Zanieczyszczenie światłem w wybranych miastach Polski - analiza pomiarów z wykorzystaniem VIIRS

• Autorzy: Wojciech Łachowski , Aleksandra Łęczek

Warianty tytułu

Light Pollution in Selected Polish Cities - Analysis Using VIIRS

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Nadmierna emisja sztucznego światła jest problemem, który dotyka wszystkie większe miasta w Polsce i na świecie. Może ona zakłócać funkcjonowanie zegara dobowego człowieka i tym samym zwiększać ryzyko występowania różnych dolegliwości zdrowotnych, m.in. depresji i nowotworów. Do pomiaru zjawiska stosowanych jest szereg metod i narzędzi, m.in. sky quality meter (SQM) czy skala Bortle'a. Powszechnie wykorzystywane są również dane teledetekcyjne, a w szczególności VIIRS dostarczane przez NOAA. Na podstawie średnich wartości emisji sztucznego światła w ciągu roku opracowaliśmy klasyfikację zanieczyszczenia świetlnego w miastach. Dzięki niej udało nam się określić, jaką powierzchnię w wybranych miastach zajmują obszary o różnym poziomie natężenia smogu świetlnego. Z wykorzystaniem dokładnych danych o ewidencji ludności oszacowaliśmy również liczbę osób narażonych na nadmierną emisję sztucznego światła. W swoich badaniach sprawdziliśmy także, jakie całkowite promieniowanie elektromagnetyczne wynikające ze sztucznego oświetlenia emitowane jest w badanych miastach w przeliczeniu na jednego mieszkańca. Wspomniane metody zaimplementowano na obszarze Warszawy, Krakowa, Gdańska i Lublina. Największą emisję sztucznego światła notuje się w Warszawie i Krakowie, co wynika bezpośrednio z wielkości tych miast. Lublin natomiast charakteryzuje się najwyższym udziałem powierzchniowym obszarów z przyporządkowanymi klasami zanieczyszczenia światłem o dużej intensywności. Również w Lublinie odsetek osób narażonych na skrajnie wysokie wartości smogu świetlnego jest najwyższy. Gdańsk z kolei charakteryzuje się najwyższą emisją sztucznego oświetlenia na jednego mieszkańca, co potwierdzają dotychczas przeprowadzone badania. Warto zaznaczyć, że Lublin i Gdańsk w ostatnich latach dokonały zmiany znacznej części oświetlenia ulicznego na lampy typu LED. (abstrakt oryginalny)

EN

Excessive emission of artificial light is a problem that affects all major cities in Poland and in the world. It may disturb the functioning of the human circadian cycle and thus increase the risk of various medical ailments, including depression and cancer. A number of methods and tools are used to measure the phenomenon, e.g. sky quality meter (SQM) or the Bortle scale. Remote sensing data, in particular VIIRS provided by NOAA, is also widely used. Based on the average values of artificial light emission during the year, we have developed a classification of light pollution in cities. Thanks to it, we were able to determine areas with different levels of light smog intensity in selected cities. Using accurate population registry data, we also estimated the number of people exposed to excessive artificial light emission. In our study, we also examined what total electromagnetic radiation resulting from artificial lighting is emitted in the studied cities per capita. The methods were implemented in Warsaw, Krakow, Gdansk and Lublin. The greatest amount of artificial light is emitted in Warsaw and Krakow, which is a direct result of the size of these cities. Lublin, on the other hand, is characterized by the highest percentage of areas with high intensity light pollution as well as the highest percentage of people exposed to extreme light smog. Gdansk, however, is characterized by the highest emission of artificial lighting per capita, which confirms previous studies. It is worth noting that Lublin and Gdansk have implemented a policy of purchasing new street lighting based on LED technology in recent years. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Zanieczyszczenie środowiska; Ochrona środowiska; Emisja zanieczyszczeń

EN

Environmental pollution; Environmental protection; Pollution emission

• Czasopismo: Problemy Rozwoju Miast
• Rocznik: 2021
• Tom: 69
• Strony: 38--49

Twórcy

autor

Wojciech Łachowski

• Instytut Rozwoju Miast i Regionów

autor

Aleksandra Łęczek

• Instytut Rozwoju Miast i Regionów

Bibliografia

• Al-Naggar R.A., Anil S., 2016, Artificial Light at Night and Cancer: Global Study Redhwan, Asian Pacific Journal of Cancer Prevention : APJCP, 17(10), 4661-4664. https://doi.org/10.22034/APJCP.2016.17.10.4661.
• Anisimov V.N., 2006, Light pollution, reproductive function and cancer risk, Neuro Endocrinology Letters, 27, 35-52. Dostępne na: https://www.researchgate.net/publication/7132160_Light_pollution_reproductive_function_and_cancer_risk [data dostępu: 19.04.2021].
• Bennie J., Davies T.W., Duffy J.P., Inger R., Gaston, K.J., 2014, Contrasting trends in light pollution across Europe based on satellite observed night time light, Scientific Reports, 4(1), 1-6. https://doi.org/10.1038/srep03789.
• Biała I., 06.07.2017, 4400 nowych lamp LED na 69 ulicach i wszystko jasne, Dostępne na: https://www.gdansk.pl/wiadomosci/4400-nowych-lamp-led-na-69-ulicach-i-wszystko-jasne-zobacz-gdzie,a,82609 [data dostępu: 21.02.2021].
• Bortle J.E., 2001, Introducing the Bortle dark-sky scale, Sky & Telescope, 101(2), 126.
• Briggs W.R., 2005, Physiology of Plant Responses to Artificial Lighting,[w]: C.Rich, T. Longcore, Ecological Consequences of Artificial Night Lighting, Island Press, Waszyngton-Londyn, 389-411.
• Chen Z., Yu B., Ta N., Shi K., Yang C., Wang C., Zhao X., Deng S., Wu J., 2019, Delineating Seasonal Relationships between Suomi NPP-VIIRS Nighttime Light and Human Activity across Shanghai, China, IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 12(11), 4275-4283. https://doi.org/10.1109/JSTARS.2019.2916323.
• Chepesiuk R. 2009, Missing the Dark: Health Effects of Light Pollution, Environmental Health Perspectives, 117(1), 20-27. https://doi.org/10.1289/ehp.117-a20
• Ciećko P., Panek P., 2019, Zanieczyszczenia wód w Polsce - Stan śródlądowych wód powierzchniowych i podziemnych, [w]: M.Gromiec, L. Pawłowski (red.) Zanieczyszczenie Wód w Polsce-Stan. Przyczyny, Skutki. Raport. Monografia Komitetu Inżynierii Środowiska PAX, 164, 58-80.
• Cinzano P., 2005, Night sky photometry with sky quality meter, ISTIL Int. Rep, 9(1) 1-14.
• Cmentarz komunalny na Majdanku z nową infrastrukturą techniczną, 16.12.2020, Dostępne na:https://lublin.eu/lublin/przestrzen-miejska/aktualnosci/cmentarz-komunalny-na-majdanku-z-nowa-infrastruktura-techniczna,146,2133,1.html [data dostępu: 21.02.2021].
• Dodatkowe oświetlenie przejść dla pieszych, 19.12.2019, dostępne na: https://lublin.eu/lublin/przestrzen-miejska/aktualnosci/dodatkowe-oswietlenie-przejsc-dla-pieszych,92,2133,1.html [data dostępu: 21.02.2021].
• Duriscoe D.M., Anderson S.J., Luginbuhl C.B., Baugh, K.E., 2018, A simplified model of all-sky artificial sky glow derived from VIIRS Day/Night band data, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 214, 133-145. https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2018.04.028.
• Elvidge C.D., Baugh K., Zhizhin M., Hsu F. C., Ghosh T., 2017, VIIRS night-time lights, International Journal of Remote Sensing, 38(21), 5860-5879. https://doi.org/10.1080/01431161.2017.1342050.
• Falchi F., Furgoni R., Gallaway T.A., Rybnikova N.A., Portnov B.A., Baugh K., Cinzano P., Elvidge C.D., 2019, Light pollution in USA and Europe: The good, the bad and the ugly, Journal of Environmental Management, 248, 109-227. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.06.128.
• Falchi F., Cinzano P., Duriscoe D., Kyba C.C.M., Elvidge C.D., Baugh K., Portnov B.A., Rybnikova N. A., Furgoni R., 2016, The new world atlas of artificial night sky brightness, Science Advances, 2(6).https://doi.org/10.1126/sciadv.1600377.
• Falchi F., Cinzano P., Elvidge C.D., Keith D.M., Haim A., 2011, Limiting the impact of light pollution on human health, environment and stellar visibility, Journal of Environmental Management, 92(10), 2714-2722.https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2011.06.029.
• Główny Inspektorat Ochrony Środowiska, 2018, Stan środowiska w Polsce. Raport 2018, Warszawa.
• Główny Inspektorat Ochrony Środowiska, 2020, Syntetyczny raport z klasyfikacji i oceny stanu jednolitych części wód powierzchniowych wykonanej za 2019 rok na podstawie danych z lat 2014-2019, Warszawa.
• Gronkowski P., Tralle I., Wesołowski M., 2018, Visibility of comets during their outbursts and the night sky light pollution-Use the Bortle scale, Astronomische Nachrichten, 339(1), 37-45. https://doi.org/10.1002/asna.201713387.
• Hamidi Z.S., Abidin Z.Z., Ibrahim Z.A., Shariff N.N. M., 2011, Effect of light pollution on night sky limiting magnitude and sky quality in selected areas in Malaysia, 3rd ISESEE 2011 - International Symposium and Exhibition in Sustainable Energy and Environment, 233-235. https://doi.org/10.1109/ISESEE.2011.5977095.
• Han P., Huang J., Li R., Wang L., Hu Y., Wang J., Huang W., 2014, Monitoring Trends in Light Pollution in China Based on Nighttime Satellite Imagery, Remote Sensing, 6(6), 5541-5558. https://doi.org/10.3390/rs6065541.
• Harder B., 2004, Degraded Darkness, Conservation in Practice, 5(2), 20-24.https://doi.org/10.1111/j.1526-4629.2004.tb00088.x.
• International Agency for Research on Cancer, 2021, Agents Classified by the IARC Monographs, Volumes 1-128 - IARC Monographs on the Identification of Carcinogenic Hazards to Humans. Dostępne na: https://monographs.iarc.who.int/agents-classified-by-the-iarc/.
• Jechow A., Hölker F., 2020, Evidence That Reduced Air and Road Traffic Decreased Artificial Night-Time Skyglow during COVID-19 Lockdown in Berlin, Germany, Remote Sensing, 12(20), 3412. https://doi.org/10.3390/rs12203412.
• Jędrak J., Konduracka E., Badyda A.J., Dąbrowiecki P., 2017, Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie. Krakowski Alarm Smogowy. Dostępne na: https://polskialarmsmogowy.pl/files/artykuly/1346.pdf [data dostępu: 19.04.2021].
• Khan Z.A., Yumnamcha T., Mondal G., Devi S.D., Rajiv C., Labala R.K., Sanjita Devi H., Chattoraj A., 2020, Artificial Light at Night (ALAN): A Potential Anthropogenic Component for the COVID-19 and HCoVs Outbreak, Frontiers in Endocrinology, 11, 622-640. https://doi.org/10.3389/fendo.2020.00622.
• Kołomański S., 2013, Zanieczyszczenie światłem i ciemność, Materiały z Ogólnopolskiej Konferencji na temat Zanieczyszczenia Świetlnego pt. "Przejdź na ciemną stronę nocy" w Warszawie.
• Kuchcik M., Milewski P., 2018, Zanieczyszczenie powietrza w Polsce-stan, przyczyny i skutki, Studia KPZK PAN, Warszawa.
• Kyba C.C.M., Hölker F., 2013, Do artificially illuminated skies affect biodiversity in nocturnal landscapes? Landscape Ecology, 22(9), 1637-1640. https://doi.org/10.1007/s10980-013-9936-3.
• Larsen J.A., Morse B.J., Rolon M., Roth A.S., 2013, Dark Sky Project - The study of light pollution and its effects on Mount Desert - Island for the Acadia National Park, Dostepne na: https://digitalcommons.wpi.edu/iqp-all [data dostępu: 19.04.2021].
• Levin N., Zhang Q., 2017, A global analysis of factors controlling VIIRS nighttime light levels from densely populated areas, Remote Sensing of Environment, 190, 366-382. https://doi.org/10.1016/j.rse.2017.01.006.
• Liu M., Zhang B.G., Li W.S., Guo X.W., Pan X.H., 2018, Measurement and distribution of urban light pollution as day changes to night, Lighting Research & Technology, 50(4), 616-630. https://doi.org/10.1177/1477153517740751.
• Lublin z Kryształową Cegłą i wyróżnieniem!, 16.12.2019, Dostępne na: https://lublin.eu/biznes-i-nauka/aktualnosci/lublin-z-krysztalowa-cegla-i-wyroznieniem,1003,791,1.html [data dostępu: 21.02.2021].
• Morawski M., 2017, Smog w Polsce: szkodliwe stereotypy, niska wiedza i podwójne standardy, Przegląd Techniczny: Gazeta Inżynierska, 24, 16-19.
• Netzel H., Netzel P., 2016, High resolution map of light pollution over Poland, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 181, 67-73. https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2016.03.014.
• Nurbandi W, Yusuf F.R., Prasetya R, Afrizal M.D., 2016, Using Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) Imagery to identify and analyze light pollution, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 47, 2nd International Conference of Indonesian Society for Remote Sensing (ICOIRS) 2016 17-19 October 2016, Yogyakarta, Indonesia. https://doi.org/10.1088/1755-1315/47/1/012040.
• Odnowiony Park Ludowy już otwarty dla mieszkańców, 22.12.2020, Dostępne na: https://lublin.eu/lublin/przestrzen-miejska/aktualnosci/odnowiony-park-ludowy-juz-otwarty-dla-mieszkancow,149,2133,1.html [data dostępu: 21.02.2021].
• Pun C.S.J., So C. W., 2012, Night-sky brightness monitoring in Hong Kong. A city-wide light pollution assessment, Environmental Monitoring and Assessment, 184(4), 2537-2557. https://doi.org/10.1007/s10661-011-2136-1.
• Puschnig J., Posch T., Uttenthaler S., 2014, Night sky photometry and spectroscopy performed at the Vienna University Observatory, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 139, 64-75. https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2013.08.019.
• Ritonja J., McIsaac M. A., Sanders E., Kyba C. C. M., Grundy A., Cordina-Duverger E., Spinelli J. J., Aronson K. J., 2020, Outdoor light at night at residences and breast cancer risk in Canada, European Journal of Epidemiology, 35(6), 579-589. https://doi.org/10.1007/s10654-020-00610-x.
• Spivey A., 2010, Light at night and breast cancer risk worldwide, Environmental Health Perspectives, 118(12), 5-25. https://doi.org/10.1289/ehp.118-a525.
• Szołtysek J., Twaróg S., 2012, Problematyka hałasu we współczesnych miastach, Studia Miejskie, 6, 75-84.
• Therán C.G., Domínguez S.V., 2020, Comparative analysis of sky quality and meteorological variables during the total lunar eclipse on 14-15 April 2014 and their effect on qualitative measurements of the Bortle scale. Dostępne na: http://arxiv.org/abs/2009.08225 [data dostępu: 19.04.2021].
• Xu P., Wang Q., Jin J., Jin P., 2019, An increase in nighttime light detected for protected areas in mainland China based on VIIRS DNB data, Ecological Indicators, 107, 105-115. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.105615.
• Dark Skies Awareness: Sky Brightness Nomogram: http://www.darkskiesawareness.org/nomogram.php [data dostępu: 21.02.2021].
• Projekt Wygasz: http://www.wygasz.edu.pl/ [data dostępu: 21.02.2021].
• Light pollution map:https://www.lightpollutionmap.info/ [data dostępu: 21.02.2021].

Identyfikatory

DOI

10.51733/udi.2021.69.04