… •Alvás közben kevés fény (különösen a kék tartományban) –Bekapcsolva hagyott TV –Erős fényű kijelzők –Biztonsági fények –Ablakon beszűrődő fény •Elfojtja a melatonin termelést •  Valószínű kapcsolat egyes daganatos megbetegedésekkel.

A zavaró fény okai

Van Gogh: Éj a Rhone-on (Arles, 1888)

Budapest fényei

Budapest déli része a Svábhegyről

Éjjel 1 óra

Az előbbi felvételek készítésének helyszínén a teljes égbolt látványa É D Ny K Centrum

11óra 58perc

0 óra 4 perc

A díszvilágítás lekapcsolásakor: Az égbolt mesterséges fénylése relatív értékének alakulása. Az egyes görbékhez tartozó értékek a zenittávolságok fokban mérve. A fénysűrűség értékeket 30 másodperc expozícióval készült égbolt fényképek alapján határoztuk meg. A méréseket Budapest irányában végeztük.

A díszvilágítás lekapcsolásakor:

--> Budapest díszvilágítása az égbolt kifényesedésének 5-15 százalékáért felelős!

A fényszennyezés okai Fotó: Hegedüs Tibor

A fényszennyezés okai Fotó: Hegedüs Tibor

A fényszennyezés okai Fotó: Gyarmathy István

A fényszennyezés okai

A fényszennyezés helyzete a Földön

Az éjszakai égbolt háttérfényessége a Földön Forrás: Cinzano et al. 2001

Tendencia: Európában eltűnhet a Tejút látványa Forrás: Cinzano et al. 2001

fekete: telített, piros:erősen növekedett, sárga növekedett, szürke: kis változás kék: csökkent, cyán: detektálási szint alatt A világűrbe távozó fényáram növekedése 1992/93 és 2000 között

1888 Van Gogh: Kávézó terasz éjjel

Hogyan védekezhetünk a fényszennyezés ellen?

Jó világítással !

Rossz világítás

Jó világítás

Csillagoségbolt-parkok

Feltételek: Védett, közösségi tulajdonú vagy használatú területek, melyeket állami, vagy helyi köztestületek kezelnek. Ezek lehetnek nemzeti parkok, más kategóriájú védett területek. Lehetőség biztosítása az éjszakai látogatásra. A parknak kiemelkedően jó minőségű és zavarásmentes éjszakai égbolttal kell rendelkeznie (a Tejút jól látható, a határmagnitúdó legalább 5 mag.) Ha a park nagyobb mint ha, egy kisebb része is kijelölhető.

Csillagoségbolt-park a Zselicben

A Zselici Tájvédelmi Körzet

Cinzano et al. 2001

Együttműködések •2006: MCSE – DDNPI –Csillagos égbolt rezervátum létrehozása a Zselici Tájvédelmi körzetben •2007: MEE VTT – Zselica Sz. – DDNPI – MCSE –Kistérségi települések bevonása, helyi szabályozás, VTT iránymutatása

•2007 május-augustus: SEFAG – DDNPD – VTT “Ökoturisztikai centrum” (Vadászház felújítása kibővítése) Kardosfapusztán. A külső világítási rendszer teljesen ernyőzött, “csillagos égbolt barát”. A beruházás a védett területen a mesterséges fények többségét jelenti – jól megvalósítva

Nemzeti parkok, tájvédelmi körzetek: •Kezelési tervek kitérnek a fényszennyezésre •Ez a csillagoségbolt-parkok felterjesztésének utolsó lépése •Zselic, Hortobágy: felterjesztés rövidesen

"...Védett természeti területen a helyhez kötött kültéri mesterséges megvilágítást külterületen, illetve beépítésre nem szánt területen - a közcélú közlekedési létesítmények biztonságos üzemeltetéséhez szükséges megvilágítástól eltekintve - úgy kell kialakítani, hogy a védett vagy a közösségi jelentőségű állatfajokat ne zavarja, veszélyeztesse, károsítsa." •Kezelési tervek •Nemzeti Természetvédelmi Alapterv évi XCI. törvény 19. §-a

Csillagnéző túrák a Zselicben

Éjszakai túrák a Zselicben

2007. február

2008 október

Zselici galéria

Állatövi fény

Tűzgömb

Tejút…

Csillagnyomok a Hortobágyon

Ajánlott olvasmányok: fenyszennyezes.csillagaszat.hu ddnpi.nemzetipark.gov.hu