Lichtverschmutzung Künstliche Beleuchtung und ihre Folgen für Mensch und Umwelt

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1 Lichtverschmutzung Künstliche Beleuchtung und ihre Folgen für Mensch und Umwelt Mag. Dr. Andrea Schnattinger 1 Was ist Lichtverschmutzung? Lichtverschmutzung ist lt. Ökodesign Verordnung (EG) Nr. 245/2009 die Summe aller nachteiligen Auswirkungen von Kunstlicht auf die Umwelt einschließlich der Auswirkung von Abfalllicht. Der Begriff ist aus der Übersetzung des englischen light pollution entstanden und bezeichnet Umwelt- und Naturhaushalt störende Lichtimmissionen. A. Pikhard Mag. Dr. Andrea Schnattinger 2 1

2 Abfalllicht bezeichnet den Teil des Lichts einer Beleuchtungsanlage, der nicht dem bestimmungsgemäßen Zweck dient. Dazu gehört: 1. Licht, das nicht in das zu beleuchtende Gebiet fällt, 2. diffuses Licht in der Nachbarschaft der Beleuchtungsanlage, Mag. Dr. Andrea Schnattinger 3 Die Lichtglocke,, das heißt die Aufhellung des Nachthimmels aufgrund direkter und indirekter Reflexion von (sichtbarer und nicht sichtbarer) Strahlung, die durch die Bestandteile der Atmosphäre (Gasmoleküle, Aerosole und Partikel) in Beobachtungsrichtung zerstreut wird. A. Pikhard Mag. Dr. Andrea Schnattinger 4 2

3 Natur- und Umweltschutz, Ökologie und Nachhaltigkeit Mensch ist Teil der Natur, besser Mitwelt als Umwelt Die Natur besteht auch ohne den Menschen weiter. Eine reichhaltige Natur und eine intakte Umwelt sind eine Frage der Lebensqualität auch für unsere Kinder. Viele Mechanismen des komplexen Naturhaushaltes ( Ökologie ) sind noch unbekannt, Licht ist einer von vielen Faktoren. Nachhaltige Lichtnutzung im Außenraum bedeutet, dass den Bedürfnissen von Gesellschaft und Natur in gleichem Maß entsprochen wird, ohne die Entwicklungsmöglichkeiten künftiger Generationen einzuschränken. Mag. Dr. Andrea Schnattinger 5 Wie viel Licht braucht der Mensch? Wie viel verträgt er? Geschichte der Außenbeleuchtung in Wien 16. Jh. allenfalls Pechpfannen an Eckhäusern 1687 erste Öllampen als Straßenbeleuchtung Bis ins 18. Jh. wurde Besuchern vom Gastgeber mit der Laterne Heimgeleuchtet 1818 erste Versuche mit Gasbeleuchtung 1882 Probebeleuchtung mit elektrischen Bogenlampen ab 1923 werden die Gaslaternen durch elektrisches Licht ersetzt 1934 erste Quecksilberhochdrucklampe Mag. Dr. Andrea Schnattinger 6 3

4 Wie viel Licht braucht der Mensch? Wie viel verträgt er? Licht und Gesundheit Licht heilt Winterdepressionen und Hautkrankheiten wie Neurodermitis und Psoriasis UV- Licht ist wichtig für die Vitamin D Bildung, erhöht Leistungsfähigkeit und Gesundheitszustand von Schulkindern Eine geringe UV-B-Strahlung korreliert signifikant mit der Krebsmortalität bei Männern und Frauen Nah-Infrarotlicht fördert die Wundheilung Licht steuert die Melatoninbildung und somit den Wach- und Schlafrhythmus des Menschen. Ein durch nächtliches Licht reduzierter Melatoninspiegel im Blut steht im Verdacht das Brustkrebsrisiko zu erhöhen. Förderung von AMD (altersbedingte Makuladegeneration) durch Blaues Licht ist umstritten Mag. Dr. Andrea Schnattinger 7 Der Sternenhimmel Die professionelle Astronomie stellt einen wichtigen Teil der physikalischen Grundlagenforschung dar, da am Himmel Beobachtungen von Vorgängen möglich sind, die wir im Labor nicht nachstellen können. Foto Thomas Posch Mag. Dr. Andrea Schnattinger 8 4

5 Am durchschnittlichen Sternenhimmel in Österreich sind nur noch 10 % der Sterne zu sehen, die in dünnbesiedelten Gebieten, wie z.b. den Zentralalpen, beobachtbar sind. Milchstraße, Sternschnuppen und Kometen kann man nur noch fernab der Städte erleben. 20 % der Weltbevölkerung können die Milchstraße nicht mehr mit freiem Auge erkennen. Blaues Licht wird in der Atmosphäre am stärksten gestreut, was auch der Grund dafür ist, dass uns der Himmel blau erscheint. Kurzwelliges Streulicht stört Astronomen am meisten, weil es schwer auszufiltern ist. Foto Thomas Posch Mag. Dr. Andrea Schnattinger 9 Lichtverschmutzung in Österreich Mag. Dr. Andrea Schnattinger 10 5

6 Auswirkungen von Lichtimmissionen auf Insekten Mag. Dr. Andrea Schnattinger 11 Warum sollen wir Insekten schützen? Insekten haben eine grundlegende Bedeutung für den Naturhaushalt, sind sie doch die artenreichste Gruppe der Tiere überhaupt. Mindestens 80 % Prozent der bekannten Tierarten oder weit über eine Million Arten gehören dazu. Von den 4000 Schmetterlingsarten in Österreich sind 85 % nachtaktiv. Nachtfalter bestäuben Pflanzen, wie z.b. Türkenbund und Weiße Waldhyazinthe. Darüber hinaus sind sie wie viele Insektenarten - wichtige Glieder der Nahrungskette. Anstatt Nahrung zu suchen, sich zu paaren oder Eier zu legen, verfliegen sie ihre Energievorräte an den Lampen. Sie sterben an Erschöpfung, verbrennen an der heißen Lichtquelle oder werden leichte Beute ihrer Feinde (vor allem Fledermäuse und Spinnen). Mag. Dr. Andrea Schnattinger 12 6

7 Gefahren für Insekten Große Tiere können durch die Wucht des Aufpralls verletzt oder getötet werden. Kleine Insekten können durch die Hitzeentwicklung getötet werden. Fledermäuse oder Spinnen suchen gezielt Lichtquellen zur Nahrungssuche auf. Die Tiere einer Population werden aus ihren Biotopen gelockt und finden im Umfeld der Lichtquellen keine geeigneten Nahrungspflanzen und Geschlechtspartner. Die nächtliche Synchronisation der Tiere, wie zur Paarfindung und Nahrungsaufnahme, wird gestört. Insektenfang mit UV-Lampe Mag. Dr. Andrea Schnattinger 13 Ökologische Optimierung urbaner Beleuchtung C.Unger 2005/2006, M. Soneira 2010 Eine Straßenlampe kann Insekten aus einem Umkreis bis zu 700 m anlocken. Straßenbeleuchtung kann so zur unüberwindlichen Barriere werden und trägt zur Lebensraumzerschneidung bei. Diese Erkenntnis veranlasste die Stadt Wien 2005, die Untersuchung der Auswirkung verschiedener Lampen auf Insekten zu beauftragen. Mag. Dr. Andrea Schnattinger 14 7

8 Lichtfallen Lobau 2005/06 Mag. Dr. Andrea Schnattinger 15 Sehvermögen Insekten - Menschen Mag. Dr. Andrea Schnattinger 16 8

9 Untersuchungen am Fleher Deich in Düsseldorf Prof. G. Eisenbeis Der Untersuchungszeitraum erstreckte sich vom bis Die Lampen wurden mit Fanggefäßen versehen, täglich ausgeleert und die Ausbeute gezählt Tiere fingen sich in den Fallen. Individuen pro Tag 3 Natriumdampfhochdruck, 4 Quecksilberdampfhochdruck, 3 Halogenmetalldampf, 4 Leuchtstoffröhren, 2 Straßen LED kalt, und 2 Straßen LED neutral warm. Mag. Dr. Andrea Schnattinger 17 Anlockwirkung moderner Leuchtmittel auf Insekten Feldstudie Tirol 2010 P. Huemer, H. Kühtreiber, P. Tarmann, Tiroler Landesmuseum Ferdinandeum und Tiroler Lamdesumweltanwaltschaft TLM Ferdinandeum Mag. Dr. Andrea Schnattinger 18 9

10 Auswirkungen auf Insekten Das Anflugverhalten ist art- und geschlechtsspezifisch Insekten reagieren nur zu bestimmten Aktivitätsphasen auf künstliche Lichtquellen durch das Lichtspektrum der Natriumdampflampe werden weniger Arten und Individuen angelockt, als durch das Licht der Quecksilberdampflampe das Biotopumfeld und die Windexposition beeinflussen wesentlich die Anlockwirkung Massenanflüge sind auf Tage mit optimaler Witterung sowie auf bestimmte Lebensphasen der jeweiligen Insektenart beschränkt Mag. Dr. Andrea Schnattinger 19 Auswirkungen auf Insekten Temperatur und Mond beeinflussen entscheidend den Anflug der Insekten Nicht alle im Umfeld einer Lichtquelle befindlichen Insekten (Nachtfalter) reagieren positiv phototaktisch Mücken stellen mit %, neben den Schmetterlingen, Fliegen und Käfern, den weitaus größten Individuenanteil am Gesamtanflug Schadeffekte auf individuellem Niveau Schadeffekte auf Populationsniveau Schadeffekte auf biozönotischem Niveau Summen- und Langfristeffekte Mag. Dr. Andrea Schnattinger 20 10

11 A. Karwath Mag. Dr. Andrea Schnattinger 21 Vögel - Lichtglocken Vor allem bei schlechter Sicht und bewölktem Himmel werden nächtliche Zugvögel von punktuellen Lichtquellen und den Lichtglocken über großen Städten angezogen und von ihrem Weg abgelenkt. Es sind Situationen bekannt, wo Vögel in Lichtdomen stundenlang im Kreis herumgeflogen und schließlich an Stress gestorben sind, d.h. sie sind buchstäblich tot vom Himmel gefallen. Mag. Dr. Andrea Schnattinger 22 11

12 Vögel Ulrichstein/Hessen 1998 Deutsche Ornithologen berichten von der Notlandung von 2000 Kranichen im Jahr 1998, die von den Flutlichtstrahlern der Ruine Ulrichstein in Hessen angezogen wurden. Mehrere verwirrte Tiere flogen gegen die Mauern und starben. Vogelkundler vermuten, dass die durch den Nebel irritierten Vögel das Flutlicht der Burgruine für eine große Wasserfläche hielten, die sie ansteuerten, um dort zu rasten. Gerade bei schlechter Sicht zieht der nächtliche Lichtschein über den Städten Zugvögel magisch an. (BUWAL 2005) Mag. Dr. Andrea Schnattinger 23 Vögel - Jungfraubahn Schweiz ca In der Schweiz beschäftigte sich die Schweizerische Vogelwarte Sempach bereits in den 1970er Jahren mit dem Problem des Reklamescheinwerfers der Jungfraubahn auf eine Eiswand. In Nebelnächten während des Herbstzuges verursachte dieser Scheinwerfer den Tod von tausenden Zugvögeln. (BUWAL 2005) Mag. Dr. Andrea Schnattinger 24 12

13 Vögel Skybeamer Besonders negativ wirken sich plötzlich auftauchende starke Lichtreize wie Skybeamer aus. In einer Schreckreaktion weichen Zugvögel bis 45 von ihrer Route ab und reduzieren gleichzeitig die Geschwindigkeit. Wenn die Vögel aber ständig Umwege fliegen müssen, gehen wertvolle Energiereserven verloren, auf welche die Tiere bei Ihrem Flug dringend angewiesen sind. (BRUDERER&STEURI 1999). Toronto's Festival of Lights Mag. Dr. Andrea Schnattinger 25 Vögel - Skybeamer im Licht gefangene Vögel bei den Gedenkveranstaltungen "Tribute in Light" New York, Ground Zero Memorial, 11. September 2004 und Neumond und bewölkter Himmel verstärkten die desorientierende Wirkung der Scheinwerfer. Mag. Dr. Andrea Schnattinger 26 13

14 Vögel - Straßenbeleuchtung Artificial night lighting affects dawn song, extra-pair siring success and lay date in songbirds Bart Kempenaers, Pernilla Borgström, Peter Loës, Emmi Schlicht and Mihai Valcu Current Biology, Veröffentlicht online am 16. September 2010 Einfluss die Straßenbeleuchtung entlang eines Waldrandes auf das Singverhalten der Männchen von waldbrütenden Singvogelarten Vögel ändern unter nächtlicher Dauerbeleuchtung ihr Fortpflanzungsverhalten, wie Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Ornithologie in Seewiesen herausgefunden haben. Männchen einiger Singvogelarten fangen unter Kunstlicht morgens früher an zu singen, weibliche Blaumeisen beginnen eher mit dem Brutgeschäft. Und entgegen dem Sprichwort "im Dunkeln ist gut munkeln" haben Blaumeisen-Männchen unter Kunstlichteinfluss mehr Nachwuchs außerhalb ihrer festen Partnerschaft. Mag. Dr. Andrea Schnattinger 27 Vögel - Parkanlagen Werden im Siedlungsgebiet wichtige Lebensräume von Vögeln beleuchtet (z.b. Parkanlagen), verlängert sich die Aktivitätszeit der Vögel in die Nacht hinein. Eine erfolgreiche Nahrungsbeschaffung ist aber durch die unnatürliche Beleuchtung mit hartem Schattenwurf schwieriger. Außerdem können viele Nahrungsquellen nicht erschlossen werden, da die Nahrungstiere z.b. wegen der nächtlichen Kälte nicht zur Verfügung stehen. (BUWAL 2005) Mag. Dr. Andrea Schnattinger 28 14

15 Vögel - Hochhäuser Weil Vögel von hohen beleuchteten Gebäuden angezogen werden, besteht eine erhöhte Kollisionsgefahr. Wissenschafter schätzen, dass in Nordamerika jährlich Millionen Vögel an nachts beleuchteten Bürogebäuden sterben. Allein die Flugwarnbeleuchtungen an den Spitzen von Türmen und Wolkenkratzern fordert in den USA je nach Schätzung zwischen vier bis fünf Millionen (U.S. Fish and Wildlife Service) und 100 Millionen (FLAP) Opfer. Während der Zugsaison sollten in Hochhäusern in der Nacht zumindest alle Raumbeleuchtungen ausgeschalten oder die Jalousien geschlossen werden. Mag. Dr. Andrea Schnattinger 29 Austrian Standards plus GmbH Mag. Dr. Andrea Schnattinger 30 15

16 Vögel - Post-Tower Bonn (Heiko Haupt 2008) 162,5 m hoch, bis 80m breit, fertig gestellt Leuchtstoffröhren, 112 Strahler, 22:00-1:00 Uhr in Betrieb 10/ /2007: 827 Kollisionen, davon 151 sofort tot Jahreszeitliche Verteilung der am Turm am Boden registrierten Vögel. N = 827 Mag. Dr. Andrea Schnattinger 31 Erdkröten Erdkröten werden von Kunstlicht angezogen, wo sie mehr Nahrung finden, andererseits aber selbst leicht zum Opfer werden. Auch hell erleuchtete Straßen locken Frösche und Kröten an. Sie überqueren diese lebensgefährliche Zone nur langsam, was zusätzlich zu hohen Verlusten führen kann. Wissenschafter haben außerdem festgestellt, dass Frösche in Teichen, an denen keine natürlichen Lichtverhältnisse herrschen, erst spät am Abend aktiv werden und nur beschränkt rufen. (BUWAL 2005) Mag. Dr. Andrea Schnattinger 32 16

17 Fledermäuse Die Insekten an Straßenlaternen sind für Fledermäuse zwar eine leichte Beute, mittelfristig könnte aber die Verarmung der Insektenfauna auch zur Verkleinerung des Nahrungsangebotes für insektenfressende Arten werden. Außerdem ist von vielen Fledermausarten bekannt, dass ihre Aktivitäten durch die einbrechende Dunkelheit ausgelöst werden. Die Tiere fliege später aus, wenn ihre Ausflugöffnungen beleuchtete werden. Dadurch haben sie weniger Zeit für die Nahrungssuche. Häufig werden derart beleuchtete Quartiere verlassen. (BUWAL 2005) Mag. Dr. Andrea Schnattinger 33 Großsäuger Nachtaktive Großsäuger wie Füchse, Rehe und Dachse meiden in der Regel beleuchtete Räume, was negative Auswirkungen auf ihren Aktionsradius und somit auf ihr Nahrungsangebot hat. Eine Untersuchung in der Schweiz hat ergeben, dass beleuchtetet Waldränder von diesen Tieren zehnmal seltener aufgesucht werden als unbeleuchtete. Beleuchtete Straßen können auch eine Lebensraumzerschneidung zur Folge haben. Untersuchungen in Nordamerika haben gezeigt, dass Pumas künstlich erhellte Gebiete meiden und dadurch wichtige Wildtierkorridore nicht finden. (BUWAL 2005) Mag. Dr. Andrea Schnattinger 34 17

18 Pflanzen und Kunstlicht Für Pflanzen könnte Kunstlicht negative Auswirkungen haben, weil es die physiologische Uhr manipuliert. Wird der Blatt- oder Blühtrieb zu früh ausgelöst, sind diese Pflanzen vermehrt frostgefährdet. Eine Verzögerung des Blattabwurfs und der Winterruhe im Herbst hingegen kann zu Astabbrüchen wegen vermehrter Schneelast führen. Vielfach ist zu beobachten, dass ein Ast unter einer Laterne noch Blätter trägt, während der unbeleuchtete Rest des Baumes kahl ist. Dies könnte zur Schwächung von Bäumen in Siedlungsnähe führen. (BUWAL 2005) Mag. Dr. Andrea Schnattinger 35 Gewässer Wasserflöhe steigen bei nächtlichem Licht nicht mehr an die Wasseroberfläche empor, um Algen zu beweiden die Algen blühen. Für aquatische Insekten kann das Aufstellen von Straßenlampen in Gewässernähe zu einer katastrophalen Artenverschiebung zu Ungunsten lichtempfindlicher Arten und damit zu einer Artenverarmung führen. Mag. Dr. Andrea Schnattinger 36 18

19 Forderungen aus Sicht des Naturund Umweltschutzes Einsatz von künstlichem Licht im Außenraum: in dem Zeitraum, in dem es benötigt wird und nur dort, wo es sicherheitstechnisch notwendig ist und dann nur in der erforderlichen Intensität Minimierung der Beleuchtungsdauer und -intensität bei Anstrahlungen nur abgeschirmte Leuchten mit geschlossenem Gehäuse verwenden die Oberflächentemperatur von Leuchten sollte unter 60 C liegen Mag. Dr. Andrea Schnattinger 37 keine Abstrahlung über die Horizontale Lampen mit geringem UV-Anteil im Spektrum einsetzen, Tausch von Quecksilberdampflampen oder Montage UV-absorbierender Abdeckungen Reduzierung der Lichtpunkthöhe zur Verminderung der Fernwirkung auf Insekten Verbot von Skybeamern und großflächiger Werbebeleuchtung Besonderes Augenmerk muss auf sensible Lebensräume wie Trockenwiesen, Feuchtgebiete, Gewässer, Waldränder und allgemein auf Schutzgebiete gelegt werden. Hier ist die Artenvielfalt und damit das Gefahrenpotenzial durch Kunstlicht am größten. Mag. Dr. Andrea Schnattinger 38 19

20 Erstmalige deutschsprachige Zusammenfassung wesentlicher problematischer Aspekte der künstlichen Außenbeleuchtung und ihrer fast exponentiellen Zunahme seit etwa einem Jahrhundert. Allgemeinverständliche Darstellung mit aktuellen Fallbeispielen. Mit Beiträgen von Christin Borgwardt, Christian Cajochen, Gerhard Eisenbeis, Andreas Hänel, Ommo Hüppop, Tobias Kaiser, Kristin Tessmar, Tony Tucker, Juliane Zantke und den Herausgebern. ISBN-10: ISBN-13: Preis: 29 Mag. Dr. Andrea Schnattinger 39 20