Beleuchtete Straßen, Plätze und Gebäude sorgen für Sicherheit im Verkehr und sind Ausdruck des modernen Lebensstils. Dass dabei ein Teil des Lichtes vom Boden reflektiert wird und in den Nachthimmel strahlt, muss eine moderne Zivilisation in Kauf nehmen. Oder nicht?
Ein Großteil der Lichtverschmutzung stammt überhaupt nicht von beleuchteten Bodenflächen. Vielmehr sind es schlecht abgeschirmte Leuchten, die direkt in den Himmel strahlen. Eine Untersuchung italienischer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler hat ergeben, dass zwischen 50 bis 90 Prozent der Lichtverschmutzung durch schlecht abgeschirmte Lampen verursacht wird, die anstelle des Bodens den Himmel beleuchten. Jedes Photon, das von einer Lampe direkt in den Himmel strahlt, geht bei der Beleuchtung des Bodens verloren. Unter Energiespar-Aspekten sollten derartige Straßenlaternen eigentlich als rückständig gelten. Im Zeitalter der digitalen Vernetzung wäre sogar möglich, dass Lampen nur dort leuchten, wo sich Menschen befinden. Ein Großteil der nächtlichen Energieverschwendung ließe sich auf diese Weise vermeiden. Entsprechende Smartphone-Anwendungen wurden bereits entwickelt, haben sich aber noch nicht durchgesetzt.
Schätzungen zufolge belaufen sich die Kosten für ineffiziente Beleuchtung alleine in den USA auf etwa eine Milliarde Dollar pro Jahr. Doch die Bedenken von Astronomen und Umweltschützern stoßen in der Politik auf taube Ohren. Lichtverschmutzung und Energieverschwendung durch künstliche Beleuchtung sind deutschland- und europaweit in den letzten Jahren noch gestiegen und dieser Trend hält weiter an. Messungen zufolge nimmt die Lichtverschmutzung in jedem Jahr um etwa zwei bis sieben Prozent zu. Gravierende Folgen ergeben sich nicht nur für die Sichtbarkeit des Sternenhimmels, sondern auch für Milliarden von Insekten, für die die Lampen zur Todesfalle werden.
Licht in der Atmosphäre
Die Reichweite künstlicher Lichtquellen ist enorm. Schlecht abgeschirmte Lampen strahlen ihr Licht vor allem in seitlicher Richtung ab; ihr Licht verbreitet sich mehr oder weniger parallel zum Boden in Richtung Horizont. Damit wird die Reichweite einer Lampe theoretisch nur durch die Erdkrümmung begrenzt. Bis ein seitlich abgestrahltes Photon in fünf Kilometern Höhe auf ein Teilchen der Atmosphäre trifft, kann es bis zu 200 Kilometer weit geflogen sein. Von dort aus fliegt es nochmals 200 Kilometer weiter und erreicht schließlich das Auge eines Betrachters des Sternenhimmels. Ein wirklich dunkler Standort liegt daher mindestens 400 Kilometer vom nächsten Dorf entfernt, womit sich ein Umkreis mit einem Durchmesser von 800 Kilometer ergibt, in dem keine künstliche Lichtquelle liegen sollte. Entsprechende Orte finden sich nur in Wüstenregionen und auf den Weltmeeren.
Standorte zum Sterneschauen
Die Kriterien für einen geeigneten Beobachtungsstandort zum Sterneschauen sind allerdings nicht ganz so streng anzusetzen. In der Praxis kommt nämlich noch ein anderer Faktor ins Spiel: das sogenannte Airglow bzw. Nachthimmelsleuchten. Hierbei handelt es sich um eine Art natürliche Lichtverschmutzung. Wer in einer klaren Nacht in die Sterne schaut, wird feststellen, dass sich Silhouetten, z. B. von Bäumen oder von der eigenen Hand, dunkel vom Sternenhimmel abzeichnen. Der Himmel ist nicht vollkommen schwarz. Grund dafür sind chemische Vorgänge in den äußersten Schichten der Atmosphäre in etwa 90 bis 300 Kilometer Höhe. Da der Nachthimmel also ohnehin nicht völlig dunkel ist, kann bereits ein Ort, der 200 Kilometer von der nächsten Siedlung entfernt liegt, als frei von Lichtverschmutzung gelten. Mit bloßem Auge erkennt man von dort aus unter optimalen Bedingungen etwa 3.000 Sterne. In den meisten Regionen Deutschlands sind allerdings nur einige Hundert Sterne sichtbar. Und im Zentrum von Großstädten schrumpft die Anzahl der erkennbaren Sterne auf magere 50. Wie viele Sterne man am Himmel sehen kann, hängt neben künstlichen Lichtquellen auch von der Meereshöhe des Betrachters und von der Wetterlage ab. Denn künstliche Lichtquellen stören bei der Himmelsbeobachtung nur deshalb, weil das Licht von Teilchen der Atmosphäre reflektiert und zurück zum Erdboden geworfen wird. Ohne Atmosphäre, zum Beispiel auf dem Mond, gäbe es auch keine Lichtverschmutzung. Je höher ein Beobachtungsstandort gelegen ist, desto geringer sind die Auswirkungen künstlicher Lichtquellen. Ein Ausflug ins Gebirge lohnt sich insbesondere an dunstigen Tagen, an denen sich viel Feuchtigkeit oder viele Staubteilchen in der Atmosphäre befinden. Ist die Luft hingegen besonders klar, wirkt sich dies vor allem auf Meereshöhe positiv auf die Sichtbarkeit der Sterne aus.
Dunkelheit messen
Ort tatsächlich ist, verwendet man spezielle Geräte, sogenannte Sky Quality Meter (SQM). Sie bestimmen die Helligkeit des Himmels in der Einheit mag/arcsec2. Das heißt, diese Geräte geben an, wie viel Licht von der winzigen Himmelsfläche einer Quadratbogensekunde abgestrahlt wird. An den besten Beobachtungsstandorten der Welt und unter idealen atmosphärischen Bedingungen beträgt dieser Wert etwa 21,9. Je höher der Wert, desto dunkler der Himmel, wobei ein Himmel mit einer Helligkeit von 21,8 in etwa doppelt so dunkel ist wie ein Himmel mit einer Helligkeit von 21,0.
In den dunkelsten Gegenden Deutschlands konnten unter idealen atmosphärischen Bedingungen bereits Werte von 21,8 mag/arcsec2 gemessen werden, was dem theoretisch dunkelsten Himmel bereits sehr nahe kommt. Allerdings wurden diese Werte im Zenit ermittelt, dem höchsten Punkt des Himmelszeltes. In Horizontnähe machen sich fast überall in Mitteleuropa die Lichtkuppeln von Städten bemerkbar. Selbst wer an der Nordseeküste steht und nachts aufs offene Meer hinausschaut, wird dort keinen dunklen Horizont vorfinden. Überall zeichnen sich Lichtkuppeln ab: von Schiffen, Windparks und fernen Bohrinseln. Und sogar am Observatorium der Europäischen Nordsternwarte auf der Kanareninsel La Palma ist der Himmel nicht vollkommen frei von Lichtverschmutzung: Richtung Osten macht sich die Lichtglocke der Nachbarinsel Teneriffa bemerkbar – und das, obwohl die Insel 150 Kilometer entfernt liegt.
Der von einem Sky Quality Meter ermittelte Messwert liefert einen guten Anhaltspunkt, um die Dunkelheit des Nachthimmels an einem bestimmten Standort zu ermitteln. Allein darauf verlassen sollte man sich nicht. SQM-Werte hängen stark vom Staub und Dunst in der Atmosphäre ab, von dünnen Schleierwolken, vom Stand der Milchstraße, von der Intensität des Nachthimmelsleuchtens und von der Genauigkeit des Messgerätes. Um einheitliche und f lächendeckende Werte für den Grad der Lichtverschmutzung zu ermitteln, haben italienische Astronomen Daten von Erdbeobachtungssatelliten ausgewertet. Sie zeigten, dass mehr als 99 Prozent der Bevölkerung Europas unter lichtverschmutztem Himmel lebt und 60 Prozent die Milchstraße nicht mehr sehen können.
Pröschold, Bernd
Bernd Pröschold reist seit vielen Jahren um die Welt, um den Sternenhimmel zu fotografieren. Seine Fotos
und Zeitraffer-Videos fanden Eingang in zahlreiche TV-Produktionen, darunter „Quarks & Co“. Im Herbst 2017 würdigte ARTE seine Arbeit mit der Dokumentation „Expedition Sternenhimmel“.
Weitere Informationen
Nützliche Tipps zum effizienten Umgang mit Beleuchtung finden sich bei der Fachgruppe Dark Sky de
Vereinigung der Sternfreunde:
www.lichtverschmutzung.de
Weltatlas der Lichtverschmutzung
