Warum Strassenlaternen gezielt eingesetzt werden sollten

Licht

Auf unserem Planeten ändert sich das Licht je nach Jahreszeiten, Tag- und Nachtwechsel, aber auch nach den Mondphasen. Für diese wechselnden Verhältnisse mussten sich alle Lebewesen eine Strategie zulegen. So hat das Licht die Lebensordnung auf der Erde geformt, ob Ökosystem, Lebewesen oder einzelnes Molekül, alles hat sich danach ausgerichtet. Kunstlicht gibt es seit 150 Jahren, und es dringt an Orte vor, wo es zuvor noch nie Licht gegeben hat. Sein Spektrum ist ein anderes als das von Sonne, Mond oder Sternen. Im Gegensatz zu Klimaveränderungen stellt sein Auftreten für Lebewesen und deren Umgebung etwas noch nie Dagewesenes dar. Wohl ist die künstliche Beleuchtung dem Menschen von enormem Nutzen (punkto Sicherheit, Komfort und Freizeit), doch zu deren Folgen hat er sich keine Gedanken gemacht. Strassenbeleuchtung gilt ja auch als Zeichen des Fortschritts und wurde manchmal nur installiert, um den nachtsüber erzeugten Atomstromüberschuss zu verwerten (was heutzutage natürlich nicht mehr der Fall ist).

Lichtverschmutzung 

Definition 

Als Lichtverschmutzung bezeichnet man unnatürliches und störendes Kunstlicht in der Nacht, mit dessen Folgen es Auswirkungen für Fauna und Flora, das Ökosystem sowie die Gesundheit des Menschen gibt. Ersten Alarm schlugen bereits in den 1980er Jahren die Astronomen, die feststellen mussten, dass die künstliche Beleuchtung die Beobachtung des Nachthimmels erschwerte. Diese »astronomische« Lichtverschmutzung, welche die Sicht auf den Himmel behindert, ist aber von der »ökologischen« Lichtverschmutzung zu unterscheiden, die auf das Artenverhalten in einem Ökosystem einwirkt. 

Lichtglocke 

Direktes Kunstlicht, das auf Wolken, Aerosole oder Schwebstoffe trifft, wird reflektiert und bildet so eine sogenannte Lichtglocke, die sich in weitem Umkreis ausbreitet. Eine solche Lichtglocke ist im Vergleich zu einer Direktbeleuchtung relativ schwach und gleichmässig, aber immer noch viel intensiver als das natürliche Licht eines Sternenhimmels. Eine Lichtglocke ist also das Licht, das wir in der Nacht über den Städten sehen können und das heimlich auf Lebewesen und Ökosysteme einwirkt. Seit 1996 gibt es im Mittelland – und seit 2008 auch im Jura – keinen einzigen km2 mehr, der in der Nacht vollständig dunkel wäre. 

60% der Bevölkerung

Europas können die

Milchstrasse nicht mehr

von blossem Auge erkennen

In der Schweiz haben die gegen oben gerichteten Lichtemissionen seit 1994 um 70% zugenommen. Der Flächenanteil mit Nachtdunkelheit hat deutlich abgenommen: von 28% der Fläche der Schweiz seit 1994 auf heute noch 15%.

Karte für Himmelshelligkeit durch künstliche Aufhellung im Verhältnis zur natürlichen Himmelshelligkeit mit einem angenommen Wert für natürliche Nachtlandschaften von 174 μcd/m2 (oben links) Himmelshelligkeit durch eine modellhafte flächendeckende Umrüstung der Straßenbe- leuchtung von Natriumdampfhochdruck auf 4000 Kelvin CCT LED-Beleuchtung ohne Veränderung der Beleuchtungsstärke (oben rechts), nach FALCHI et al. (2016) (CC BY-NC 4.0). Die Werte der mit unterschiedlichen Farben dargestellten Helligkeiten sind in Tabelle 1 dargestellt. Bild unten: Skotopi- sche Leuchtdichten unterschiedlicher Leuchtmittel im Verhältnis zu einer Natrium-Niederdrucklampe (LPS) nach LUGINBUHL et al. (2013) bei klaren atmosphärischen Bedingungen im Zenit. Dargestellte Leuchtmittel sind drei LEDs mit 5100 K, 2400 K und eine 3000 K mit ausgefilterten Wellenlängen unter 500 nm (FLED), eine Metallhalogenlampe mit 4100 K (MH4) und eine Natriumdampf-Hochdrucklampe (HPS) (CC BY-NC-ND 3.0).

Kunstlicht

Kurz erklärt 

Kunstlicht besteht aus sichtbarer und unsichtbarer Strahlung (Ultraviolettstrahlung (UV) und Infrarotstrahlung (IR)). Wie sich diese zusammensetzen, hängt vom verwendeten Leuchtkörper ab. Je mehr Watt ein Leuchtkörper hat, desto weiter breitet sich sein Licht in die Ferne aus. Seit 1870 in Paris die ersten Strassenlampen installiert wurden, macht sich Kunstlicht immer breiter und beleuchtet nicht nur Strassen, Plätze und Fassaden, sondern auch Bäume, Wasserfälle oder gar Berggipfel. Der Nachthimmel ist weitgehend erleuchtet und seiner mit dem Sternenlicht kontrastierenden Dunkelheit beraubt. 

Eine einfache Glühbirne sieht man dutzende Kilometer weit. Heute erzielt nur noch eine 100W Hochdruck-Natriumdampflampe (150- 180lm/W) einen höheren Leistungsgrad (= Energieeffizienz) als eine vergleichbare 27 W-LED (120lm/W).

6% pro Jahr beträgt die Zunahme der Lichtemissionen auf unserem Planeten

Geschichte

Die ersten Glühbirnen, nach ihrer Erfindung durch Edison 1879, enthielten einen Glühfaden aus Wolfram. Weil es eigentliche Energieschleudern waren, wurden Glühlampen für den Hausgebrauch zusehends durch Halogen- oder Sparlampen und heute schliesslich durch LED (Licht Emittierende Dioden) ersetzt. 2014 ging der Nobelpreis für Physik an die Japaner I. Akasaki, H. Amano und S. Nakamura, weil sie eine LED, die eigentlich blau leuchtet, dazu brachten, weisses Licht abzugeben. In der Strassenbeleuchtung wurden die energieverschleissenden Quecksilberdampflampen zusehends durch sparsamere Halogen-Metalldampflampen oder Natriumdampflampen ersetzt. Heute weichen auch diese Modelle langsam immer mehr den LED. LED geben zwar keine UV-Strahlung ab, enthalten aber einen hohen Weiss- und Blaulichtanteil, was auf Insekten besonders anziehend und auf Menschen störend wirkt. Seit 2015 dürfen in der EU Quecksilberdampflampen nicht mehr verkauft werden. Die Schweiz hat sich diesem Entscheid angeschlossen. 

25% der Stromrechnung einer Gemeinde entfallen auf die Strassenbeleuchtung

Gesetzliche Grundlagen 

Gemäss schweizerischer Gesetzgebung besteht für die Gemeinden keinerlei Pflicht, für die Beleuchtung des öffentlichen Raums zu sorgen, und sie werden auch keineswegs haftbar, wenn sie es nicht tun. Vielmehr liefert die Gesetzgebung gute Gründe, die Beleuchtung zu begrenzen. 

Hierzu ein paar themarelevante Quellen: 

Umweltschutzgesetz, Art. 11: «… Strahlen werden durch Massnahmen bei der Quelle begrenzt.»

Strassenverkehrsgesetz, Art. 32: «Die Geschwindigkeit ist stets den Umständen anzupassen, namentlich … den Strassen-, Verkehrs- und Sichtverhältnissen.» 

Die Strassenbeleuchtungsnorm EN 13201 berücksichtigt auch die Art der Strassennutzung: wie viele Fahrzeuge pro Tag und mit welcher Geschwindigkeit, wie viele Fussgänger und Vélofahrer unterwegs sind und ob es «Konfliktzonen» gibt. 

Auswirkungen auf die Natur und uns Menschen

Bei den meisten Lebewesen hat sich eine innere Uhr entwickelt, die auf den Tag-Nacht-Rhythmus eingestellt ist. Kunstlicht führt namentlich bei nachtaktiven Lebewesen zu tiefgreifenden Störungen 

Auswirkungen auf die Pflanzenwelt

Sonnenlicht ist für Pflanzen lebensnotwendig, weil es die Photosynthese auslöst, mit der die Pflanze Zucker herstellt, den sie für ihr eigenes Wachstum braucht und auf den die ganze Nahrungskette angewiesen ist. Bei den Pflanzen unterscheidet man zwischen Kurztagpflanzen und Langtagpflanzen. Kurztagpflanzen benötigen für ihren Wachstumszyklus ungefähr 10 Std. Licht pro Tag. Eine Ver- längerung der Tageslichtzeit durch künstliche Beleuchtung wirkt sich negativ auf die Blüten- und Fruchtbildung aus. Somit findet eine Begünstigung der Langtagpflanzen statt.

Künstliches Licht bei Nacht kann zu einem verspäteten Laubabwurf führen und die Blütezeit vorverlegen oder verzögern. Die meisten Samen brauchen Dunkelperioden, um zu keimen. Bei ständiger Beleuchtung kann es zu keiner oder einer verspäteten Keimung kommen. Folglich werden unter der Einwirkung künstlicher Beleuchtung ausläufer- oder rhizombildende Pflanzen gegenüber sich versamenden bevorzugt. Diese Ergebnisse lassen erahnen, wie gross die Beeinträchtigungen sind, die von beleuchteten Strassen auf Agrarflächen oder Böschungen ausgehen, die bedrohten Pflanzenarten in unseren dicht besiedelten Gebieten noch als letzte Zuflucht dienen. 

Auswirkungen auf Amphibien und Reptilien

Amphibien bewegen sich vor allem in der Nacht, um das Austrocknen ihrer Haut zu verhindern und sich ihren Fressfeinden zu entziehen. Dank ihres ihnen angeborenen Orientierungssinns finden sie mit Leichtigkeit zu ihrer Brutstätte zurück. Schon kaum wahrnehmbares Licht schränkt die Tiere auf der Suche nach Nahrung und Fortpflanzungspartnern ein. Dies kann sich langfristig negativ auf die Populationsdynamik und die Widerstandsfähigkeit auswirken. 

Reptilien

Wie die Amphibien entwickelten sich auch die Reptilien unter Einfluss des natürlichen Lichts. Mit Aufkommen des Kunstlichts sind das Verhalten und die Physiologie von Meerschildkröten und Echsen komplett durcheinander geraten. Reptilien sind tagaktiv (Eidechsen, Leguane) oder nachtaktiv (Geckos). Licht bei Nacht erleichtert den Geckos die Jagd, doch führt es auch dazu, dass sich viele Exemplare an einem Ort konzentrieren und häufiger in Kämpfe miteinander geraten. Bei Leguanen und Waranen verlängert das Kunstlicht deren Tagesaktivität, was auf Echsen spezialisierte Raubschlangen anlockt. Manche Reptilienforscher sprechen schon von einer neuen ökologischen Nische, die sich aus der künstlichen Beleuchtung ergibt. Kunstlicht und die Wärme, die es abgibt, können Reptilien physiologisch verändern, namentlich deren Temperatur- und Hormonhaushalt. 

Auswirkungen auf Anthropoden

Nachtaktive Insekten

Quecksilberdampflampen ziehen einige Arten im Umkreis von 50 bis zu 250 m an, und auch schwächere Lampen (mit Leuchtstoffröhre) immerhin noch aus einem Umkreis von 10 bis 30 m. Anstatt dass die Insekten nun Futter suchen, sich paaren oder Eier legen, umkreisen sie Lampen bis zur Erschöpfung und werden dabei in der Dämmerung leichte Beute für Fledermäuse Katzen oder Vögel. 

Nachtfalter

Lampen wirken sich negativ auf die Selektion der männlichen Tiere aus, weil diese auf der Suche nach Weibchen mehr in Bewegung sind und so auch stärker vom Licht angezogen werden. Viele Tagfalter-Raupen (Mauerfuchs, Ocker- bindiger Samtfalter, Schachbrett, Kleines Ochsenauge) sind auch nachts aktiv, um grösserer Hitze und Fressfeinden auszuweichen. Künstliches Licht verändert ihr gewohntes Verhalten, indem es ihnen die für sie günstigen Fresszeiten verkürzt. 

Auswirkungen auf Gliederfüsser

In Wiesen

Wiesen sind von enormer Bedeutung, weil man auf ihnen zahlreiche Gliederfüsser findet, die wiederum Nahrung für Vögel und Kleinsäuger sind. Im Rahmen einer Forschungsarbeit beleuchteten T. Davies und dessen Kollegen während 3er Jahre Wiesen, die davor noch nie beleuchtet worden waren. Dabei zeigte sich, dass Kunstlicht einen tiefgreifenden Einfluss auf das Verhalten der Insekten und anderen Gliederfüssern in der Erde (Käfer und Spinnen) haben kann. Einmal von nächtlichem LED angezogene Spinnen zerstreuten sich während des Tags nicht wiederum wurden zu leichter Beute. Der Einfluss der Beleuchtung auf die Gliederfüsser war eben so gross wie bei einem Heuschnitt, woran man sieht, was für alltägliche Störungen Kleintiere belasten können, die Strassenböschungen und naturnahe Gärten oft als letzte Zufluchtsorte in unseren dicht besiedelten Gebieten nutzen. Erwiesenermassen lassen sich die Auswirkungen auf mehrere Spinnenarten durch eine Verringerung der LED-Lichtmenge um 50% oder Veränderung des ausgestrahlten Lichtspektrums dämpfen. Eine maximale Verringerung der negativen Auswirkungen auf Gliederfüsser wurde schliesslich bei einer Kombination aus der Reduktion des Lichts um 50% und der totalen Ablöschung von Mitternacht bis 5 Uhr morgens erzielt.

Insekten im Wasser

Beleuchtungen entlang von Kleingewässern ziehen massenhaft Insekten an, die als Larven im Wasser aufwachsen. Das gilt für Eintagsfliegen, Steinfliegen, Köcherfliegen und Zuckmücken. Diese Insekten werden so stark von künstlichem Licht angezogen, dass sie massenhaft sterben und damit das Nahrungsangebot für Fische, Vögel und Fledermäuse langfristig erheblich schmälern. 

Beispiele

  • Trotz ihres kurzen Lebens in der Luft werden Eintagsfliegen von am Ufer stehenden Lampen dezimiert. Die Fische werden zusehends um eine wichtige Nahrungsquelle gebracht. 
  • Das grosse Glühwürmchen (Lampyris noctiluca) ist eine Käferart, die die Bioluminiszenz zur Fortpflanzung nutzt. Das flügellose Weibchen kann ein Licht produzieren und so die fliegenden Männchen aus einer Distanz von bis zu 45 m anlocken. Männchen haben aber Mühe, in einer hell erleuchteten Umgebung Weibchen zu finden. Dass diese Art bei uns immer seltener wird, ist auf das Verschwinden ihres natürlichen Lebensraums (Trockenwiesen) und die Lichtverschmutzung zurückzuführen.
  • Schwärmer und andere Nachtfalter haben eine Funktion als nächtliche Blütenbestäuber. Das künstliche Licht in der Nacht verändert nun die Farbe der Blüten, die sie normalerweise bestäuben, weshalb die Befruchtungsquote der nächtlich besuchten Pflanzen sinkt. Längerfristig könnte somit die künstliche Beleuchtung die heimliche Ursache dafür sein, dass gewisse Pflanzen von einem Ort verschwinden und sich die ganze dort ansässige Pflanzengesellschaft verändert. Das hat einen Einfluss auch auf unseren Speiseplan.
  • Über 80% der Kohleulen (Mamestra brassicae), die grünem oder blauem Licht aus- gesetzt waren, entpuppten sich, bevor sich ein Exemplar ohne Lichteinfluss entpuppte. Diese Situation kann die Sterblichkeit der Falter erhöhen und das Gleichgewicht mit ihren Fressfeinden stören. 
  • Das Nachtpfauenauge (Saturnia pyri), der grösste Nachtfalter der Schweiz, lebt oft in der Nähe zum Menschen, weil er sich auf Obstbäumen fortpflanzt. Leider fühlt er sich sehr zu Lampen hingezogen, denn wenn das Nachtpfauenauge einmal unter dem Licht ist, bleibt es da bis zur Morgendämmerung und wird dann ein leichtes Opfer für Vögel, Katzen und andere Räuber. 

Geringere nächtliche Bestäubung kann zur Abnahme der Biodiversität führen. Nachtfalter verfügen über eine andere Befruchtungsphysiologie als tagaktive Bestäuber. Infolgedes- sen können an die Befruchtungsphysiologie dieser Nachtschmetterlinge angepasste Wildblumen verloren gehen. Links: Südeuropäischer Nachtschwärmer der seinen Rüssel zur Aufnahme von Nek- tar nutzt. Foto (Ausschnitt): Sven Haustein (2003). Rechts: Illustration direkter und indirekter Effekte durch Straßenbeleuchtung auf nacht- und tagaktive Bestäuber.

Auswirkungen auf Fledermäuse

Lichttolerante Arten

Fledermäuse sind bekannt dafür, dass sie von Licht angezogen werden, da man sie oft unter Lampen umherfliegen sieht. Aber nur gewisse Arten (Zwergfledermäuse, Breitflügelfledermäuse, Abendsegler) profitieren tatsächlich von der Strassenbeleuchtung, um Jagd auf Insekten zu machen. Für die Jagd ziehen diese Arten Halogen-Metalldampflampen (stromsparend, starkes weisses Licht) den Natriumdampflampen (höherer Stromverbrauch, oranges Licht) vor, da letztere weniger Insekten anlocken. So wirken Strassenlampen wie riesige Insektenfallen, die die am häufigsten anzutreffenden Falter- und Käferarten in ihrer Umgebung innert 2-3 Jahren zum Verschwinden bringen, worauf nur noch wenige, lichtunempfindliche Arten und vereinzelte Schmetterlinge übrig bleiben 

Lichtflüchtige Arten

Hufeisennasen und Mausohren scheuen das Licht. Lampenreihen an Strassenrändern stellen für lichtscheue Arten fast unüberwindbare Barrieren dar. Der Barriere-Effekt nimmt ab, wenn die Abstände zwischen den Lichtquellen vergrössert werden. So bringt die Beleuchtung stellenweise Arten aus dem Gleichgewicht, da sie lichttolerante, häufig vorkommende Arten bevorteilt und nicht-lichttolerante, oft seltene und bedrohte Arten verdrängt. 

Typische durch künstliches Licht induzierte Verhaltensreaktionen europäischer Fle- dermäuse in Bezug auf spezifische Aktivitäten und Lebensräume (n. a. = nicht anwendbar; D. m. = Daten mangelhaft; opportun. = opportunistisch; verändert nach VOIGT et al. 2018).

Lampentypen, welche die Fledermäuse stören

LED-Lampen mit ihrem hohen Blaulichtanteil wirken sich ökologisch genau so negativ aus wie herkömmliche Quecksilberdampflampen. Neueste Forschungen der Universitäten von Bristol und Los Angeles zeigen, dass LED-Leuchten nicht-lichttolerante Hufeisennasen und Mausohren vertreiben und lichtverträgliche Arten anziehen. Nun gibt es aber Nachtfalterarten (Eulenfalter, Spanner, Zahnspinner), die sich mit ihrem ultraschallempfänglichen Trommelfell vor Fledermausangriffen schützen. Diese Fähigkeit, Fledermäusen auszuweichen, verlieren die Falter aber wieder unter mit UV-freiem LED ausgestatteten Strassenlampen. Offenbar schalten die Falter ihre Trommelfelle aus, weil sie sich mitten am Tag wähnen, wo sie normalerweise nicht aktiv sind. Als nun leichte Beute für die Fledermäuse sind diese Falter sehr selten geworden, zugunsten anderer, resistenterer Arten, die aber wiederum (aufgrund geringerer Grösse, Biomasse) für die Fledermäuse weniger ergiebige Energielieferanten sind. Wie man sieht, stellen leider auch LED-Lampen gegenwärtig punkto Schutz der Fledermäuse und ihrer Beutetiere noch keine Patentlösung dar. Welche biologischen Kosten das künstliche Licht bei Fledermäusen verursachen wird, ist bisher noch unbekannt, insbesondere in Bezug auf bestimmte Kennwerte, wie Geburtenzahlen, Überlebensraten, Geschlechterverhältnis und Ausbreitung der Individuen. Weitere Forschung wird nötig sein, um die noch verborgenen Langzeitauswirkungen von Lichtemissionen offenzulegen. 

Beispiel

Grosse und Kleine Hufeisennasen 

(Rhinolophus ferrumequinum u. R. hipposideros) sind dafür bekannt, dass sie äusserst sensibel auf Störungen reagieren, vor allem auf künstliches Licht. Um zu ihrem Jagdrevier zu gelangen, benutzen Kleine Hufeisennasen Wege, die eine Helligkeit von nur 0.04lx aufweisen. Hochdruck-Natriumdampflampen (oranges Licht) entlang von Hecken, die von Kleinen Hufeisennasen auf dem Weg zu ihren Jagdrevieren benutzt wurden, schränkten ab einer Beleuchtungsstärke von 3.7lx die Tiere in ihrer Aktivität drastisch ein und bewirkten, dass diese neue Routen zu weniger günstigen Revieren wählten. Die Kleinen Hufeisennasen konnten sich nicht an diese, obschon UV-arme, künstliche Beleuchtung auf ihrem bevorzugten Weg gewöhnen. Die Kleine Hufeisennase ist darum auch viel seltener geworden.

Auswirkungen auf Vögel

Nachts ziehende Vögel orientieren sich mit Hilfe der Sterne oder des Erdmagnetfelds und werden von Lichtquellen angezogen. Wenn sie im Nebel die Orientierung verlieren und von der Lichtglocke einer Grossstadt geblendet werden, fliegen sie gegen beleuchtete Gebäude oder versuchen, Störgebiete zu umfliegen, wofür sie eine unnötige Verlängerung ihrer Reise in Kauf nehmen und dadurch viel Energie verbrauchen.

Beispiele

  • Die Stadt Olsztyn (Polen) schaltet jetzt die Beleuchtung ihres höchsten Gebäudes nachts aus, nachdem man festgestellt hatte, dass Kraniche endlos darum kreisten, anstatt ihre Wanderung fortzusetzen. 
  • Unter Einfluss der Strassenbeleuchtung beginnen Stadtvögel (Amseln, Kohl- und Blaumeisen, Rotkehlchen) am Morgen früher zu singen. 
  • In Leipzig haben Ornithologen gezeigt, dass Amseln in der Stadt sogar 5 Std. früher (mitten in der Nacht) mit Singen anfangen als in den umliegenden halbnatürlichen Habitaten. 
  • Krähen wählen in Städten hellere Schlafplätze aus als auf dem Land, möglicherweise, um sich vor Fressfeinden zu schützen. Licht begünstigt also diesen schlauen Vogel, der aus landwirtschaftlicher Sicht als Schädling gilt. 
  • Auch bei uns begegnet man mitten in der Nacht gar nicht so selten Amseln, die unter Strassenlampen auf Futtersuche sind. 
  • Kohlmeisen, deren Nistkästen von innen erhellt wurden, verkürzten ihren Schlaf und erwachten früher als benachbarte Blaumeisen, die sich anscheinend dadurch nicht gestört fühlten. 
  • Der Wanderfalke kann dank künstlichem Licht seiner Jagdtätigkeit länger nachgehen, was er zu nutzen weiss: einzelne Individuen in New York jagen in der Nacht nach den Vögeln, die vom Licht des Empire State Building angelockt werden. 
  • Vom Licht irritiert, verhungern junge Sturmvögel auf der Insel La Réunion (v.a. die endemischen Barau-Sturmvögel) an Land oder werden in der Nähe der Strassenlampen zu leichter Beute ihrer Fressfeinde. Indem sie die Beleuchtung reduzierten, konnten die Ornithologen dem Sterben der Jungvögel Einhalt gebieten. 

Auswirkungen auf Säugetiere

Die Mehrheit der nachtaktiven Säugetiere schränkt ihre Fress- und Wandertätigkeit in mondhellen Nächten tendenziell ein. Lichtungen und offenes Gelände meiden sie und konzentrieren ihre Wanderungen auf die dunkelsten Stunden der Nacht. Wahrscheinlich handelt es sich hierbei um eine «Raubtier-Ausweichstrategie». Hirsche scheuen sich nicht, eine beleuchtete Strasse zu überqueren, wenn die andere Seite in völliger Dunkelheit liegt. 

Gemäss Untersuchungen in den USA gehen Wildunfälle auf beleuchteten Strassen nicht zurück, auch wenn die Tiere für die Autolenker dann besser sichtbar sind. Auf einer unbeleuchteten Strasse scheinen bei Unfällen die Blendung des Wilds durch die Scheinwerfer und der Überraschungseffekt eine grosse Rolle zu spielen. 

Auswirkungen auf den Menschen

Die Empfindlichkeitsschwelle beim Menschen liegt bei 6 Lux, Strassenbeleuchtung strahlt meist heller

Künstliches Licht bei Nacht kann den Melatoninhaushalt stören, wenn mit der Dunkelheit eigentlich die Melatoninproduktion einsetzten sollte. Die Forschenden identifizierten im Rahmen einer Literaturrecherche aus 1.900 Studien 72 relevante Arbeiten, die ihre Kriterien zur Untersuchung von Lichtverschmutzung erfüllten. Sie zeigen anhand der Datenlage, dass bereits sehr geringe Lichtintensitäten die Ausschüttung des Melatonins unterdrücken: bei Fischen liegt die Schwelle bei 0,01 Lux, bei Nagern bei 0,03 Lux und bei empfindlichen Menschen bei 6 Lux; bei Licht mit einem hohen Blaulichtanteil sogar weit darunter.

Dazu im Vergleich die Beleuchtungsstärken, welche die Lebewesen in der Nacht erfahren: In einer sternenklaren Nacht liegt die Beleuchtungsstärke bei 0,001 Lux. In einer Vollmondnacht erreicht sie ein Maximum von 0,3 Lux. Die Lichtglocke einer Stadt kann Beleuchtungsstärken bis zu 0,1 Lux, eine Strassenbeleuchtung mehr als 150 Lux erreichen.

Das Erstaunliche ist, dass schon die sehr geringen Intensitäten der Lichtglocke einer Stadt ausreichen, um bei bestimmten Wirbeltierklassen wie Fischen und Nagern die Melatoninproduktion zu unterdrücken. Von dieser Art Lichtverschmutzung sind weltweit grosse Areale betroffen, wie man aus der Auswertung von Satellitendaten weis. Denn das Licht von künstlicher Beleuchtung strahlt in den Himmel und wird an Wolken und Partikeln reflektiert, wodurch eine grosse Lichtglocke entsteht.

Bisher gibt es keine Studien zu den Folgen von Lichtverschmutzung auf die Melatoninbildung bei Reptilien und Amphibien, Langzeitfolgen sind wenig erforscht. Und insbesondere die Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit sind noch nicht hinreichend verstanden.

Der Mensch empfindet weisses und blaues Licht als am störendsten. Bisher wurden die biologischen Auswirkungen des Lichts stark unterschätzt. Hier die wichtigsten: 

  • Hemmung der Produktion des «Schlafhormons» Melatonin;
  • Verstärkung ernsthafter Gesundheitsprobleme, wie Übergewicht, Diabetes, Kreislaufkrankheiten, Depressionen und Herzanfälle.
  • Hyperaktivität, Konzentrationsschwierigkeiten und Rückgang der Wachstumshormone bei Kindern.
  • Verstärkter Hitzeinseleffekt (beleuchtete Strassen sind durchschnittlich ein Grad wärmer als unbeleuchtete), der die Entstehung von Krankheiten und Lebensmittelschädlingen begünstigt.

Auch schwache Lichtquellen (LED-Bildschirme, Sparlampen) können negative Auswirkungen haben, denn sie geben mehr blaues Licht ab, das den Biorhythmus beeinträchtigt. Die Auswechslung von Lampen mit hohem UV- und Blaulichtanteil durch Lampen, die oranges Licht abgeben, ist ein Mittel, um die negativen Auswirkungen auf den Schlaf- Wach-Rhythmus zu reduzieren. 

  • 3% der Arbeitnehmenden gaben 1950 an, weniger als 6 Std. zu schlafen. 
  • 30 % der Arbeitnehmenden gaben 2000 an, weniger als 6 Std. zu schlafen.
  • Zweitgrösste Ursache für Verkehrsunfälle ist Schlafmangel. 
  • Wer sich abends der Lektüre auf seinem Tablet hingibt, lässt zu, dass seine Melatonin-Produktion vermindert wird, dass er später einschläft und am anderen Morgen später und unerholt aufwacht. 
  • Abendliches Kunstlicht fördert namentlich auch Schlaflosigkeit, vor allem bei betagten Personen. 
  • Die Lichttherapie wird zur Behandlung gewisser Arten depressiver Erkrankungen eingesetzt, die eine Folge von Lichtmangel sind (Vitamin D). 

Auswirkungen auf die Nahrungskette

Strassenlampen ziehen nicht nur Insekten an, sondern auch Insektenräuber und Aasfresser, die sich an den unter den Lampen verendenden Tieren gütlich tun. Die heutige Situation verändert das Verhalten ganzer Organismengruppen und beeinträchtigt die Struktur und Funktionsweise des Ökosystems. Von Lampenlicht am stärksten angezogen werden Schmetterlinge, Zweiflügler (Fliegen, Mücken), Netzflüg- ler (Ameisenlöwen, Florfliegen), Köcherfliegen, Wanzen und Käfer. Wenn sie immer rarer werden, wirkt sich das auf das Ökosystem aus, denn, ob als Larven oder ausgewachsene Tiere, stellen sie ein unverzichtbares Glied der Nahrungskette dar (als Futter für Vögel, Fledermäuse, Kleinsäuger, Raubinsekten, Amphibien und Reptilien etc.). Die allgemeine Ausbreitung künstlichen Lichts verändert die Gewohnheiten lichtflüchtiger Lebewesen, wodurch manche Gleichgewichte innerhalb eines Ökosystems umgestossen werden.

Auswirkungen zusammengefasst

Mit der Lichtverschmutzung kommt ein neues, grosses Problem auf die Erhaltung der Biodiversität zu. Die Ausbreitung von künstlichem Licht in der Umwelt führt zu verborgenen, weitgehend noch unerforschten Störeinflüssen. Bis vor kurzem wurde dieses Forschungsgebiet oft noch vernachlässigt. In Ländern wie der Schweiz gibt es heutzutage so viel Licht, dass es schwierig wird, überhaupt noch ursprüngliche Zustände der Dunkelheit zu finden, an denen man den tatsächlichen Effekt der Lichtemissionen noch untersuchen könnte. Die Auswirkungen bzw. Störungen betreffen: 

  • die grundlegenden Gleichgewichtsverhältnisse eines Ökosystems (Licht als neue Form des Selektionsdrucks)
  • die Fähigkeit eines Ökosystems, sich von einer Beeinträchtigung zu erholen, sich zu reorganisieren. Das Licht ist ein zusätzliches Hindernis auf dem Weg zur Erholung nach einem Zusammenbruch
  • die natürliche Selektion unter Lebewesen, die zu einer Selektion zugunsten lichttoleranter Arten wird
  • die Verteilung und Vielfalt der Arten
  • die Räuber-Beute-Beziehungen (Nahrungskette)
  • die Wanderungen und die Orientierungsweise von Lebewesen
  • die biologische Uhr von Lebewesen
  • die Bestäubung, die Fruchtbildung und die Verbreitung von Pflanzen
  • den Schlaf und den allgemeinen Gesundheitszustand des Menschen

Strassenbeleuchtung neu Überdenken

Wir sollten uns wieder mit dem Dunkel der Nacht anfreunden, denn es kommt unserem biologischen Bedürfnis nach Schlaf (Melatoninproduktion) entgegen. Ausserdem trägt gedämpftes Licht bekanntlich auch zu Wohlbefinden und Gemütlichkeit bei. Dass die Beleuchtung die Verkehrssicherheit erhöht, konnte wissenschaftlich nie bewiesen werden. Vielmehr wiegt die Beleuchtung die Automobilisten in fal- scher Sicherheit und verleitet sie so, die Geschwindigkeit zu erhöhen. Beleuchten nur bei Bedarf, ein zeitweiliges Ablöschen spart bis zu 50% Energie ein. Unzählige Technologien werden eingesetzt um Strom zu sparen, doch Massnahmen, um auf überflüssige Beleuchtung zu verzichten, kaum je erörtert. Für manche Gemeinden ist es klar lohnenswerter, ganz auf eine Strassenbeleuchtung zu verzichten, anstatt kostspielige Auswechslungen der Leuchtmittel vorzunehmen.

Ein historisches Denkmal, das ständig beleuchtet wird, wird letztlich abgewertet. Wird es nur bei besonderen Anlässen beleuchtet, steigert das seine Wirkungskraft und Denkwürdigkeit. In über 6000 Gemeinden in Frankreich wurde das Abschalten der nächtlichen Beleuchtung getestet. Selbst grössere französische Städte, wie Saumur (29‘000 Ew.) und Evreux (60‘000 Ew.), schalteten nach Mitternacht für einige Stunden die Beleuchtung aus.

Diese Ortschaften sparten nicht nur Strom, sie stellten auch einen deutlichen Rückgang der Graffiti-Sprühereien, Sachbeschädigungen und Ruhestörungen fest.Auch der Lärm durch hochmotorisierte Fahrzeuge nahm deutlich ab.

Gemäss einer englischen Studie hat es keinen Einfluss auf die Personenunfallrate in Kreiseln, ob es Tag oder Nacht oder ob der Kreisel beleuchtet ist oder nicht. Das Verkehrsministerium in Belgien hält fest, dass beleuchtete Strassen die Sicherheit nicht erhöhen und es durch Kollisionen mit Beleuchtungsmasten zu 35 tödlichen Unfällen mehr pro Jahr kommt. 

Empfehlungen der Wissenschaft für die Strassenbeleuchtung 

Anbringen

  • Nur beleuchten, wenn (sicherheitsbedingt) wirklich nötig.
  • Bei Sportanlagen (Fussballplätzen etc.) sollte man spätestens ab 21 Uhr auf Flutlicht verzichten. Die Sportler können auch früher trainieren.
  • Zwischen Wohnhäusern muss das Licht einschränkt werden.
  • Verzicht auf Beleuchtungen an Gewässern. 

Zeitspanne

  • Wenn immer möglich Zeitschaltuhren oder Bewegungsmelder verwenden. Je früher es dunkel wird, desto besser.
  • Auf beleuchtete Strassenschilder sollte generell verzichtet werden.
  • Verringerung der Beleuchtung sollte in einer Gemeinde 80% des heutigen Standes (2018) betragen.
  • Schaufenster sollten ein generelles Verbot für eine Nachtbeleuchtung bekommen.

Ausrichtung

  • Keine Kugellampen verwenden, deren Licht zu 85-90% in den Himmel strahlt
  • Das Licht nach unten richten (Abschirmung nach oben). 

Intensität

  • Strassenbeleuchtungen (heute oft bei 20-60lx innerorts) kann problemlos auf 4lx verringert werden.
  • Nicht-blendende Beleuchtung wählen (besser für betagte Automobilisten). 

Lichtfarben

  • Bevorzugung von customized LED (ohne Blau- oder Weisslichtanteil) oder Natriumdampflampen (oranges Licht). 
  • Technischer Aspekt 
  • Errichtung von Beleuchtungsträgern mit einer max. Höhe von 4 bis 6m, je nach Situation
  • Abstand zw. Beleuchtungsträgern: >50 m
  • Verwendung eines lichtabsorbierenden Strassenbelags, damit Lichtverschmutzung durch Reflektion vermieden werden kann. 

Lichtspektren unterschiedlicher Leuchtmittel, Natriumdampf-Niederdruck (LPS), Natriumdampf-Hochdruck (HPS) und LEDs mit unterschiedlichen Farbtemperaturen. Abbildungen der Spektren von Flagstaff Darksky Coalition (http://www.flagstaffdarkskies.org/for-wonks/lamp- spectrum-light-pollution).

Ausblick in Zukunft: LED, klar, aber…

VORTEILE 

  • LED-Lampen sind auf dem Vormarsch: sie sind hoch effizient, sparen bis zu 90% Energie ein und geben ihr Licht gezielt ab.
  • Ihre Lebensdauer liegt bei mehreren Jahrzehnten.
  • LED erreichen ihre maximale Leuchtkraft, sobald sie Eingeschaltet werden.

NACHTEILE 

  • LED haben auch einen grossen Nachteil: Sie geben viel weisses und blaues Licht ab und sind darum extrem attraktiv für Insekten.
  • Von den meisten Menschen wird ihr Licht als zu kalt empfunden.
  • Sie sind energieintensiv in der Produktion und werden aus Stoffen (Indium, Gallium) hergestellt, die nicht rezyklierbar und ausserdem auf der Erde nur in begrenzten Mengen vorrätig sind. 

Sich einsetzen

Jeder kann sich gegen die Lichtverschmutzung einsetzen. Zb indem man Leserbriefe schreibt.

Man kann sich auch mit Briefen an Behörden und Firmen engagiert. Musterbrief zum Downloaden

Webseiten

https://www.nationalgeographic.de/umwelt/2017/11/mehr-lichtverschmutzung-seit-umstieg-auf-leds

Organisation DarkSky gegen Lichtverschmutzung

Globe-Swiss unterstützt Gemeinden

Dokumente

Auswirkungen der Umwelt auf die Gesundheit Schlussbericht des BAFU mit ein paar Seiten zum Thema Lichtverschmutzung (PDF)

Grundlagenbericht Lichtemissionen im Auftrag des BAFU

Auswirkungen von kuenstlichem Licht auf die Artenvielfalt und den Mensch, BAFU

Vollzugshilfe Lichtemissionen Konsultationsentwurf des Bundes vom-12-04-2017

Beleuchtungskartierung Milan von Birdlife Aargau

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