Középiskolai Fizikatanári Ankét – Kaposvár, 2009

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/I0 = exp (-)

• Zenitben: =0.3-0.4 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 légkörbenmegtett útja

● A látható tartományban dominál a szórás (IR: abszorbció)

● τ gyorsan nő a zenittávolsággal

Optikai mélység: ττ(90) ≈ 30 τ(0)

Átjutó fény

Szóródó fény

Budapest Svábhegy

Zselic

Pár szóban a mértékegységekről:

• A szem által érzékelt fényesség:

FénysűrűségFénysűrűségMértékegysége: cd/m2

A csillagászatban: magnitúdó/ívmásodperc2

Látható csillagok: 0-7 magnitúdó

M ~ -2.5*lg(I)

Fénysűrűségek:

Fénysűrűségek: cd/m2 mag/arcsec2

nappali látás határa: 0,001 20,2 fotoposéjszakai látás határa: 0,000.001 27,7

szkotoposterm. éjszakai ég: 0,000.25 21,8telihold: 6.000,0 3,5tiszta égbolt: 10.000,0 2,8Nap: 3.000.000.000,0 -10,8

Átmeneti látástaromány: 0.03 – 3 cd/m2

Alkalmazkodás a sötéthez: 15-30 perc

Átváltás az egységek között

Cd/m2 mag/ívmásodperc2

Budapest Svábhegy

Cd/m2

Zselic

ZselicZselic Cd/m2

Zselic Cd/m2

Mátra Cd/m2

Pankasz

PankaszCd/m2

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 9620-2 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

7000

2500

800

<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

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

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:

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 okai

A fényszennyezés okai

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

2025

2000

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?

Hogyan védekezhetünk a fényszennyezés ellen?

Hogyan védekezhetünk a fényszennyezés ellen?

Jó világítással!

Rossz világítás

Rossz világítás

Jó világítás

Csillagoségbolt-parkok

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 50 000 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

2008. évi XCI. törvény 19. §-a

Csillagnéző túrák a Zselicben

Éjszakai túrák a Zselicben

Éjszakai túrák a Zselicben

2007. február

2008.03.01

2008 október

2009.02.28

2009. 03. 28

Zselici galéria

Állatövi fény

Állatövi fény

Tűzgömb

Tejút…

Csillagnyomok a Hortobágyon

Ajánlott olvasmányok:

fenyszennyezes.csillagaszat.hu

www.astro-zselic.hu

www.mcse.hu

ddnpi.nemzetipark.gov.hu

www.vilagitas.org