Herman Miku,

1
Monitoring svetlobnega onesnaevanja nocnega neba

• Herman Miku,
• Fakulteta za matematiko in fiziko Univerze v
  Ljubljani
• Temno nebo Slovenije
• Astronomski observatorij Crni Vrh

2
Slovenija viri svetlobnega onesnaevanja
Zakaj smo postali ena najbolj svetlobno
onesnaenih drav?
Maribor iz Pohorja (2007), poraba 120 KWh/preb
3
Slovenija viri svetlobnega onesnaevanja
Zakaj smo postali ena najbolj svetlobno
onesnaenih drav?
Ljubljana iz marne Gore (2006), poraba 90
KWh/preb.
4
Slovenija viri svetlobnega onesnaevanja
Zakaj smo postali ena najbolj svetlobno
onesnaenih drav?
Koper z luko iz Socerba (2007)
5
Uredba vlade RS 4162 dovoljuje samo svetilke z 0
sevanja nad vodoravnico!
Nezasencena
Delno zasencena
Popolnoma zasencena
Navzgor 55
Navzgor 10-15
Navzgor 0
Popolnoma zasencena svetilka nima neposredne
emisije v nebo!
Ustreznost svetilke (4. clen uredbe) preverimo z
ogledom na licu mesta. Pomagamo si z daljnogledom.
6
Slovenija viri svetlobnega onesnaevanja
Zakaj smo postali ena najbolj svetlobno
onesnaenih drav?
Nocna pokrajina z osvetljenimi cerkvami na gricih
7
Slovenija viri svetlobnega onesnaevanja
Stotisoci KWh elektrike vsako noc izpuhtijo v
vesolje!
Tipicna nocna razsvetljava kulturnih spomenikov v
Sloveniji
Premocna, nestrokovno namecena in dostikrat
povsem nepotrebna razsvetljava obremenjuje okolje
in ne nazadnje epe davkoplacevalcev
8
Vpliv nezasencene svetilke na svetlobno
onesnaevanje

• Kotne emisije svetilke in prispevek k svetlobnemu
  onesnaevanju
• A 180-100 Critical area for skyglow from within
  urban areas but proportionally less impact to
  rural areas.
• B 100-95 Significant contributor to skyglow,
  especially in rural areas where it is most
  aerosol dependent. Less likely to be obstructed.
• C 99-90 Critical zone for skyglow and obtrusion
  seen at 10s of km (in rural areas) where it is
  strongly dependent on aerosol scattering.
• D 90-70 Significant contributor to skyglow seen
  at a distance through reflection but reflected
  light more likely to be obstructed by buildings,
  trees and topography.
• E 70-0 Ideal light distribution.

A
B
C
D
E
9
Svetloba se pod nizkimi koti iri ZELO dalec
Effective limited height of atmosphere

• V vodoravni smeri svetloba onesnauje tudi 100 km
  ali celo 200 km. Ce uporabljamo zasencene
  svetilke onesnaenje omejimo na kratke razdalje
  blizu vira svetlobe.
• Zaradi omejene debeline atmosfere najvec
  onesnaevanja povzroca svetenje tik nad
  vodoravnico.
• Ce svetimo s 100W navzdol se od asfalta odbije
  med 4 in 8 (recimo 6W)
• Ce svetimo s 100W navpicno navzgor se v atmosferi
  razpri okoli 20 (recimo 20W)
• Ce svetimo s 100W vodoravno se v atmosferi
  razpri vseh 100W !!!

10
irjenje umetne svetlobe v atmosferi
Simulacija dosega sevanja svetilk pod majhnimi
koti nad Slovenijo za debelino atmosfere 5 km
11
Sipanje umetne svetlobe v atmosferi
Svetlobno onesnaevanje nocnega neba
Pogled na nocno nebo iz Slovenije
Observatorij Crni Vrh, 30. 9. 2005 pogled na
vzhod proti Ljubljani
12
Sipanje umetne svetlobe v atmosferi
Svetlobno onesnaevanje nocnega neba
Observatorij Crni Vrh, Slovenija, julij 2005
Otok Cres, Hrvaka, julij 2005
Temno nebo izginja v svetlobnem smogu!
13
Ena najtemnejih tock v EU Avstrija, 2000 m,
Nockalmstrasse nad Bad Kleinkirchheimom
Tipicno podeelsko nebo v Sloveniji
Kranj
kofja Loka
Celovec / Klagenfurt
Beljak / Villach
Medvode
14
Crni Vrh / Observatory
NockAlm / Austria 10 km north of Bad
Kleinkirchheim
Idrija
Gorizia / Nova Gorica
Klagenfurt / Celovec
Villach / Beljak
Trst
15
Monitoring the Light Pollution in Slovenia
Monitoring neba

• DSLR kamere Canon 1D, 20D, 350D s Peleng 3,5/8
  mm vsenebnim objekt
• Vsenebna CCD camera at Crni Vrh Observatory
• Unihedron Sky Quality Meter

Monitoring razsvetljave

• merilec osvetljenosti (lux) meter Minolta T-10,
  class C
• merilec svetlosti Gossen MAVO-SPOT, class B,
  (0.01-20.000) cd/m2

16
Monitoring svetlobnega onesnaevanja v Sloveniji
Snemanje svetlobnega onesnaenja z DSLR kamero
vsenebnim objektivom
Canon 5D, 20D DSLR Peleng fisheye lens
3min_at_ISO 1000 _at_f/5.6

• dobra spektralna obcutljivost v vidnem obmocju
• natancna lokacija onesnaenja in locevanje med
  blinjimi in oddaljenimi viri
• primerjava svetlobnega onesnaenja na razlicnih
  lokacijah

17
Monitoring svetlobnega onesnaenja v Sloveniji
Meritve absorpcije svetlobe in sija neba
Vsenebna kamera na observatoriju Crni Vrh
Obratuje od julija 2005
Meritve sija neba okoli zvezde Severnice
18
Monitoring svetlobnega onesnaenja v Sloveniji
Meritve absorpcije svetlobe in sija neba
Meritve sija neba vsako jasno noc. Podatki v
realnem casu dostopni na http//www.observatorij.o
rg Spremljanje svetlobnega onesnaenja na daljih
casovnih skalah
19
irjenje umetne svetlobe v atmosferi
Tudi v najbolj zakotnih delih Slovenije je nebo
prekrito s svetlobnim smogom
Bloka planota
Babno polje
Podeelsko nebo, onesnaeno od JR in reflektorjev
cerkva.
Zaplana
Ratitovec
Podeelsko nebo, onesnaeno od oddaljenih virov
(svetloba iz mest pod majhnimi koti)
Standardna osvetlitev 3min_at_ISO 1000 _at_f/5.6
20
irjenje umetne svetlobe v atmosferi
Onesnaenje nocnega neba z oddaljevanjem od virov
le pocasi upada
Crni Vrh
Zaplana
Ljubljana
35km
22km
0km
Volovja Reber
Slavnik
Socerb
45km
20km
10km
21
Monitoring 7. 2. 2007
Observatorij Javornik
Observatorij Crni Vrh
Hotedrcica
Observatorij Zaplana
22
Monitoring svetlobnega onesnaenja v Sloveniji
Vpliv razsvetljave smucica na svetlost neba, 24.
januar 2006

• smucice Crni Vrh nad Idrijo, oddaljenost 3 km
• osvetljeno z 22 asim. reflektorji po 400W
• povecan sij neba za 0,3m v smeri smucica
• izmerjeno cca 30o nad smucicem

23
Monitoring 3. 8. 2008
Observatorij Crni Vrh, 3. 8. 2008 ob 23h34
SQM 21,20 m
Sever je zgoraj, vzhod levo
Observatorij Zaplana, 4. 8. 2008 ob 1h04
SQM 21,13 m
24
Observatorij Rezman, 8. 8. 2008 ob 0h00
Monitoring 8. 8. 2008
Sever je zgoraj, vzhod levo
Zaplana, 8. 8. 2008 ob 1h45
SQM 20,65 m
Mengeko polje, 8. 8. 2008 ob 0h50
SQM 21,11 m
SQM 20,00 m
25
Observatorij Crni Vrh, 28. 2. 2009 ob 2h50
SQM 21,55m
Sever je spodaj, vzhod desno
26
Graf atmosferske ekstinkcije in sija neba
Vsenebna kamera na observatoriju Crni Vrh
27
Primerjava dveh noci na Crnem Vrhu
Observatorij Crni Vrh 27. 11. 2008 ob 20h25
Observatorij Crni Vrh 28. 2. 2009 ob 2h50
SQM 21,55 m
SQM 21,04 m
Sever je spodaj, vzhod desno
28
Primerjava treh noci na Crnem Vrhu
Observatorij Crni Vrh 28. 2. 2009 ob 2h50
Observatorij Crni Vrh 27. 11. 2008 ob 20h25
Sever je spodaj, vzhod desno
Observatorij Crni Vrh 7. 5. 2008 ob 1h15
SQM 21,29 m
SQM 21,04 m
SQM 21,55 m
29
Observatorij Crni Vrh 27. 11. 2008 ob 20h25
Observatorij Crni Vrh 28. 2. 2009 ob 2h50
Sever je spodaj, vzhod desno
SQM 21,04 m
SQM 21,55 m
Observatorij Crni Vrh 7. 5. 2008 ob 1h15
Lastovo, 4. 5. 2008 ob 1h00
SQM 21,65 m
SQM 21,25 m
30
Ribike ladje izjemno mocni izvori svetlobnega
onesnaevanja
Posneto iz Lubenic 5. 8. 2007. Pogled proti Puli.
31
Ribike ladje izjemno mocni izvori svetlobnega
onesnaevanja

• povprecno 20 reflektorjev moci 1KW
• modro-bela svetloba, intenzivneje sipanje
• v smeri vodoravnice skoraj popoln odboj od vodne
  povrine
• lovna sezona 11 mesecev na leto!!
• unicenje nocnega neba v polmeru 50 km!!

Posneto iz Lubenic 5. 8. 2007. Pogled proti Puli.
32
Ribike ladje izjemno mocni izvori svetlobnega
onesnaevanja
Svetlost neba
Vpliv razsvetljave ribikih ladij na svetlost
nocnega neba nad Cresom. Posneto 5. in 6. 8.
2007.
33
Ribike ladje izjemno mocni izvori svetlobnega
onesnaevanja
Nebo 0,3-0,4m svetleje kot v noci brez ribike
razsvetljave
SQM 21,05 m
Vpliv razsvetljave iz 18 ribikih ladij na
svetlost nocnega neba nad Cresom. Posneto 27. 7.
2008. Svetlobno onesnaenje ustreza mestu s
100.000 prebivalci!
34
Ribike ladje izjemno mocni izvori svetlobnega
onesnaevanja
Primerjava intenzivnosti sipanja belo-modre
(reflektorji) in rumene svetlobe Lune
Vpliv razsvetljave iz ribikih ladij na svetlost
nocnega neba nad Cresom. Posneto 27. 7. 2008.
Svetlobno onesnaenje ustreza mestu s 100.000
prebivalci!
35
Ribike ladje izjemno mocni izvori svetlobnega
onesnaevanja
Vpliv razsvetljave iz 18 ribikih ladij na
svetlost nocnega neba nad Cresom. Posneto 27. 7.
2008. Svetlobno onesnaenje ustreza mestu s
100.000 prebivalci!
36
Nocno nebo nad La Palmo najtemneja lokacija
Evrope
Median sky brightness 1987-1996 at high
elevation, high galactic latitude and high
ecliptic latitude, at sunspot minimum (mag
arcsec-1) B22.7, V21.9, R21.0
37
Svetlost nocnega neba primerjava lokacij
J. Skvarc, La Palma 2005
38
Predpisani nacini osvetljevanja - primeri dobre
prakse
Stanje pred sanacijo
Stanje po sanaciji
Tavcarjeva ulica v Ljubljani. Sanacija do 31. 12.
2008 v skladu s 1. ostavkom 28. clena uredbe.
39
Posledice uredbe na glavnih vpadnicah v Ljubljani
250 W
150 W (zasencene)
20
Manja poraba in vija osvetljenost cestica
2008
od ok. 1972 do 2007
40
Predpisani nacini osvetljevanja - primeri dobre
prakse
Stanje pred sanacijo april 2008
Stanje po sanaciji avgust 2008
Traka ulica v Ljubljani. Zamenjava 30 let
starih svetilk z izboceno kapo v skladu s 4.
clenom uredbe. Svetlobni tok nad vodoravnico 0!
41
Predpisani nacini osvetljevanja - primeri dobre
prakse
Pred sanacijo
Po sanaciji
2007
2008
Svetilke ne svetijo v nebo
Traka cesta v Ljubljani, prenovljena v skladu z
uredbo je bolj enakomerno osvetljena
42
Manj blecanja pomeni vecjo varnost !
Stare svetilke mocno blecijo
Nove svetilke v skladu z uredbo
43
Pobuda za temno nebo
http//www.temnonebo.org/
44
Zakljucki
Ugotovitve monitoringa

• v in blizu velikih koncentracij svetlobnih virov
  je nebo osvetljeno neposredno od svetilk ter od
  odboja od tal (AGO, Barje). Slednji morda celo
  prevladuje.
• na vecjih razdaljah (d20km) je nebo osvetljeno
  od svetilk, ki sevajo pod majhnimi koti nad
  vodoravnico. Zato skoraj ni opazne razlike med
  osvetljenostjo neba v zenitu na Crnem Vrhu in na
  Zaplani
• arenje neba v smeri velikih koncentracij
  svetlobnih virov (Ljubljana, Trst) sicer z
  razdaljo upada, vendar zelo pocasi. Spremembe
  osvetljenosti neba se dogajajo ele na velikih
  razdaljah.
• ucinkovito varstvo pred svetlobnim onesnaenjem
  je mono le z dosledno uporabo popolnoma
  zasencenih svetilk (ni sevanja pod majhnimi koti)

45
Monitoring svetlobnega onesnaenja
Canon 20D, 3min_at_ISO 1600Peleng 3,5/8 mm fisheye
_at_f/5,6 vlaga 80 8. avgust in 30. september 2005
Crni Vrh
Barje
AGO
Zaplana
d35km
d8km
d22km
d0km

• podobna svetlost neba v zenitu na Zaplani in
  Crnem Vrhu
• podobna svetlost neba v zenitu na Crnem Vrhu 8.
  8. in 30.9.)

46
Svetenje pod nizkimi koti IZJEMNO MOCNO POVECA
odboj
47
Slovenija evropski Las Vegas?
Zakaj postajamo ena najbolj svetlobno onesnaenih
drav?

• gostota svetilk SI 20 30m A, D, I
  30 50m
• 90 svetilk je ekoloko neustreznih (svetenje v
  vesolje)
• praviloma se razsvetljava v nocnem casu ne
  izklaplja (redukcija)
• 3000 cerkva, prevec in nestrokovno razsvetljeno
  celo noc
• naveza proizvajalciprodajalci ? obcine, DARS,
  DDC ? poraba 30.000 novih svetilk/leto 2x vec od
  letne natalitete v SI
• drava ? obcine ? poraba za JR ? nezasencene
  svetilke ? vecja poraba elektrike ? povecano
  svetlobno onesnaenje
• veliki poslovni interesi (zasluki dobaviteljev
  svetilk elektrike)
• stroke in okoljsko kodo krijejo
  davkoplacevalci (bodoce generacije)
• priporocila SDR ? projektiranje na gornji meji
  20 (svetilk ne cistijo)!
• do letos v SI nobenega nadzora nad
  osvetljevanjem
• po sprejemu uredbe odpori proti njenemu
  izvajanju (neivljenjskost??, poizkusi revizije)
• zmotno prepricanje vec svetlobe vecja varnost

48
irjenje umetne svetlobe v atmosferi
Najbolj kodljiva je svetloba v smeri vodoravnice!
Svetloba v smer zenita
Vecinoma od odboja od tal
Sipanje na razdalji 10 km
Svetloba v smeri obzorja
Debelina atmosfere 10 km
Neposredno od nezasencenih svetilk
Sipanje na razdalji 200 km
Zemlja
Atmosfera
49
irjenje umetne svetlobe v atmosferi

• nebo blizu mesta osvetljujejo viri, ki oddajajo
  svetlobo pod velikimi koti (odboj od tal)
• z oddaljevanjem opazovalca od vira, nebo nad
  njim osvetljujejo le e izvori, ki sevajo pod
  majhnimi koti nad horizontom (0-5o)

50
Monitoring the Light Pollution in Slovenia
Measuring the façade illuminance of cultural
heritage buildings

• Churches chapels along the countryside
• very high illumination levels (hundreds of lx)
• badly positioned most of light escape in space
• lot of glare
• waste of energy
• unpleasant views
• badly affect biodiversity

51
Monitoring the Light Pollution in Slovenia
Proposed measures for effective Light Pollution
Law

• 0 light emission over the horizontal (fully
  shielded luminaries)
• curfew reduction of road lighting (24h-morning)
• fixed amount of energy used for public lighting
  (50W/citizen/year)
• façade luminance should not exceed 1 cd/m2
• precise positioning of floodlights, avoiding
  light emission in space
• billboard illumination should be limited to
  residential areas
• sports illumination performed with asymmetric
  fixtures
• any kind of skybeamers should be prohibited

52
Zakljucki
Ugotovitve monitoringa

• ucinkovito varstvo pred svetlobnim onesnaenjem
  je mono le z dosledno uporabo cut-off svetilk
  (ni sevanja pod majhnimi koti)
• glede na ugotovitve o naravi irjenja umetne
  svetlobe v atmosferi in specifiko Slovenije
  (gosta poselitev, majhne razdalje) je uvedba
  varstvenih obmocij okoli observatorijev
  vpraljiva v kolikor uredba ne bo omejila sevanja
  iz glavnih virov (Ljubljana).
• tudi sicer bo za ucinkovit nadzor nad svetlobnim
  onesnaenjem potrebno omejiti sevanje umetne
  svetlobe iz glavnih virov onesnaenja (Ljubljana).

53
Monitoring svetlobnega onesnaenja

• lokacije astronomskih observatorijev
• ostale temne lokacije, primerne za astronomska
  opazovanja

Digitalni fotoaparati Canon 1D, 20D in 350D z
objektivom Peleng 3,5/8 mm fisheye. Standardna
osvetlitev 3min_at_ISO 1000 _at_f/5.6
54
Monitoring svetlobnega onesnaenja
Canon 1D, 3min_at_ISO 1000Peleng 3,5/8 mm fisheye
_at_f/5,6 vlaga 100 1. september 2005
Crni Vrh
Zaplana
AGO
d35km
d22km
d0km

• pri d20 km je 95 onesnaenja v zenitu iz
  oddaljenih virov, ki sevajo pod majhnimi koti
  nad horizontom (ISTIL, 2002)
• podobna svetlost neba v zenitu na Zaplani in
  Crnem Vrhu