The LED Paradox: How Light Pollution Challenges Experts to Reconsider Sustainable Lighting

In the 21st century, the notion of “sustainable lighting” is closely associated with LED technology. In the past ten years, municipalities and private light users worldwide have installed light-emitting diodes in urban spaces and public streets to save energy. Yet an increasing body of interdisciplinary research suggests that supposedly sustainable LED installations are in fact unsustainable, because they increase light pollution. Paradoxically, blue-rich cool-white LED lighting, which is the most energy-efficient, also appears to be the most ecologically unfriendly. Biologists, physicians and ecologists warn that blue-rich LED light disturbs the circadian day-and-night rhythm of living organisms, including humans, with potential negative health effects on individual species and whole ecosystems. Can the paradox be solved? This paper explores this question based on our transdisciplinary research project Light Pollution—A Global Discussion. It reveals how light pollution experts and lighting professionals see the challenges and potential of LED lighting from their different viewpoints. This expert feedback shows that “sustainable LED lighting” goes far beyond energy efficiency as it raises complex design issues that imply stakeholder negotiation. It also suggests that the LED paradox may be solved in context, but hardly in principle

Light Pollution – A Global Discussion

In recent years, artificial light at night is increasingly recognized as a multifaceted problem that is expanding on a global scale. Astronomers were the first to criticize the loss of the dark, star-filled night. In recent years, biologists, physicians, and scientists from many other disciplines have joined the protest against light pollution

Light pollution - extent, effects and approaches. TAB-Fokus

In addition to the intended effects, the increasing use of artificial outdoor lighting also entails a number of undesirable side effects referred to as light pollution. Artificial lighting can disturb the circadian rhythms of humans and animals, which are controlled by the change of day and night, and is suspected of being involved in the development of various diseases. Moreover, the increasing illumination of the night influences the natural behaviour of animals. Besides habitat changes, the consequences are ranging from changes in hunting or reproductive behaviour to the deadly attraction effect of light sources, e. g. for insects. However, the longterm consequences of these changes for entire populations, communities or landscapes are still poorly understood. Options for reducing light pollution exist both technologically and in terms of regulation and approval of lighting installations

Forschungsbericht VI: Grundlagen und Methodik der Erhebung mit Sinnesreizen in der Vermächtnisstudie

Dies ist ein Beitrag aus der Forschungsberichtsreihe zur Vermächtnisstudie. Die Vermächtnisstudie ist eine Kooperation von DIE ZEIT, infas Institut für angewandte Sozialwissenschaft und dem Wissenschaftszentrum Berlin für Sozialforschung (WZB) unter der wissenschaftlichen Leitung von Jutta Allmendinger. Befragt wurden 3.104 zufällig ausgewählte Personen im Alter von 14 bis 80 Jahren in der Bundesrepublik Deutschland. Die Befragung fand zwischen Anfang Juli und Mitte Oktober 2015 statt. Eine weitere Sonderbefragung wurde im November und Dezember 2015 zum Thema "Flucht" durchgeführt. Zwischen Mitte Juni und Mitte August 2016 wurde eine dritte Befragung der Vermächtnisstudie durchgeführt, die Teile der ersten Befragung replizierte. Die Forschungsberichte dieser Reihe dienen als Übersicht der Datenauswertungen und stellen Begleitpublikationen zum Buch "Das Land, in dem wir leben wollen" von Jutta Allmendinger dar. Allen Forschungsberichten liegen Arbeiten des gesamten Forschungsteams zugrunde. Der folgende Forschungsbericht befasst sich mit den Grundlagen und Methodik der Erhebung mit Sinnesreizen

Lichtverschmutzung - Ausmaß, Auswirkungen und Handlungsansätze. TAB-Fokus

Die zunehmende Verbreitung künstlicher Außenbeleuchtung bringt neben den beabsichtigten Wirkungen auch eine Reihe unerwünschter Nebenfolgen mit sich, die als Lichtverschmutzung bezeichnet werden. Künstliche Beleuchtung kann die durch Tag- und Nachtwechsel gesteuerte zirkadiane Rhythmik bei Menschen und Tieren stören und steht im Verdacht, an der Entstehung verschiedener Krankheiten beteiligt zu sein. Die zunehmende Erhellung der Nacht beeinflusst zudem das natürliche Verhalten von Tieren. Die Folgen reichen – neben Lebensraumveränderungen – von Änderungen im Jagd- oder Fortpflanzungsverhalten bis hin zum tödlichen Anziehungseffekt von Lichtquellen z.B. für Insekten. Die langfristigen Folgen dieser Veränderungen für ganze Populationen, Lebensgemeinschaften oder Landschaften sind noch wenig verstanden. Optionen für eine Reduzierung der Lichtverschmutzung bestehen sowohl technologisch als auch im Hinblick auf die Regulierung und Genehmigung von Beleuchtungsanlagen

Lichtverschmutzung – Ausmaß, gesellschaftliche und ökologische Auswirkungen sowie Handlungsansätze. Endbericht zum TA-Projekt

Die zunehmende Verbreitung künstlicher Außenbeleuchtung hat vielfältige Auswirkungen. Neben den beabsichtigten Wirkungen kann sie auch unerwünschte Nebenfolgen mit sich bringen. Durch künstliche Beleuchtung kann etwa der biologische Tag-Nacht-Rhythmus und damit das Gesamtgefüge des Naturhaushalts beeinflusst werden, denn Licht ist ein wichtiger Zeitgeber, an dessen natürlichen Rhythmus sich Menschen, Tiere und Pflanzen über lange Zeiträume angepasst haben. Vermutet wird auch, dass permanent oder periodisch veränderte Lichtverhältnisse durch künstliche Beleuchtung negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben können. Die langfristigen Folgen für Lebensgemeinschaften, ganze Populationen oder auch Landschaften sind jedoch noch wenig verstanden und erforscht. Vor diesem Hintergrund wurde das TAB mit einer Untersuchung zu den nichtintendierten Wirkungen künstlicher Außenbeleuchtung beauftragt. Der TAB-Abeitsbericht fasst den wissenschaftlichen Erkenntnisstand im Hinblick auf Umfang und Trends dieser Lichtverschmutzung sowie ihre wirtschaftlichen und soziokulturellen, humanmedizinischen und ökologischen Wirkungen zusammen. Auf Basis dieser Erkenntnisse und aktueller beleuchtungstechnologischer und lichtplanerischer Möglichkeiten werden Handlungsoptionen abgeleitet, die eine Verringerung der Lichtverschmutzung unterstützen können. Diese beinhalten etwa Vorschläge für Forschungs- und Förderprogramme, Mess- und Monitoringsysteme, Steuerungsinstrumente, Möglichkeiten der Entwicklung integrierter lokaler und regionaler Lichtkonzepte sowie Aspekte sinnvoller Orientierungshilfen für Bund, Länder und Kommunen zur Unterstützung planerischer und rechtlicher Angelegenheiten z.B. hinsichtlich der Bedeutung von Industrienormen für Straßen-, Gebäude- und andere Außenbeleuchtungen. Bezüglich möglicher Regulierungsansätze und Maßnahmen eines Lichtemissionsschutzes werden auch die Aktivitäten einiger europäischer Nachbarländer beschrieben, die etwa Gesetze gegen Lichtverschmutzung verabschiedet und Grenzwerte für Beleuchtungsintensitäten gesetzt haben. Inhalt Zusammenfassung 9 1 Einleitung 23 2 Umfang und Trends künstlicher Außenbeleuchtung in der Nacht 29 2.1 Methoden zur Erfassung und Messung künstlicher nächtlicher Beleuchtung 29 2.1.1 Wichtige fotometrische Messgrößen 29 2.1.2 Leuchtenkataster 32 2.1.3 Horizontale Luft- und Satellitenbildaufnahmen 32 2.1.4 Vertikale Fotografien 35 2.1.5 Messung und Simulation der Himmelshelligkeit 37 2.1.6 Einsatzmöglichkeiten der Methoden 39 2.2 Ausmaß und Variabilität künstlicher Beleuchtung in der Nacht 41 2.2.1 Ausmaß und räumliche Verteilung des nach oben emittierten Lichts 42 2.2.2 Ausmaß und räumliche Verteilung der Himmelshelligkeit 44 2.2.3 Zeitliche Veränderung der künstlichen Beleuchtung 47 2.3 Entwicklung von Lichtemissionen und Himmelshelligkeit 50 2.3.1 Veränderung der Lichtemissionen 50 2.3.2 Veränderung der Himmelshelligkeit 53 2.4 Veränderungen der Beleuchtungstechnologie und Trends in der Nutzung künstlicher Beleuchtung 54 2.4.1 Veränderungen der Beleuchtungstechnologie 55 2.4.2 Trends bei Ordnungslicht 57 2.4.3 Trends bei Gestaltung, Inszenierung und Marketing mit Licht 59 2.4.4 Zurückhaltender Umgang mit künstlicher Beleuchtung 61 3 Stand des Wissens zu den Wirkungen künstlicher Außenbeleuchtung in der Nacht 63 3.1 Wirtschaftliche und soziokulturelle Wirkungen 63 3.1.1 Wesentliche Innovationsschritte der Beleuchtungstechnik 63 3.1.2 Erwünschte Beleuchtungswirkungen 64 3.1.3 Unerwünschte Beleuchtungswirkungen 68 3.2 Humanmedizinische Wirkungen 73 3.2.1 Visuelle und nichtvisuelle Wirkungen von Licht 73 3.2.2 Biologische Grundlagen nichtvisueller Wirkungen von Licht 75 3.2.3 Humanmedizinische Wirkungen von Licht in der Nacht 77 3.2.4 Stand der wissenschaftlichen Erkenntnis zu den humanmedizinischen Wirkungen 80 3.2.5 Fazit aus humanmedizinischer Sicht 84 3.3 Ökologische Wirkungen 86 3.3.1 Wirkungen auf Pflanzen 87 3.3.2 Wirkungen auf Tiere 89 3.3.3 Wirkungen von Lichtverschmutzung im ökosystemaren Zusammenhang 106 3.3.4 Schwellenwerte zur Vermeidung negativer ökologischer Wirkungen von Lichtverschmutzung 111 3.3.5 Fazit aus ökologischer Sicht 113 4 Optionen zur Vermeidung von Lichtverschmutzung 115 4.1 Regulierung von Außenbeleuchtung 115 4.1.1 Rechtliche Regelungen in Deutschland 116 4.1.2 Weitere Instrumente zur Reduzierung von Lichtverschmutzung 121 4.1.3 Regelungen auf EU-Ebene 127 4.1.4 Regelungen in europäischen Ländern 130 4.2 Technologische Optimierung von Beleuchtungsanlagen 143 4.2.1 Notwendigkeit von Beleuchtung 143 4.2.2 Beleuchtungsintensität und Platzierung von Anlagen 144 4.2.3 Zeitliche Abschaltung öffentlicher Beleuchtung 146 4.2.4 Abschirmung und Abstrahlungsgeometrie 147 4.2.5 Spektrale Zusammensetzung 149 5 Handlungsoptionen 153 5.1 Effektivierung der Steuerungsmöglichkeiten für Außenbeleuchtung 153 5.2 Erhöhung des Bewusstseins für Lichtverschmutzung 157 5.3 Förderung von wissenschaftlicher Forschung zu den Wirkungen von Lichtverschmutzung 159 5.3.1 Forschungen zu Ausmaß und Gründen zunehmender Beleuchtung 159 5.3.2 Forschungen zu humanmedizinischen Wirkungen 161 5.3.3 Forschungen zu ökologischen Wirkungen 162 6 Literatur 165 6.1 In Auftrag gegebene Gutachten 165 6.2 Weitere Literatur 165 7 Anhang 195 7.1 Abbildungen 195 7.2 Tabellen 19

Co-design during a pandemic: the experiences of the Nachtlicht-BüHNE project in Germany

The Helmholtz Association is Germany's largest scientific organization, consisting of 18 major research centres and focused on the "grand challenges" of our times. Our "Nachtlicht-BüHNE" project should demonstrate that citizen science and co-design can play an important role within the association. In Nachtlicht-BüHNE, we are developing two apps for data submission: one to report observations of fireballs (bright meteors), and another to conduct large-scale inventories of outdoor lighting. Citizen scientists are co-designing both of the apps, and also organizing local measurement campaigns in the artificial light experiment. The pandemic has presented a challenge to the project, because it has prevented us from holding our planned face-to-face meetings. The poster will present our experiences with co-design during a pandemic, and the differing ways in which the two individual experiments have approached communication with the co-designers

Research program of the research unit "Cultural Sources of Newness"

"In this discussion paper the program of the Research Unit 'Cultural Sources of Newness' is presented. Short descriptions of currently nine projects follow. The assumption driving the research program is that newness lies at the core of innovations and emerges in cultural sources, which are analyzed as cultural configurations. The research focuses on the relevance of these cultural constellations rather than on technical or political aspects. Three kinds of processes are identified as being decisive for innovations: 1) the continuous variation of cultural forms and practices; 2) the evaluation of newness; 3) the states of tension that arise within and between cultures. The research program assumes that the interplay of these three processes determines the spectrum and spread of successful innovations. The program is organized in three empirical strands. The strands cover the spatial, interactive and temporal dimensions of cultural configurations, and the projects focus on phenomena of different orders of magnitude." (author's abstract)"Im ersten Teil wird das Forschungsprogramm der Abteilung 'Kulturelle Quellen von Neuheit' entwickelt, im zweiten Teil folgen kurze Beschreibungen von insgesamt neun Projekten. Neuheit, so die zugrundeliegende Annahme des Forschungsprogramms, bildet den Kern von Innovationen und entsteht aus kulturellen Quellen, die als kulturelle Konfigurationen analysiert werden. Die Relevanz dieser kulturellen Konstellationen für das Innovationsgeschehen - im Unterschied zu technischen oder politischen Aspekten - ist der Gegenstand der Forschung. Dabei gelten drei Prozesse als entscheidend für die Qualität und Anschlussfähigkeit von Innovationen: 1) die ständige Variation kultureller Selbstverständlichkeiten, 2) Prozesse der Bewertung als Neuheit und 3) Spannungszustände, die in und zwischen Kulturen auftreten. Das Zusammenspiel dieser drei Prozesse, so die These, bestimmt das Spektrum und die Reichweite der Innovationen. Die empirischen Felder des Forschungsprogramms sind aus der räumlichen, interaktiven und zeitlichen Dimensionierung kultureller Konfigurationen hergeleitet. In jedem der Felder untersuchen die Projekte Phänomene unterschiedlicher Größenordnung." (Autorenreferat