lichtverschmutzung - Satelliten AG des Johanneum

Wettbewerb "Lichtverschmutzung"
Wettbewerb
Johanneum Gymnasium Herborn
LICHTVERSCHMUTZUNG
Johanneum Gymnasium Herborn
Otto-Wels-Straße
35745 Herborn
http://www.johanneum-herborn.de/
Teilnehmer:
Becker, Felix (18 Jahre)
Mühlenweg 1, 35759 Driedorf
[email protected]
Lorenz, Mario (20 Jahre)
Kirchweg 2, 35745 Herborn
[email protected]
Lotz, Lukas (20 Jahre)
Austraße 24, 35768 Eisemroth
[email protected]
Kreuter, Robin (16 Jahre)
Guntersdorferstraße 11
35745 Herborn
[email protected]
Waschke, Uschi (18 Jahre)
Schützenpfad 3, 35745 Herborn
[email protected]
Betreuer:
Moritz, Armin
Wilhelm-Brück-Straße 4
35630 Ehringshausen
[email protected]
Am Johanneum Gymnasium gibt es seit
vielen Jahren eine Satelliten-AG (hier ein
etwas älteres Bild mit einer etwas anderen
Besetzung).
Die vorliegende Arbeit wurde von den
Teilnehmern der AG erstellt.
1
Wettbewerb "Lichtverschmutzung"
Johanneum Gymnasium Herborn
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1. Lichtverschmutzung – ein allgemeiner Überblick
Was versteht man unter dem Wort Lichtverschmutzung? Manche vermuten, dass das Licht
nicht mehr sauber ist und wir schlechter sehen können. Andere behaupten beim ersten
Lesen des Begriffs das Licht wäre schädlich geworden.
Nein, es geht um die Verschmutzung unserer Atmosphäre. Durch das vermehrte
Lichtvorkommen in Städten auch bei Nacht wird die ungestörte Sicht auf die Sterne gestört.
Das vereinfacht ein schönes Beispiel:
Hier ist die Schrift schlecht zu
lesen.
Hier ist die Schrift besser zu
lesen.
Wenn man mal darüber nachdenkt was für Licht nachts brennt kommt man schnell auf ein
paar Lichter, die man ohne große negative Konsequenzen abschalten könnte. Geschäfte in
der Innenstadt lassen nachts oft den gesamten Laden beleuchtet um Einbrecher
abzuschrecken. Dabei würde es reichen, wenn man nur die ersten zwei Meter beleuchtet.
Firmenlogos müssten auch nicht so hell angestrahlt werden. Ich denke dabei oft an unseren
Supermarkt: Er hat eine große Säule mit seinem Logo. Dieses Logo wird von drei sehr, sehr
hellen Lampen aus drei Richtungen angestrahlt. Beim genaueren Hinschauen erkennt man,
dass die Lampen ungünstig positioniert sind und mehr als nur das Schild angeleuchtet, bzw.
am Schild vorbei geleuchtet wird.
Jetzt stellt sich für manche die Frage:
„Ja, und?“. Ist es wirklich so schlimm, dass wir in einer modernen Gesellschaft leben, die das
Licht bei Nacht benutzt um bequem und angenehm leben zu können?
Nun ja, betrachten wir allein die Geschichte der Astronomie. Die Betrachtung des
Sternenhimmels gehört zu den ältesten Kulturgütern der Menschheit und war früher gerade
für Seefahrer überlebenswichtig. Heute verdanken wir der Astronomie einen wichtigen Teil
der physikalischen Grundlagenforschung (im Weltall haben wir zum Beispiel Bedingungen,
die im Labor nicht nachstellbar sind).
Mit der Lichtverschmutzung wird auch vielen Jugendlichen der erste Einstieg in die
Naturwissenschaften genommen. Deutschland braucht Nachwuchskräfte. Wenn wir alle
Teleskope auch zukünftig in Chile bauen, haben wir keine Möglichkeit für junge Forscher
attraktiv zu sein.
Durch die ständige Helligkeit wissen wir gar nicht mehr mit der Dunkelheit umzugehen. Das
Hormon Melatonin, das Krebsarten unterdrückt, wird nur bei Dunkelheit produziert. Somit ist
ein gesunder Tag-Nacht-Rhythmus wichtig. Auch Tiere brauchen die Dunkelheit zum
Schlafen und Regenerieren.
Ein weiterer Punkt sind die nachtaktiven Tiere oder Zugvögel, die durch das Licht irritiert
werden.
Das Lichtsparen in der Nacht würde auch die CO2-Produktion senken. Für viele ist deshalb
eine Erhöhung der Strompreise ein akzeptables Mittel um Menschen auf ihr Verhalten
aufmerksam zu machen und zum Sparen zu bewegen. Wenn man einen Blick auf die
Weltkarte wirft, kann man erahnen, wie viel dabei zusammen kommen würde.
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2. Lichtverschmutzung – und was man dagegen unternehmen kann
Auf jeden Fall muss auf das Problem „Lichtverschmutzung“ aufmerksam gemacht werden.
Bevor wir an diesem Wettbewerb teilgenommen haben, hatten wir selbst nicht viel Ahnung
von diesem Thema. Dies könnte man mit Umfragen, Anzeigen, Wettbewerben [N] erreichen.
Besonders gut kommt es sicher, wenn man sich aktiv mit dem Thema beschäftigt (kleiner
Workshop oder eine AG in der Schule) und nicht nur ein Plakat liest. Ein Wettbewerb erreicht
dies.
Eine weitere Möglichkeit wäre Unterschriften zu sammeln. Dann sieht man wie viele Leute
dahinter stehen und wie viele bereit wären, selber Abstriche zu machenN
Wenn dies viele tun, kann man auf die nächst höhere Ebene gehen und eventuell sogar eine
gesetzlich vorgeschriebene Mindesthelligkeit bei Nacht erreichen.
Aber vor allem gilt: Privat sparen. Muss die Lichterkette in der Weihnachtszeit auch nachts
brennen? Muss das Licht über der Haustür an bleiben? Solarleuchten abends ausschalten!
Jeder allein erreicht schon was. Wenn man viele Freunde, Bekannt, etc. überzeugt hat, bringt
das schon eine kleine Veränderung.
Doch was können gerade wir machen? Wir können Plakate gestalten, diese in der Schule
aufhängen und so bevorzugt junge Schüler auf das Problem aufmerksam machen. Damit
haben wir das Problem weiter getragen und vielen wenigstens schon einmal den Begriff
„Lichtverschmutzung“ näher gebracht. Gerade bei Veranstaltungen wie „Tag der offenen Tür“
kann man viele Menschen erreichen.
Fazit: Es gibt viel was man gegen das Problem der Lichtverschmutzung unternehmen kann.
Doch noch wichtiger als Gesetzesentwürfe ist privates sparen. Erst, wenn man selber mal
über seine „Lichtpolitik“ ☺ nachgedacht hat, kann man weiter gehen. Außerdem geht es ja
nicht um ein Verbot, sondern um eine Verbesserung für alle. Das erreicht man nicht mit
Vorschriften sondern mit Umdenken. Wettbewerbe, Plakate und Gespräche erreichen dies.
Besonders bei der Straßenbeleuchtung könnte man viel zur Reduzierung der
Lichtverschmutzung beitragen. Veraltete Straßenlampen strahlen in alle Richtungen, was
auch eine enorme Vergeudung an Energie bedeutet. Städte und Gemeinden könnten viel
Geld einsparen, wenn sie ihre veralteten Straßenlampen durch moderne LED-Leuchten
ersetzen würden, die gezielt ihr Licht nur nach unten abstrahlen.
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3. Ausgewählte Standorte von Großteleskopen
Der Weltraum; gigantisch, atemberaubend, interessant, erforschbar; ist ein Mysterium, das
die Menschen schon seit Urzeiten beschäftigt und verwundert. Angefangen mit den ersten
Blicken der Urmenschen in den Nachthimmel über das Wissen der Hochkulturen Ägyptens
und Griechenlands bis zum modernen Begründer Johannes Kepler beschäftigt die
Astronomie die Menschen seit Jahrtausenden. Dies ist auch der Grund für unsere
Gemeinschaftsarbeit bezüglich des Wettbewerbes. Wenn man etwas über die Sterne,
Planeten und andere Himmelsgestirne erfahren möchte, dann ist einerseits ein gutes
Teleskop, andererseits ein exzellenter Beobachtungsplatz vonnöten.
Wir möchten im Folgenden drei Teleskopstandorte auf ihre Beobachtungsbedingungen
untersuchen.
A. Kanarische Inseln (La Palma)
Die kleine Insel La Palma
ist ein hervorragender
Beobachtungsplatz. Durch
einen relativ hohen Berg
(Roque de los
Muchachos) mit über 2000
Metern gibt es am
Teleskopstandort nur
selten noch höher
gelegene Wolken, die die
Beobachtungen mit den
Teleskopen
beeinträchtigen könnten.
Des Weiteren
befindet sich an den
Hangebenen des Berges
stets eine Wolkenschicht,
die das Streulicht der
umgebenden Orte fast
[GTC auf La Palma (zur Zeit größtes Einzelteleskop der Welt) – eigenes
vollständig absorbiert.
Bild von 2010]
Auffälligstes Merkmal an La Palma ist die Stellung des Staates in Form eines Gesetzes, das
für eine sinnvolle Verteilung der Straßenlaternen, einer maximalen Beleuchtungszeit und ein
Fernlichtverbot für Autos sorgte.
B. Hawaii (Big Island)
Ein weiterer guter Beobachtungsplatz ist Hawaii, welcher nicht nur durch Sonne, Strand und
Meer glänzt. Ein Teleskop auf Hawaii, genauer gesagt auf dem inaktiven Vulkan Mauna Kea,
ist eine hervorragende Wahl. Dies wird einerseits durch die sehr hohe Lage von 4200 m,
andererseits durch eine große Distanz zwischen der Insel selbst und den benachbarten
Kontinenten begründet. Die hohe Lage sorgt für eine dünne und trockene Luft in der Nähe
der Teleskope, wodurch die Messungen begünstigt werden.
Aufgrund der Hochlage und der besonderen geographischen Lage gibt es am
Teleskopstandort nur selten Wolken. Durch die große Distanz zu den Kontinenten gibt es nur
eine geringe Luftverschmutzung. Genau wie in La Palma sind die Ränder des Mauna Kea oft
mit Wolken verhangen, die das Streulicht der benachbarten Orte absorbieren.
Dadurch ergeben sich ca. 300 Tage im Jahr optimale Beobachtungsbedingungen.
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C. Chile (Atacamawüste)
Chile ist ein sehr geeigneter Standort
für Teleskope. Die meisten großen
Teleskope sind in der Atacamawüste
gebaut worden, vor allem die
Teleskope der europäischen
Südsternwarte der ESO (La Silla und
Cerro Paranal). Auch das geplante
Riesenteleskop der ESO (E−ELT) wird
in der Atacamawüste gebaut werden.
Die Atacamawüste ist über 2000 m
hoch und ist die trockenste Wüste der
Erde. Außerdem sind die nächsten
Orte fast 100 Kilometer weit entfernt
und die ganze Umgebung darf nicht
bebaut werden (dies hat die ESO mit
der chilenischen Regierung
ausgehandelt).
[Cerro Paranal − eigenes Bild von 2004]
Die Atacamawüste liegt direkt am pazifischen Ozean und ist doch an ca. 350 Tagen im Jahr
wolkenfrei. Die Atacamawüste besitzt eine einzigartige geographische Lage. Die Anden (bis
knapp 7000 m hoch) verhindern, dass die Wolken aus dem östlich gelegenen
Amazonasbecken zur Atacamawüste gelangen können. Heiße Festlandsluft aus Osten trifft
an der Küste auf kalte Meeresluft. Dadurch entsteht eine Wolkenschicht, die jedoch die
steilen Küstenhänge nicht überwinden kann.
Dadurch gilt die Atacamawüste (neben der Antarktis) als der geeignetste Teleskopstandort
der Erde. Der auf der Erde beste jemals gemessene Seeing-Wert, welcher ein Maß für
Unschärfe bei Messungen darstellt, wurde in der Atacamawüste erreicht.
4. Umfrage
Gesamtzahl der befragten Personen:
Männlicher Anteil der Befragten:
Weiblicher Anteil der Befragten:
Altersspanne bis 20 Jahre
Altersspanne von 21 bis 50
Altersspanne ab 51
43
48,8%
51,2%
25,6%
32,6%
41,8%
Fragenkatalog
1. Haben Sie schon einmal etwas vom Thema "Lichtverschmutzung" gehört?
(Bei "NEIN" wurde eine Erklärung gegeben)
2. Haben Sie schon einmal den Sternenhimmel beobachtet?
3. Besitzt die Lichtverschmutzung auch Auswirkungen auf das Leben eines Bürgers?
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4. Ist Ihnen bewusst, wie wichtig die astronomische Forschung für unseren Alltag ist?
5. Achten Sie darauf, nachts kein Licht brennen zu lassen?
6. Ist Ihnen bewusst, dass Solarleuchten im Garten zur Lichtverschmutzung beitragen?
7. Wären Sie bereit, nachts auf Licht zu verzichten (z. B. auf Laternen rund um die Uhr),
um somit die Forschung der Astronomen zu erleichtern?
8. Haben Sie eine Idee, was man gegen die zunehmende Lichtverschmutzung
unternehmen könnte?
Auswertung
Ja
Frage Nr.
Anzahl
11
40
20
21
29
20
20
1
2
3
4
5
6
7
Nein
Anzahl in %
25,6
93,0
46,5
48,8
67,4
46,5
25,6
Anzahl
32
3
23
22
14
23
32
Frage 1
Ja
Anzahl in %
74,4
7,0
53,5
51,2
32,6
53,5
74,4
Frage 2
Nein
Ja
7%
26%
74%
Nein
93%
Frage 3
Ja
Frage 4
Nein
Ja
Nein
47%
53%
49%
51%
Frage 5
Ja
Frage 6
Nein
Ja
Nein
33%
47%
53%
67%
6
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Johanneum Gymnasium Herborn
Frage 7
Ja
Nein
16%
84%
Interessant ist es, dass etwa drei Viertel aller Befragten niemals etwas von
Lichtverschmutzung gehört haben (Frage 1) .Daher ist es dringend erforderlich,
Aufklärungsarbeit zu leisten.
Traurig finden wir die Tatsache, dass nur ein Viertel der Befragten bereit wäre, für die
astronomische Forschung nachts auf Licht zu verzichten (Frage 7).
8. Frage:
Haben Sie eine Idee, was man gegen die zunehmende Lichtverschmutzung
unternehmen könnte?
Folgende Antworten wurden gegeben:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Nachts Lichtquellen ausschalten
Intelligente Lichtquellen
Weniger Nachtarbeit in Büros
Bewusstsein erweitern
Strompreise erhöhen
Reklametafeln abschalten
Jede zweite Laterne ausschalten
Leute mehr aufklären
7
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5. Eigene Beobachtungen
[Lanzarote, Playa Blanca, 07.01.2013um 21.39Uhr, klarer Himmel
Kamera: Olympus
Bildeinstellungen: 100 ASA, 60 s Belichtungszeit]
Dieses Bild wurde von einem unserer Teilnehmer auf Lanzarote in einem Wohngebiet
aufgenommen, während die Laternen noch angeschaltet waren. In der Nähe des Horizontes
ist jedoch eine deutliche Lichtverschmutzung zu sehen. Allerdings sind die Sterne aufgrund
geringer Gesamtemission gut zu erkennen.
8
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[Ehringshausen (Ortsrand), 18.02.2013 um 19.00Uhr, klarer Himmel
Kamera: Canon 500 D
Kameraeinstellungen: Weitwinkel 28 mm, Blende 5.6, 100 ASA, 22 s Belichtungszeit]
[Ehringshausen (außerhalb des Ortes), 18.02.2013 um 19.15Uhr, klarer Himmel
Kamera: Canon 500 D
Kameraeinstellungen: Weitwinkel 28 mm, Blende 5.6, 100 ASA, 22 s Belichtungszeit]
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Um unsere Nachforschungen und Dokumentationen zu untermauern, haben wir die
Lichtverschmutzung, wie wir sie bei uns regional und auf Lanzarote erleben, beobachtet und
auch mithilfe von Fotografien festgehalten. Für eine geeignete Auswertung haben wir einen
festen Orientierungspunkt gewählt, in unserem Fall das Sternbild Orion, das wir unter
verschiedenen Lichtverhältnissen fotografiert haben.
In Lanzarote konnte man aufgrund der geographischen Breite das Sternbild des Orion
deutlich tiefer sehen als in Deutschland.
Da Lanzarote relativ dünn besiedelt ist und die Nachbarinseln weit entfernt sind, konnte man
das Sternbild vor einem dunklen Hintergrund gut sehen, besonders, wenn sich das Sternbild
nicht in Horizontnähe befand. Leider befand sich auch im Urlaubsort Playa Blanca eine
durchgehende Straßenbeleuchtung, die die Beobachtungsbedingungen verschlechterten.
Um die Unterschiede mit und ohne Straßenbeleuchtung zu verdeutlichen, haben wir zwei
Bilder in Ehringshausen von zwei verschiedenen Standorten aus gemacht. Deutlich ist zu
erkennen, dass Straßenlampen die Beobachtungsbedingungen verschlechtern.
Dadurch ist das Sternbild des Orion auf dem zweiten Bild aus Ehringshausen deutlich besser
zu erkennen.
6. Fazit
Die Bilder zeigen eindeutig, dass Streulicht von Straßenlampen, Fabriken, Autoverkehr und
Wohnhäusern die Beobachtung des Sternenhimmels erheblich beeinträchtigen.
Wir hatten vor diesem Wettbewerb noch nie etwas von Lichtverschmutzung gehört und
konnten nichts damit anfangen. Nun ist uns jedoch klar geworden, dass Streulicht –
besonders für Profiastronomen – aber auch für Hobbyastronomen eine erhebliche
Beeinträchtigung darstellt und dagegen dringend etwas unternommen werden sollte.
Erste Maßnahmen haben wir in Punkt 2 und in den Antworten zu Frage 8 vorgeschlagen.