Astronauten-Fotos zeigen Lichtverschmutzung

Licht im Dunkeln: Von Astronauten geschossene Fotos der nächtlichen Erde zeigen das Problem der Lichtverschmutzung – und dies deutlicher als Messungen von Satelliten aus. Wissenschaftler nutzen diese Aufnahmen daher, um eine globale Karte der nächtlichen Helligkeit zusammenzustellen und auszuwerten.Ein erstes Ergebnis: An vielen Orten wird möglicherweise zu viel Geld in die Straßenbeleuchtung gesteckt.

Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation ISS haben den atemberaubenden Anblick der Erde aus dem Orbit in zahllosen Bildern festgehalten. Besonders eindrucksvoll erscheinen die nächtlichen Lichter, die manche Städte im Dunklen einfacher erkennbar machen als bei Tag. Doch so beeindruckend dieser Anblick der nächtlichen Erde auch sein mag – die Bilder verdeutlichen auch ein anderes Phänomen, dass immer weiter zunimmt: die sogenannte Lichtverschmutzung.

Katalog von 130.000 Fotos

Nächtliches Streulicht macht astronomische Beobachtungen an vielen Orten praktisch unmöglich, weil unsere künstlichen Lampen die Sterne völlig überstrahlen. Außerdem hat das Licht während der Nacht schädliche Folgen für unsere Gesundheit: Es stört den Tag-Nacht-Rhythmus und kann zu Übergewicht und Depressionen führen.

Mit Hilfe der von der ISS aus geschossenen Fotos wollen Wissenschaftler um Alejandro Sánchez de Miguel von der Universidad Complutense de Madrid die Lichtverschmutzung auf der ganzen Welt genauer erfassen. Bereits seit Juli 2014 arbeiten sie im Citizen Science Projekt „Cities at Night“ daran.

Unterschiedlich starke Straßenbeleuchtungen in Belgien, Deuschtland und den Niederlanden lassen sich aus dem Orbit unterscheiden. © Cities at Night project/NASA/ESA

Der größte Aufwand ist dabei, den Katalog von über 130.000 Fotos dem passenden Ort auf der Erde zuzuordnen und entsprechend auf der Landkarte zu platzieren. Außerdem mussten die Helligkeit und Farben der Bilder kalibriert werden, um miteinander vergleichbar zu sein. Dazu verwendeten die Wissenschaftler Sterne am Himmel im Hintergrund, sowie Beobachtungen des Nachthimmels und dessen Helligkeit vom Boden aus.

LED-Straßenlaternen sind besonders grell

Lichtverschmutzung ließ sich zuvor nur von der Erde aus zuverlässig messen. Satellitenbilder sind nicht die beste Quelle: Sie messen nicht das Streulicht, dass zur Erde zurück fällt. Außerdem ist ihre Auflösung verglichen mit den Astronauten-Fotos eher gering. Insbesondere die Quelle des diffusen Leuchtens, das um Städte herum sichtbar ist, ließ sich damit nicht identifizieren.

Mit der Kombination aus hochauflösenden Digitalfotos und Helligkeitsmessungen am Boden konnten die Wissenschaftler dieses Glühen nun nicht nur genauer messen, sondern auch mit anderen, künstlichen Lichtquellen in Verbindung bringen. Eine besonders drastische Quelle sind offenbar Straßenlaternen: Insbesondere seitdem LED-Straßenbeleuchtung verbreitet ist, hat die grelle Lichtverschmutzung zugenommen, da LEDs auch viel mehr blaues und grünes Licht aussenden als etwa die älteren gelben Natriumdampflampen.

Auf ISS-Bildern basierende Aufnahme der Helligkeit des Nachthimmels um Madrid. Die weißen Bereiche sind direktes Licht von Straßen- und Häuserbeleuchtungen, die restlichen Farben entsprechen unterschiedlich starkem Streulicht. Das ursprüngliche Bild stammt vom deutschen Astronauten Alexander Gerst. © A. Sánchez de Miguel, J. Zamorano/NASA/ESA

Zu viel Geld für Straßenbeleuchtung?

Anhand ihrer Daten stießen die Forscher auch auf einen weiteren interessanten Zusammenhang: Europäische Länder und Städte mit höheren Schulden tendieren auch dazu, mehr Energie pro Einwohner für ihre Straßenbeleuchtungen aufzuwenden. Sie geben offenbar mehr Geld für Strom aus. In ihrer Studie schätzen die Wissenschaftler, dass in der EU jedes Jahr 6,3 Milliarden Euro für Straßenbeleuchtungen gezahlt werden.

Die bislang gemachten Fotos decken noch lange nicht die gesamte Erde ab und nur ein kleiner Teil der vorhandenen Bilder ist bis jetzt auf der Landkarte eingeordnet. Die Daten liefern also noch kein vollständiges Bild der weltweiten Lichtverschmutzung. In der folgenden Phase des Projektes „Cities at Night“ wollen die Wissenschaftler weiter auf dieses Ziel hinarbeiten.

(International Astronomical Union, 12.08.2015 – AKR)