Aktuality

Vedci SAV navrhujú nové možnosti využitia satelitného monitorovania zdrojov svetelného znečistenia

Výskum

Vložil(a): A. Nozdrovická, 18.6.2020, videné 341-krát

 

Každoročný nárast svetelných emisií z pozemných zdrojov (predovšetkým nočného osvetlenia miest) neúmerne zvyšuje environmentálnu záťaž a má široké spektrum ďalších neželaných konzekvencií.

Svetelné emisie, ktoré smerujú priamo do hornej hemisféry, predstavujú energetické straty a majú najväčší podiel na presvetlení nočnej oblohy. Dosah účinku svetelných zdrojov v mnohom závisí od ich spektra a smerovej distribúcie fotónov. Rozptyl viditeľného žiarenia v zemskej atmosfére výrazne klesá smerom k červenému okraju spektra. V dôsledku toho sa na nočnej oblohe s narastajúcou vzdialenosťou od svetelného zdroja zvýrazňuje podiel červenej a potláča podiel modrej farby. V blízkosti miest je to naopak. Skutočné prerozdelenie energie v spektre rozptýleného svetla však závisí od konkrétnych podmienok, predovšetkým znečistenia atmosféry aerosólovými časticami.

V súčasnosti sa v mnohých krajinách budujú siete monitorovacích staníc s cieľom sledovať vplyv svetlených emisií na úroveň svetelného znečistenia a prispieť k lepšiemu pochopeniu základných mechanizmov, ktoré predurčujú zmeny difúzneho svetla nočnej oblohy. Je predpoklad, že získané poznatky povedú k riešeniam, ktoré pomôžu spomaliť tempo, s akým sa zvyšuje jas nočnej oblohy, alebo ho dokonca kontrolovane potláčať. Veľký dôraz kladie na modernizáciu svetelných zdrojov, no nedávny výskum zvýraznil narastajúcu úlohu aerosólov v týchto procesoch. Aerosólové častice ovplyvňujú svetelné pole tak na zemskom povrchu, ako aj na úrovni satelitov.

SAV v spolupráci s Universidade de Santiago de Compostela vyvinula metódu, ktorá otvára nové možnosti využitia doposiaľ pasívneho satelitného snímkovania zemského povrchu v noci. Metóda je založená na princípoch rozptylu svetla, pričom intenzita, ktorú deteguje satelit v malej uhlovej vzdialenosti od zdroja svetla (mesta) závisí od mikrofyzikálnych vlastností atmosférického aerosólu, predovšetkým však od rozmerov častíc aerosólu. Výhodou metódy je samokalibrácia. Porovnaním intenzity difúzneho svetla na vonkajšom okraji mesta s priamymi svetelnými emisiami sa získa relatívna žiara ako funkcia uhlovej vzdialenosti od mesta. Z tejto funkcie následne dokážeme určiť rozmerovú distribúciu aerosólu. Metóda umožňuje diaľkovú detekciu zdrojov atmosférického a svetelného znečistenia a bola uverejnená v časopise MNRAS Letters, ktorý publikuje práce s vysokým potenciálom ovplyvniť výskum v danej oblasti.

Satelitné dáta nám umožnili objasniť aj ďalší problém spojený so stanovením celkového svetelného toku z pozemných zdrojov a vyvinúť model, ktorý zmenil doteraz prijímanú predstavu o silnej korelácii medzi svetelným tokom z mestských zdrojov svetla a populáciou. Táto korelácia je implicitnou súčasťou takmer všetkých výpočtových nástrojov, takže nový model ovplyvní doposiaľ známe predpovedné schémy svetelného znečistenia. Práca vyšla tiež v tom istom časopise.

Miroslav Kocifaj, ÚSaA SAV

Foto: ÚSaA SAV, zdroj: earth.google.com

Príloha

Satelit zbiera informácie o žiare zemského povrchu s uhlovým rozlíšením 0.03° (v závislosti od orbity). Obrázok bol vytvorený na podklade snímkov z earth.google.com (Earth at Night – Google Earth)