POLUSI CAHAYA: KARAKTERISTIK, PENYEBAB, EFEK, SOLUSI - LINGKUNGAN HIDUP - 2024

The polusi cahaya adalah gangguan dalam sifat sumber cahaya buatan menyebabkan dampak negatif terhadap makhluk hidup atau mempengaruhi kepentingan manusia. Sedikit perhatian telah diberikan pada polusi cahaya, namun ini berdampak dengan mengubah siklus terang-gelap alami.

Untuk waktu yang lama, manusia telah menggunakan malam hari untuk aktivitas mereka, penerangan buatan dan karenanya mempengaruhi lingkungan alam. Kesadaran akan polusi cahaya baru muncul pada 60-70-an (abad ke-20), ketika para astronom memperingatkannya. Ini karena silau kota mengganggu pengamatan dan pengukuran dari observatorium astronomi.

Polusi ringan planet Bumi. Sumber: Dominic Alves

Cahaya buatan berdifusi ke lingkungan dan berkat sifat pantulan dan pembiasannya, ia akhirnya mencakup ruang sekitarnya. Refleksi menentukan bahwa foton (unit dasar cahaya) memantul dari permukaan dan partikel yang terkena dampaknya.

Penyebab pencemaran cahaya adalah pembangkitan cahaya buatan oleh manusia secara berlebihan dan tanpa kendali. Pertumbuhan populasi manusia dan konsentrasinya di pusat-pusat perkotaan menghasilkan permintaan cahaya yang terus meningkat ini.

Selain itu, ketidaksadaran mengenai kapasitas cahaya sebagai polutan tidak perlu dilakukan pengendalian yang memadai. Penerangan jalan yang buruk, papan reklame yang terang, dan lalu lintas kendaraan bermotor pada malam hari menciptakan kelebihan cahaya.

Polusi cahaya bervariasi tergantung pada jenis lampu yang menghasilkannya, yang paling mencemari adalah lampu yang memberikan cahaya putih kebiruan. Polusi cahaya ketika diproyeksikan ke lingkungan, menyerang area pribadi dan area yang menyilaukan atau berantakan.

Menurut sumber yang memancarkannya, polusi cahaya terjadi dari penerangan umum atau pribadi, iklan, lampu depan kendaraan, dan reflektor hiburan.

Polusi cahaya memiliki efek negatif pada manusia dengan mengubah jam biologisnya. Ini mempengaruhi kesehatan dengan menimbulkan masalah saraf, insomnia dan bahkan ketidakseimbangan hormon.

Selain itu, hal itu menghambat aktivitas observatorium astronomi, karena silau kota menghalangi persepsi langit malam. Ini juga menghalangi warga dari pengalaman estetika ini.

Di sisi lain, polusi cahaya menyiratkan pemborosan listrik, yang merupakan kerugian ekonomi dan pemborosan sumber daya. Selain itu, dalam proses menghasilkan cahaya yang terbuang, polutan lain seperti CO2 dihasilkan.

Polusi cahaya berdampak negatif pada ekosistem alam dan dapat mempengaruhi burung yang bermigrasi, juga serangga dan katak. Cahaya mengubah jalur menuju laut penyu kecil setelah menetaskan telur di pantai.

Secara umum, perubahan siklus siang-malam menyebabkan perubahan perilaku makhluk hidup. Perubahan ini memengaruhi makan, reproduksi, dan hubungan predator-mangsa mereka. Tanaman mengalami perubahan fotoperiode (respons terhadap durasi siang-malam), dengan konsekuensi pada pembungaan.

Polusi cahaya terbesar di dunia terjadi di negara-negara paling maju dan di kota-kota besar. Sumber utama polusi cahaya berada di pantai timur Amerika Serikat, Eropa, India utara, Taiwan, Jepang, dan Cina.

Solusi untuk polusi cahaya bersifat sosial, hukum dan teknis. Secara sosial, perlu adanya kesadaran akan adanya pencemaran jenis ini dan dampaknya.

Secara hukum, diperlukan hukum yang ketat untuk mengatur penggunaan penerangan. Demikian pula, perlu untuk melarang cahaya berlebihan di atas cakrawala dan menjamin penerapan langkah-langkah teknis yang memadai.

Secara teknis, ada sistem pencahayaan yang mencakup lampu yang sesuai (monokromatik), serta dalam orientasi yang benar. Ada juga pengatur waktu yang memungkinkan Anda mengatur waktu pencahayaan.

karakteristik

Polusi cahaya mengacu pada cahaya buatan ketika dipancarkan secara berlebihan atau di luar jangkauan fungsinya. Ciri-ciri difusi cahaya, seperti pantulan, menghasilkan apa yang disebut pancaran cahaya kota.

Artinya, cahaya yang dipancarkan dipantulkan dari permukaan dan saat menuju atmosfer, ia memantul dari partikel atmosfer yang mengembalikannya.

Skala kegelapan Bortle di langit

John E. Bortle membuat skala pada tahun 2001 (dari 1 hingga 9) untuk mengukur seberapa terang langit malam. Level 1 adalah langit tergelap yang dapat diamati dari bumi, dengan jumlah bintang terbesar. Sedangkan level 9 sesuai dengan langit malam yang dilihat dari pusat kota besar, di mana hanya sedikit bintang yang terlihat.

Penyebab

Penyebab mendasar dari polusi cahaya adalah emisi cahaya melalui pencahayaan buatan. Hal ini pada gilirannya ditentukan oleh serangkaian kebutuhan manusia yang meliputi:

- Izinkan aktivitas malam hari.

- Ciptakan kondisi keamanan warga negara.

- Memfasilitasi keselamatan lalu lintas kendaraan.

- Memperluas aktivitas ekonomi.

- Pencahayaan iklan.

- Pencahayaan hias.

Emisi cahaya ini dapat menyebabkan polusi dengan aksi tiga faktor utama:

Masalah langsung

Ini adalah faktor utama polusi cahaya, karena cahaya buatan dipancarkan ke lingkungan gelap untuk menerangi. Ini adalah sumber polusi yang kuat karena intensitasnya dan biasanya multidirectional.

Kota modern adalah sumber cahaya, berkat kombinasi dari berbagai sumber yang mencakup penerangan umum dan pribadi. Ini termasuk lampu atau lampu jalan dan jalan raya, lampu di rumah dan bangunan untuk kegiatan ekonomi, papan tanda yang menyala, papan reklame, dan lampu depan kendaraan.

Cahaya yang dipancarkan ini dapat menimbulkan efek pencemarannya secara langsung, bila diarahkan ke habitat makhluk hidup. Demikian juga, ia dapat melakukannya secara sekunder dengan refleksi atau pembiasan.

Refleksi pada permukaan yang diterangi

Cahaya yang dipancarkan dipantulkan pada permukaan daerah perkotaan seperti jalan, gedung, rambu-rambu dan benda apapun dalam radius aksinya. Ketika foton bertabrakan dengan permukaan ini, foton akan dipantulkan ke arah yang berbeda, menghasilkan cahaya kota yang bercahaya.

Namun, faktor kontaminasi sekunder ini jelas lebih lemah dari yang pertama. Faktanya, di kota-kota di mana bola lampu diarahkan dengan benar, efek pencemaran dari pantulan sangat rendah.

Refleksi dalam partikel atmosfer

Akhirnya, cahaya yang dipancarkan dan dipantulkan diarahkan ke atmosfer dan di sana ia bertabrakan dengan partikel tersuspensi.

Jenis

Polusi cahaya dapat diklasifikasikan dengan berbagai cara, tergantung dari jenis lampu yang memproduksinya, karakteristiknya atau sumber yang menghasilkannya.

- Sesuai dengan jenis lampunya

Polusi cahaya akan bervariasi tergantung pada jenis lampu yang memberikan cahaya. Lampu monokromatik seperti lampu sodium akan lebih sedikit polusi dibandingkan lampu putih seperti lampu fluorescent atau beberapa LED.

- Menurut karakteristiknya

Difusi cahaya yang diproyeksikan

Ini adalah hamburan cahaya yang tersebar dan berkontribusi secara substansial terhadap silau yang dipancarkan oleh pusat kota.

Cahaya invasif

Itu terjadi ketika sumber cahaya eksternal menembus rumah atau area dimana fungsi pencahayaannya tidak sesuai, menjadi polutan.

Silau atau silau

Ini adalah pencahayaan yang berlebihan atau tiba-tiba yang menyebabkan silau pada pejalan kaki dan pengemudi kendaraan, serta dapat menyebabkan kecelakaan. Misalnya balok tinggi kendaraan.

Pencahayaan heterogen atau kepadatan berlebih

Mereka adalah area dengan pencahayaan tidak teratur, dengan sumber cahaya berbeda, menyebabkan disorientasi, kebingungan, gangguan, dan stres. Misalnya, sejumlah besar tanda bercahaya dan penerangan jalan.

Demikian juga, area dengan pencahayaan buatan yang berlebihan dapat disajikan untuk tugas-tugas yang dilakukan di sana.

- Menurut sumbernya

Penerangan jalan

Ini adalah sumber polusi cahaya terbesar yang ada, terutama bila sistem pencahayaan tidak dirancang dengan baik. Sumber ini bertanggung jawab atas 40 hingga 60% polusi cahaya, baik melalui difusi cahaya yang diproyeksikan maupun invasif.

Peringatan cahaya

Di beberapa kota besar seperti New York atau Tokyo, sumber cahaya ini mencapai tingkat kejadian yang tinggi. Ini adalah penyebab langsung kontaminasi oleh difusi cahaya yang diproyeksikan dan invasif karena memancar di atas cakrawala.

Lampu depan kendaraan

Ini adalah sumber seluler dan variabel dan di kota-kota dengan tingkat lalu lintas malam yang tinggi, ini menjadi faktor penting dari polusi cahaya. Tergantung dari jenis headlamp dan jika aturan penggunaannya tidak terpenuhi, hal tersebut menjadi penyebab polusi silau.

Pencahayaan pribadi

Lampu di rumah, terutama gedung di kota besar, menghasilkan polusi cahaya yang signifikan.

Reflektor

Umumnya ini adalah sumber polusi cahaya titik, karena ini adalah reflektor yang digunakan dalam acara publik. Polusi terjadi melalui difusi cahaya yang diproyeksikan dan invasif.

Efek edit

Efek polusi cahaya dapat dikelompokkan menjadi tiga kategori besar:

- Efek pada langit malam

Polusi cahaya yang ditimbulkan oleh silau kota membuat langit malam tidak terlihat. Kita dapat melihat bintang-bintang berkat kontras kecerahannya (sendiri atau dipantulkan) dalam konteks kegelapan langit.

Aspek langit di malam hari dengan dan tanpa polusi cahaya. Sumber: Jeremy Stanley

Kilau cahaya dari kota-kota meningkatkan kejelasan latar belakang langit di atas kecerahan bintang, membuatnya tidak terlihat.

- Efek pada manusia dan habitatnya

Intrusi cahaya eksternal

Pencahayaan luar ruangan di kota sering kali menghasilkan polusi cahaya dengan mengganggu privasi rumah. Terkadang hal ini bisa bermanfaat, misalnya dengan memungkinkan kita bergerak di malam hari tanpa menyalakan lampu internal.

Namun, itu membatasi keadaan lain di mana Anda ingin menjaga kegelapan tanpa perlu menutup jendela.

Dampaknya pada kesehatan

Makhluk hidup merespons ritme sirkadian, yaitu respons fisiologis menurut periode tertentu antara 20 dan 28 jam. Oleh karena itu, perubahan siklus terang dan gelap menghasilkan perubahan fisik, mental dan perilaku. Polusi cahaya menyebabkan gangguan tidur yang serius dan juga perilaku pada manusia.

Melatonin adalah hormon sekresi nokturnal yang diproduksi oleh kelenjar pineal yang membantu mengatur jam biologis dan mengurangi produksi estrogen di malam hari.

Terbukti bahwa ketika tubuh manusia mengalami pencahayaan buatan, produksi melatonin berkurang drastis. Menurut penelitian (belum menyimpulkan) hal ini dapat meningkatkan risiko jenis kanker tertentu.

Sementara itu, Badan Nasional Prancis untuk Keamanan Pangan, Lingkungan, dan Pekerjaan Kesehatan (ANSES) telah menunjukkan risiko lain dari polusi cahaya. Misalnya, stres oksidatif yang ditimbulkan di retina akibat tingginya kejadian jenis pencahayaan tertentu (misalnya: LED).

Dampak ekonomi

Pencemaran cahaya merupakan konsekuensi dari kelebihan cahaya yang terpencar, oleh karena itu terdapat pemborosan. Kenaikan tidak kurang dari 20% telah dihitung yang menyebabkan kerugian ekonomi langsung.

Untuk limbah yang menghasilkan polusi cahaya ditambahkan semua biaya ekonomi yang terlibat dalam produksinya (sumber daya dan polusi dari sumber lain).

Selain itu, polusi cahaya telah memaksa pendirian observatorium astronomi di tempat-tempat yang jauh dari pusat penduduk. Hal ini telah meningkatkan biaya konstruksi dan pengoperasian, terutama yang terkait dengan pengangkutan material, persediaan, dan personel.

Dampak teknis

Astronomi dipengaruhi oleh polusi cahaya, karena efek yang disebutkan di atas pada langit malam. Faktanya, para astronom adalah orang pertama yang memperingatkan tentang hal itu dan mengembangkan besaran untuk mengukurnya.

Indeks ini disebut Luminance dari latar belakang langit dan mengukur peningkatan kejernihannya.

Dampak estetika

Siapapun yang tidak pernah jauh dari pusat kota, belum dapat sepenuhnya mengapresiasi langit berbintang. Ini menyiratkan hilangnya pengalaman estetika dan emosional yang signifikan, yang hanya dapat dialami dengan berpindah secara substansial dari kota.

Perhatikan bahwa polusi cahaya yang ditimbulkan oleh kota-kota besar meluas hingga puluhan kilometer, menghubungkan dengan kota-kota tetangga. Oleh karena itu, ancaman yang sama terhadap lanskap nokturnal kita dan beberapa penulis berbicara tentang hilangnya budaya "pengalaman malam"

- Efek pada ekosistem alam dan keanekaragaman hayati

Siklus siang dan malam dengan tingkat iluminasi yang khas telah mengatur evolusi spesies. Oleh karena itu, mereka telah menyesuaikan perilaku mereka dengan siklus tersebut di setiap lingkungan tertentu di planet ini.

Hewan

Hewan liar bahkan lebih sensitif terhadap pengaruh polusi cahaya pada jam biologis dan etologi (perilaku) mereka. Spesies dengan kebiasaan nokturnal seperti kelelawar dan amfibi tertentu melihat habitatnya sangat terpengaruh oleh pencahayaan malam.

Saat dihadapkan pada pencahayaan yang tidak biasa, hewan beradaptasi dengan baik melalui penolakan atau ketertarikan. Bagaimanapun, ini menyiratkan perubahan dalam makan, migrasi, reproduksi, atau hubungan predator-mangsa mereka.

Misalnya, saat penyu yang baru menetas melaut setelah menetas, mereka tersesat ke sumber cahaya. Burung pemangsa nokturnal seperti burung hantu membutuhkan kegelapan untuk mendeteksi dan mengintai mangsanya.

Spesies serangga dan katak tertarik pada sumber cahaya dan akibatnya populasinya menurun. Itulah mengapa bangunan yang sangat terang di dekat kawasan alami memiliki efek negatif pada organisme ini.

Mari kita ingat bahwa spesies dengan siklus nokturnal aktif merupakan bagian penting dari kerajaan Hewan. Diperkirakan sekitar 30% dari semua vertebrata dan lebih dari 60% invertebrata adalah hewan nokturnal.

Tanaman

Pembungaan tanaman merupakan proses yang ditentukan oleh interaksi faktor genetik dan lingkungan, termasuk fotoperiode. Artinya, mereka merespons durasi siang dan malam, dan perubahan ritme ini memengaruhi pembungaan spesies tertentu.

Hubungan makhluk hidup dengan siklus terang dan gelap sangat relevan sehingga memotivasi perkembangan dua disiplin ilmu biologi. Salah satunya adalah escotobiology yang mempelajari hubungan antara kehidupan dan kegelapan. Yang lainnya adalah kronobiologi yang mempelajari ritme biologis.

- Efek pada polutan lainnya

Hujan asam

Efek fotokimia penting untuk proses tertentu yang dihasilkan di atmosfer. Misalnya, radikal NOx di hadapan cahaya menghasilkan asam dan jika tidak ada cahaya, radikal-radikal ini terurai.

Oleh karena itu, pencahayaan buatan yang terus menerus meningkatkan produksi asam dan karenanya hujan asam. Diperkirakan peningkatan ini mencapai antara 5 dan 7%.

Gas efek rumah kaca

Seperti yang kami sebutkan ketika mengacu pada efek ekonomi, sekitar 20% cahaya terbuang dan berubah menjadi polusi cahaya. Tapi ini juga berimplikasi pada pembentukan polutan lain, khususnya dalam produksi CO2.

Sebagian besar listrik dihasilkan di pembangkit listrik termoelektrik dan ini mengeluarkan CO2, yang merupakan gas rumah kaca utama, yang menyebabkan pemanasan global.

Contoh tempat dengan polusi cahaya

Kasus polusi cahaya yang paling mencolok adalah kota-kota besar negara maju. Karena konsentrasi penduduk yang tinggi dan tingkat ekonomi yang tinggi, terlihat adanya kelebihan pencahayaan malam.

Dalam hal wilayah dunia, polusi cahaya terbesar ditemukan di Amerika Utara, Eropa dan Asia.

Las Vegas (Amerika Serikat) pada malam hari. Sumber: EconomicOldenburger - Alles über den Las Vegas Strip

Di Amerika Utara Amerika Serikat menonjol (terutama pantai timur), sedangkan di Eropa Yunani, Malta dan Spanyol menonjol, dan di Asia Jepang, Taiwan, dan Cina. Di tingkat kota di Amerika Serikat, Las Vegas dan New York menonjol. Kota terkenal lainnya adalah Moskow, Valencia, London, Rotterdam, Paris, Hong Kong, dan Tokyo.

Di kota-kota ini, karena besarnya dan dinamika sosioekonominya, kehidupan malam yang intens, mendorong permintaan pencahayaan di area publik dan pribadi. Begitu pula halnya dengan peningkatan lalu lintas kendaraan bermotor pada malam hari dan promosi komersial melalui iklan bercahaya.

Hongkong

Kepadatan penduduk yang tinggi dan ekonomi yang berkembang membuat Hong Kong menjadi kota dengan tingkat polusi cahaya yang tinggi. Ini memiliki lebih dari seribu gedung pencakar langit, yang menyebabkan beberapa orang menganggapnya sebagai kota dengan polusi cahaya tertinggi di dunia.

Tokyo (Jepang) menyala di malam hari. Sumber: Moyan Brenn dari Italia

Menurut penelitian Universitas Tokyo, malam di Hong Kong seribu kali lebih terang dari batas yang ditetapkan.

Las Vegas (AS)

Sumber pendapatan terbesar di kota ini adalah pariwisata yang terkait dengan perjudian, mempromosikan konsentrasi tanda bercahaya terbesar di dunia. Di sisi lain, biasanya menggunakan reflektor daya tinggi untuk menerangi langit secara langsung.

New York (AS)

Inilah salah satu kota dengan polusi cahaya tertinggi di dunia, khususnya kawasan komersial Manhattan. Fakta yang aneh, sekitar 90 ribu burung mati setiap tahun ketika mereka bertabrakan dengan gedung pencakar langit yang disorientasi oleh pencahayaan yang intens.

Valencia Spanyol)

Valencia adalah kota Spanyol dengan polusi cahaya tertinggi dan beberapa menempatkannya sebagai yang terbesar di Eropa. Pada 2007, kota ini menghabiskan 1,5 juta euro lebih banyak dari Barcelona, ​​meski memiliki setengah penduduk.

Namun, saat ini sedang dipromosikan program untuk mengganti lampu jalan yang tidak efisien dalam penerangan umum untuk mengurangi polusi cahaya.

Solusi

Solusi untuk polusi cahaya mencakup tindakan sosial, hukum dan teknis.

- Sosial

Penting untuk meningkatkan kesadaran tentang polusi cahaya, konsekuensi dan solusinya, untuk mencapai dukungan warga terhadap pengendaliannya. Dukungan untuk tindakan legislatif terkait dan penggunaan pencahayaan yang rasional di rumah dan komunitas diperlukan.

- Hukum

Ada keragaman hak hukum, termasuk hak yang harus dilindungi dari pencemaran cahaya. Dari hak hingga perlindungan penglihatan langit malam sebagai bagian dari lanskap, hingga perlindungan habitat alami.

Oleh karena itu, sangatlah penting untuk memiliki undang-undang yang mengatur penggunaan penerangan, membatasi polusi cahaya. Yaitu, untuk menetapkan melalui peraturan periode penggunaan pencahayaan dan implementasi peralatan yang memadai untuk penggunaan cahaya yang rasional.

Yang paling relevan adalah larangan emisi cahaya di atas cakrawala, kecuali untuk persyaratan navigasi udara.

- Teknik

Tim

Ada lampu dengan pengatur waktu yang memungkinkan periode pencahayaan disesuaikan dengan apa yang benar-benar diperlukan. Dengan cara yang sama, luminer harus memfokuskan cahaya secara ketat ke area yang diperlukan dan menghindari penyebarannya.

Ini berarti desain sistem pencahayaan yang memadai dan penggunaan peralatan yang sesuai untuk setiap kasus. Perhatian khusus harus diberikan pada kemiringan, arah, karakteristik dan jenis luminer.

Agar cahayanya tidak melebihi garis horizontal, ada cetakan yang sesuai yang memungkinkan lampu diarahkan ke tanah.

Tipe ringan

Cahaya yang paling sedikit berpolusi adalah monokromatik, yaitu cahaya yang, tidak seperti cahaya putih, terdiri dari satu panjang gelombang (atau beberapa panjang). Yang ideal adalah lampu natrium tekanan rendah (lampu kuning), karena menghasilkan polusi cahaya yang lebih sedikit dengan menyebabkan gangguan yang lebih sedikit.

Zonasi

Zonasi wilayah ini penting berdasarkan kebutuhan pencahayaan yang sebenarnya dan kerentanannya terhadap polusi cahaya. Hal ini memungkinkan dibuatnya peraturan dan tindakan teknis lainnya yang sesuai untuk setiap area.

Referensi

1. Buchiniz YN, Torre MG dan Lepez HS (2010). Nilai sumber daya langit - bentangan malam dan polusi cahaya. Presentasi lisan. Dampak Lingkungan Poros tematik, Kongres Lingkungan 2010, Universitas Nasional San Juan, San Juan, Argentina.
2. Chepesiuk R (2009). Merindukan Gelap. Pengaruh Kesehatan dari Polusi Cahaya. Perspektif Kesehatan Lingkungan 117: 20-27.
3. Falchi F, Cinzano P, Elvidge CD, Keith DM dan Haim A (2011). Membatasi dampak polusi cahaya pada kesehatan manusia, lingkungan, dan visibilitas bintang. Jurnal Manajemen Lingkungan 92: 2714-2722.
4. González-Ríos I (2008). Polusi cahaya: implikasi efisiensi perkotaan, publik dan energi. Reala 307: 27-65.
5. Herranz-Dorremochea C, Ollé-Martorell JM dan Jáuregui-Sora F (2011). Pencahayaan LED dan masalah polusi cahaya. Astronomy II Stage, No.144: 36-42.
6. Hölker F, Wolter C, Perkin EK dan Tockner K (2010). Polusi ringan sebagai ancaman keanekaragaman hayati. Tren Ekologi & Evolusi 25: 681–682.
7. Longcore T dan Rich C (2004). Polusi cahaya ekologis. Ecol Depan. Mengepung. 2: 191-198.