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LICHTVERSCHMUTZUNG
Der Osten ist heller als der Westen
Redaktion / Pressemitteilung des Deutsches GeoForschungsZentrums Potsdam
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2. Januar 2015

Mithilfe von Fernerkundungssatelliten und durch Beobachtungen von der ISS lassen sich auch detaillierte Daten über die Lichtabstrahlung von Städten gewinnen. So zeigte sich, dass - pro Einwohner gerechnet - der Osten Deutschlands inzwischen heller ist als der Westen. In den USA liegt die Lichtemission pro Einwohner jedoch noch deutlich über der deutscher Städte.

Berlin

Berlin bei Nacht, fotografiert von der ISS. Foto: Earth Science and Remote Sensing Unit, NASA Johnson Space Centre  [Großansicht]

Pro Einwohner gerechnet, ist der Osten Deutschlands inzwischen heller als der Westen. Weiterhin zeigt sich, dass die Lichtemission pro Einwohner über deutschen Städten sehr viel geringer ist als über Städten der USA mit vergleichbarer Größe. Erstaunlicherweise nimmt die Lichtemission pro Einwohner in amerikanischen Städten mit der Bevölkerungsdichte zu, während für deutsche Städte der umgekehrte Trend gilt.

Studienleiter Dr. Christopher Kyba, Mitarbeiter der Sektion "Fernerkundung" am Deutschen GeoForschungszentrum GFZ, untersucht den sichtbaren Anteil des Lichts bei Nacht - insbesondere interessieren ihn dabei die urbanen Lichtquellen: "Was genau die Ursache dieses Unterschieds ist, lässt sich noch nicht mit Gewissheit sagen, da sind noch weitere Forschungen an Städten mit vergleichbarer Größe und Bevölkerungszahl in West und Ost notwendig. Die geringere Einwohnerzahl ostdeutscher Städte spielt offenbar nur eine kleine Rolle, wichtiger sind Art der Lichtquelle und Bebauung."

Faktoren wie die Konstruktion der Beleuchtung (nach oben geschlossen oder in jede Richtung strahlend), die Höhe oder das Fehlen umgebender Gebäude und die Art des eingesetzten Lichts spielen eine wichtige Rolle bei der Lichtabstrahlung in Richtung Atmosphäre. In Zukunft wird zudem die zunehmende Verbreitung von LED-Beleuchtung ganz andere Eigenschaften als herkömmliches Licht in das Nachtlicht einbringen.

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Seit 2012 hat sich die Datengrundlage für solche Untersuchungen entscheidend verbessert. Einerseits sind Fotos, die aus der Internationalen Raumstation ISS aufgenommen wurden, eine nutzbare Datenquelle. Zum anderen misst ein satellitenbasierter Strahlungsmesser auf einem Wettersatelliten des Suomi National Polar-Orbiting Program das sichtbare Licht bei Tag und Nacht mit einer Auflösung von etwa 750 Metern.

Die jetzt vorgestellte Studie zeigt erstmals, wie diese neu verfügbaren Daten genutzt werden können. Erstmals können jetzt konkrete Quellen der Lichtverschmutzung - in Form des in Richtung Weltraum abgestrahlten sichtbaren Lichts - lokalisiert werden. War es bisher nur möglich, grobe Flächenraster mit mehreren Kilometern Durchmesser zu vergleichen, so lassen sich mit neuen Datengrundlagen einzelne Lichtquellen sehr konkret ermitteln.

Es zeigt sich, dass in Megastädten in Entwicklungsländern meist Flug- und Seehäfen die hellsten Orte sind. In Europas Hauptstädten sind es allerdings oft Orte des städtischen Lebens wie Sportstadien und belebte Innenstädte. Das rasch wachsende Feld moderner Fernerkundungstechnologien erlaubt auch im sichtbaren Bereich die Fernerkundung bei Nacht.

Nächtliche Lichtemissionen sind auf der einen Seite problematisch für das Ökosystem und Astronomen. Auf der anderen Seite liefern sie jedoch wichtige Informationen über die Städte. Um diese Informationen nutzen zu können, müssen die städtischen Lichtquellen näher bestimmt werden: ihr Spektrum, ihre Ausstrahlungsrichtung, die durch Licht veränderte Landnutzung und die zeitliche Änderung der Beleuchtung.

Die Studie hat durchaus auch praktische Anwendungen: Karten mit Angaben zur Lichtemission zeigen, an welchen Orten die Lichtverschmutzung und damit auch der Energieverbrauch besonders hoch sind, und wo sich Energie einsparen lässt. "Künstliches Licht macht einen großen Anteil am gesamten nächtlichen Energieverbrauch aus", unterstreicht Dr. Franz Hölker vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB). "Zu zeigen, wie man Licht effektiver einsetzen kann, birgt ein großes Energieeinsparpotenzial und kann dazu beitragen, Kosten zu reduzieren und die Umwelt weniger zu belasten."

Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Remote Sensing.

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Links im WWW
Fachartikel in der Zeitschrift Remote Sensing
Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
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