Valgusreostuse pikaajaliste muutuste uurimine Tallinnas ja valgusreostuse hetkeseisu määramine Eestis

Transcription

1 Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Valgusreostuse pikaajaliste muutuste uurimine Tallinnas ja valgusreostuse hetkeseisu määramine Eestis Aruanne Tallinn 2012

2

3 Eessõna Inimene vajab valgust päeval ja pimedust öösel. Ainult päevast jääb siiski tihti väheseks ning seetõttu leiutas inimene kunstvalguse, mis aitab pimedust eemale peletada ja olla aktiivne. Inimene õppis tehisvalgust aina rohkem kasutama. Nüüdseks on maailm jõudnud olukorda, kus kunstvalgust kasutatakse palju rohkem, kui vaja. Kui see üleliigne valgus mõjutab inimesi, muudab elusloodust ja raiskab loodusvarasid, siis nimetatakse seda valgusreostuseks. Kummalisel kombel ei pane inimene seda isegi tähele. Kuna iga asi saab siin maailmas kord otsa, nii ka valgus, siis peaks inimene suhtuma selle tarbimisse vastutustundlikult. Valgusreostuse mõõtmise idee sündis Tallinna Tähetornis juba aastaid tagasi. Sel ajal olid esimesed valgusreostust piiravad seadused mitmetes Euroopa riikides juba olemas ja oodati nende levimist kõikidesse Euroopa Liidu riikidesse. Paraku pole eriti kiireid arenguid selles osas toimunud ja pigem on valgusreostuse probleem järjekindlalt süvenenud. Seetõttu kutsusime ellu selle projekti, mille eesmärgiks oli pilootuuringu käigus määrata kindlaks Eesti valgusreostuse seis ning innustada avalikkust ja vastavaid ametiasutusi selle probleemiga rohkem tegelema. See projekt sai teoks tänu Keskkonnainvesteeringute Keskuse toetusele, mida viis ellu Tallinna Tehnikaülikool. Oleme väga tänulikud ka teistele abilistele ja koostööpartneritele, kes lõid kaasa selles projektis. Soovime jõudu kõigile isikutele, kes töötavad selle nimel, et valgust kasutataks targalt ja säästlikult. 3

4

5 Sisukord Eessõna 3 Sissejuhatus 13 1 Valgusreostusest üldiselt ja valgusreostust käsitlev seadusandlus Probleemi olemus Astronoomiline valgusreostus Ökoloogiline valgusreostus Valgusreostuse hetkeolukord Eestis Välisvalgustus Valgusallika kvaliteet Valgustid (armatuurid) Valgustussüsteemi energiatõhustamine Välisvalgustuses kasutatavad valgusallikad Välisvalgustusega seotud õigusaktid, normid, direktiivid, standardid ja seadused Välisõhu kaitse seadus Keskkonnaseadustiku üldosa seadus Standardid EVS-EN 12665:2005 ja 2011, Valgus ja valgustus, Põhioskussõnad ja valgustusnõuete valiku alused EVS-EN :2007, Töökohavalgustus, osa 2: Välistöökohad EVS-EN :2007, Teevalgustus, Osa 2: Teostusnõuded ME- ja MEW- valgustusklassid CE-valgustusklassid S-, A-, ES- ja EV-valgustusklassid Välisvalgustuse regulatsioonid kohalike omavalitsuste tasemel Välisvalgustus Tallinnas Tallinna linna teevalgustusnormid [8] Tallinna linna välisvalgustuse suunad aastateks Tallinna säästva energiamajanduse tegevuskava aastateks Tegevussuunad Tallinna pargivalgustuses Tegevussuunad Tallinna vanalinna tänavate valgustamisel LUCI Mida on valitsus ette võtnud? Välisvalgustussüsteemide kaasajastamise projekt Pärnu Tartu Rakvere

6 Haapsalu Viljandi Valgusreostus ja sellega seotud õigusaktid mujal maailmas Euroopa liit Hispaania Itaalia Austraalia Kanada USA Soome T²ehhi T²iili Saksamaa Sloveenia Poola Prantsusmaa Suurbritannia Valgusreostuse seadusandluse vajadusest Eestis Valgusreostuse mõõtmised, metoodikad ja hetkeolukorra kaardistamine Valgusreostuse põhjused Valgusreostuse tagajärjed Valgusreostuse vältimine Valgusreostuse mõõtmine Valgusreostuse mõõtmismeetodid ja töö metoodika Visuaalsed mõõtmismeetodid Fotograalised mõõtmismeetodid Fotomeetrilised mõõtmismeetodid Spektraalsed mõõtmismeetodid Valgusreostuse mõõtmine Eesti tingimustes Valgusreostuse modelleerimine Projekti raames tehtud tööd Eesmärgid Eesti valgusreostuse kaardistamine Kaardistatud alad Mõõteseade SQM Koordinaatide ja aja mõõtmine Andmete töötlemine Andmete ltreerimine Kahe- ja kolmemõõtmiliste teekonnakaartide koostamine Suurendatud taevaheledusega alade identitseerimine Reostatud alade suuruse ja reostuse taseme määramine Andmete analüüs Reostuse kaardi koostamine Kommentaarid kaardile Vajalikud meetmed täpsuse tõstmiseks Seos asustatud punkti rahvaarvu ja valgusreostuse vahel Kasutatud andmed ja mudel Tänavavalgustuse väljalülitamise eksperiment Eksperimendi planeerimine ja läbiviimine Eksperimendi tulemused Reostuse pikaajalise trendi uurimine Tallinnas

7 2.11 Valgusreostuse mõõtmised kseeritud punktis Taevafooni heleduse mõõtmine Tallinna Tähetornis aastal Tulemused Valgusreostuse alased ettepanekud Üldhinnang valgusreostuse hetkeolukorrale Esmased meetmed valgusreostuse vähendamiseks Üldised valgusreostuse piiramise põhimõtted Konkreetsed ettepanekud valgusreostuse piiramiseks Valgustusseadmed Valgustatavad objektid Valgustusreºiimid Erikaitsetsoonid Välisvalgustuse kooskõlastamine ja järelvalve Kokkuvõtted tehtud töödest Mõisted Seadused Mõõtmised Ettepanekud Valgusreostuse probleemi tutvustamine Projekti eesmärkide täitmine Muud tegevused ja tulemused Lisad Aruandes kasutatud mõõtühikud Fotomeetrilised ühikud Radiomeetrilised ühikud Astronoomilised ühikud Põhioskussõnad ja terminid Pealetükkiv või häiriv valgus Taeva helendus Räigus Pimestusräigus, füsioloogiline räigus Diskomforträigus, psühholoogiline räigus Loorpeegeldus Valguse üleskiirguv osa (ULR - upward light ratio) Valguse allapoole kiirguv osa (DLR - downward light ratio) Eesti standardid Välisvalgustuses kasutatavad valgusallikad Hõõglambid Halogeenlambid Fluorestsentslambid Luminofoorlambid Madalarõhu naatriumlambid Kõrgrõhuelavhõbeda lambid Metallhaliid ehk halogeniidlambid Kõrgrõhunaatrium lambid LED-lambid Valgusreostusega seotud organisatsioonid Valgusreostuse hindamise juhend

8 5.6.1 Visuaalsed vaatlused Kuidas teostada? Mõõtmised seadmega SQM Kuidas teostada? Soovitused Protokoll Protokollide näidised Taevaalade kaardid

9 Joonised 2.1 Skotoopiline ja fotoopiline nägemine Lohe tähtkujus IMO (International Meteor Organization) poolt rakendatav mõõtmisväli nr Pimeda taeva heleduse erinevate mõõtühikute võrdlus Näide kaardist, mida on võimalik kasutada tähtede loenduse puhul GLOBE at night 6 m ja 7 m võrdluskaardid Eri ltrite läbilaskekõverad Erinevate lampide spektrid Mõõteseadme SQM valgustundlikkuse kõver D teekonnakaari näide (qg _2d.eps) D teekonnakaardi näide (qg _3d.eps) Valgusreostuse kaart Seos rahvaarvu ja valgusreostuse vahel Esimene eksperiment: 29. august Teine eksperiment: 18. september Ära on märgitud Saku ja Jüri asukohad Aastatel määratud taevafooni väärtused (must)ja lineaarne trend (punane)) Näide fotomeetrilisest lindist (30. sept 1969) Taevafooni heledus Tallinna Tähetornis. Mõõtmised on tehtud moditseeritud SQM-ga Vaade Tallinna Tähetornist 1960-te aastate keskel Vaade Tallinna Tähetornist 10. augustil Moditseeritud SQM Tallinna Tähetorni rõdul Visuaalsete vaatluste protokolli näidis Seadmega SQM tehtud vaatluste protokolli näidis Piirtähesuuruse määramiseks sobivad taevaalad. Põhialad on tähistatud kollasega ja abialad helesinisega Põhiala 1 - Kassiopeia (Cas) tähtkuju, tähed heledusega kuni 5 ṃ Põhiala 1 - Kassiopeia (Cas) tähtkuju, tähed heledusega kuni 7 ṃ Põhiala 2 - Väikese Vankri (UMi) tähtkuju, tähed heledusega kuni 5 ṃ Põhiala 2 - Väikese Vankri (UMi) tähtkuju, tähed heledusega kuni 7 ṃ Põhiala 3 - Veomehe (Aur) tähtkuju, tähed heledusega kuni 5 ṃ Põhiala 3 - Veomehe (Aur) tähtkuju, tähed heledusega kuni 7 ṃ Põhiala 4 - Suure Vankri (UMa) tähtkuju, tähed heledusega kuni 5 ṃ Põhiala 4 - Suure Vankri (UMa) tähtkuju, tähed heledusega kuni 7 ṃ Abiala 1 - Keefeuse (Cep) tähtkuju, tähed heledusega kuni 5 ṃ Abiala 1 - Keefeuse (Cep) tähtkuju, tähed heledusega kuni 7 ṃ Abiala 2 - Kaksikute (Gem) tähtkuju, tähed heledusega kuni 5 ṃ Abiala 2 - Kaksikute (Gem) tähtkuju, tähed heledusega kuni 7 ṃ Abiala 3 - Perseuse (Per) tähtkuju, tähed heledusega kuni 5 ṃ

10 5.17 Abiala 3 - Perseuse (Per) tähtkuju, tähed heledusega kuni 7 ṃ Abiala 4 - Karjase (Boo) tähtkuju, tähed heledusega kuni 5 ṃ Abiala 4 - Karjase (Boo) tähtkuju, tähed heledusega kuni 7 ṃ

11 Tabelid 1.1 presentation 4th ISDSP [56] Turvaruumide valgustamise piirangud Keskkonna tsoonid Välisrajatiste valgusreostuse piirväärtused (tavavaatlejad) Välisrajatiste valgusreostuse piirväärtused (liiklejad) Mõõtmisväli nr. 1 (Dra) Seos rahvaarvu ja reostuse vahel - linnad Seos rahvaarvu ja reostuse vahel - alevid ja külad Seos rahvaarvu ja reostuse vahel - alevid ja külad (algus eelmisel leheküljel) Taeva seniitheleduse sõltuvus pilvisusest. Viimsi, Pärtli tee, a

12

13 Sissejuhatus Antud aruanne sisaldab projekti Valgusreostuse pikaajaliste muutuste uurimine Tallinnas ja valgusreostuse hetkeseisu määramine Eestis käigus kogutud mitmesugust valgusreostuse alast materjali, andmeanalüüsi tulemusi, hinnanguid valgusreostuse probleemide kohta Eestis ja tehtud ettepanekuid olukorra muutmiseks. Kuna valgusreostus on Eestis veel üsna uus mõiste, selle kohta puudub emakeelne kirjandus ja ei teata selle tekke põhjuseid, siis on antud aruande üks eesmärkidest pakkuda harivat materjali valgusreostuse põhjuste ning tekkeviiside kohta. Projekt oli orienteeritud peamiselt valgusreostuse olukorra kaardistamisele Eestis ( ), aga püüti ka võrrelda Tallinna valgusreostuse olukorda aastakümnete taguse ajaga. Koguti mitmesugust materjali teiste riikide valgusreostust piiravate seaduste kohta. Lisaks on välja pakutud olukorda parandavaid meetmeid. Esimene peatükk teeb ülevaate välisvalgustusega seotud normide ja piirangute kohta. Valgusreostuse kahjulikkust on mõistnud paljud riigid ja nii leiab neist riikidest vastavaid seaduseid. Samuti leiab ka Eestis esimesi edusamme valgusreostuse keelustamise suunas. Antud seaduste mõte ei ole vähendada inimeste heaolutunnet, tekitada igale poole pimedust, vaid suunata valgust pigem sinna, kus seda vajatakse ja vältida valguse otstarbetut kasutamist. Eesti seadused võimaldavad käsitleda valgust ühe reostuse liigina. Energia säästmise vajadusest saadakse aru ja selle nimel on jõutud samuti lähemale valguse targemale kasutamisele. Samuti tegeleb valgusreostusealase teavitustööga lugematu hulk organisatsioone üle maailma. Teine peatükk annab ülevaate erisuguste valgusreostuse mõõtmisandmete kogumisest, analüüsist ja tulemustest. Kõige huvitavam oli kahtlemata 40 aasta tagust valgusreostuse olukorda Tallinnas võrrelda tänapäevase olukorraga. Mahukaim töö seisnes välimõõtmiste teostamises. Mõõtmiste eesmärgiks oli kindlaks määrata peamiste magistraalteede äärde jäävate asulate valgusreostust. Need andmed on lisatud kaardile. Analüüsi tulemusel oli võimalik tuvastada valgusreostuse peamised tegurid. Lisaks viidi läbi tänavavalgustuse väljalülitamise eksperiment Sakus, et uurida tänavalaternate mõju taevale. Kolmandas peatükis tehakse ettepanekud valgusreostuse olukorra muutmiseks, edasisteks täpsemateks uuringuteks, mida saab kasutada nii seaduseandja, projekteerija kui ka valgusreostuse vähendamisest huvitatud tavakodanik. Valgusreostuse tõttu kaotab Eesti riik aastas suure koguse maavarasid ning raha ja tekib palju ohtlikke jäätmeid rääkimata ulatuslikest mõjudest elusloodusele ja tähistaeva kadumisele, mistõttu on vaja kõigil midagi ette võtta. Lisaks on tehtud detailsed ettepanekud seadusandjale, mida on võimalik kasutada lähtematerjalina Eesti valgusreostuse seaduse koostamisel. Neljas peatükk võtab kokku projekti olulisemad tulemused ning teeb ülevaate muude projektiga seotud eesmärkide täitmise kohta. Sellele järgnevad lisamaterjalid, mis võivad olla praktiliseks abivahendiks valgusreostuse probleemidega tegelejale. Valgusreostuse visuaalsete vaatluste juhend sobib näiteks õpilaste laboratoorseks tööks. Kui antud aruande või valgusreostuse kohta tekib rohkem küsimusi, siis võib pöörduda projekti kontaktisiku Mario Marsi poole. Samuti võib teha seda juhul, kui soovitakse konsultatsioone valgusreostuse ennetamiseks ja vähendamiseks, koolitusi või teha sellealast koostööd. 13

14

15 1. Valgusreostusest üldiselt ja valgusreostust käsitlev seadusandlus Probleemi olemus Valgusreostus on paljudele inimestele nn uussõna. Seda sõna ei leia isegi sõnaraamatust ja ilmselt mitte ka entsüklopeediast. Kui kuuleme sõna reostus või saaste, siis mõtleme tihti õlireostusele, õhu-, vee- ja mürareostusele või tuumajäätmetele. Kuid reostus valguse poolt - mis see veel on? Vastavalt uue keskkonnaseadustiku üldosa seadusele on valguskiirgus saasteallikas [4]. Valgusreostus ehk valgussaaste on soovimatu kunstlik valgus, mis häirib ja/või mõjutab loomi, loodust ja inimesi negatiivselt. Valgusreostus on lai mõiste, mis viitab mitmetele probleemidele, mis kõik on tingitud kunstliku valguse ebaefektiivsest ja tarbetust kasutamisest. Selleks võivad olla tänavavalgustid, aiavalgustid, valgustatud reklaamplakatid ja sildid ning teevalgustus, mis on halvasti projekteeritud, varjestatud või suunatud otse taevasse. Kuid valgusreostus on ka see kui tänavalaternatelt tulev valgus paistab otse magamistuppa või kui ere valgus väljub ettevõtete ja tööstuste territooriumilt ümbruskonda. Halvemal juhul pimestab halvasti kasutatud valgus liiklejaid ning väheneb ohutus. Samuti on oht mõjutada valgusega loomi, linde ja taimi, mistõttu saab häiritud kogu elusloodus. Valgusreostust on laias laastus kahte eri liiki. Nendeks on astronoomiline ja ökoloogiline valgusreostus Astronoomiline valgusreostus Astronoomilist valgusreostust iseloomustatakse eelkõige taeva heledusega ja öötaeva uurimiste halvendamisega või võimatuks muutmisega [36]. Taevaheleduse loomulikul osal on viis allikat: peegeldunud päikesevalgus Maalt ja Kuult, nõrk õhukuma atmosfääri kõrgemates kihtides, peegeldunud päikesevalgus planeetidevaheliselt tolmult, tähevalgus atmosfääris ja taustavalgus lähematelt tähtedelt ja udukogudelt. Kõige suuremal määral suurendab taevaheledust just kunstlik valgus. Välisvalgustitest tulenev valgus, mis kiirgub otse taevasse või peegeldub maapinnalt, hajutatakse tolmu ja gaasi molekulide poolt atmosfääris, tekitades helendava taevafooni. See vähendab visuaalselt nähtavate taevatähtede arvu. Taeva heledus on väga varieeruv, mis sõltub ilmastikutingimustest, tolmu ja gaasi kogusest atmosfääris, taevasse suunatud valguse võimsusest ja suunast, kus seda vaadeldakse Ökoloogiline valgusreostus Ökoloogiline valgusreostus viitab teatud tüüpi valgusreostusele, mis muudab loomulikke valguse reþiime maismaa- ja veeökosüsteemides [36]. Ökoloogilise valgusreostuse allikad on valgustatud hooned ja tornid, tänavavalgustus, valgustus laevadelt, turvavalgustus, sõidukite tuled ja isegi veealuste uurimislaevade tuled, mis kõik võivad häirida ökosüsteeme erineval määral. Loomadel või lindudel võib tekkida orienteerumise probleeme pealtükkiva valguse tõttu, mis põhjustab nende ebatavalist käitumist [28]. 15

16 Valgusreostusega raisatakse ka tohutult energiat. Kirjanduse andmetel läheb 25-60% kogu inimkonna poolt kasutatud valgusenergiast raisku [27]. Seega valgusreostusega kaasnevateks põhiprobleemideks on: energia ja loodusvarade raiskamine, negatiivne mõju inimeste ja loomade tervisele, kahjulikud mõjud kogu ökosüsteemile ning tähistaeva kadumine Valgusreostuse hetkeolukord Eestis Valgusreostuse teema on Eesti jaoks suhteliselt uus, sest seniajani pole valgusreostuse tekkimisele ning selle tagajärgedele suuremat tähelepanu pööratud. Enamasti on valgusreostuse tekkimine tingitud kas inimeste teadmatusest või harjumusest. Samuti puuduvad Eestis kahjuks ka vastavad regulatsioonid või normid, mis piiraksid liigvalgustamist (vt pikemalt allpool). Sageli ei ole välisvalgustust rajatud otstarbekalt, pole välditud valguse kiirgumine ebavajalikes suundades, muuhulgas on levinud alt ülespoole suunaga valgustid ja väga tavaline on hoonetesse või kruntidele kiirguv häiriv valgus [27]. Kõige suuremaks valgusreostuse põhjustajaks on tänavate, teede, parklate ja tööstuste valgustid. Teadlaste poolt on hinnatud, et kuni 50% kogu valgusereostusest on põhjustatud sõidutee valgustamisest [Shaik, 1995]. Silmatorkav on ka fassaadi ja monumentide ning teiste kultuuriobjektide valgustus, kus kiputakse üle valgustama. Samuti valgustatakse neid alt üles või horisontaalsuundades. Paljud inimesed on hädas häiriva valgusega, mis pärineb aknasse suunatud välisreklaami valest valgustamisest (liiga hele, vilkuv jms) või naaberkrundilt tuleva ülemäärase ja ereda proþektori valgusest. Valitseb ka mõtteviis, et mida valgem on territoorium, seda turvalisem ja ohutum. Tavaline on olukord, kus tänavaäärsete alade (parklad, tööstused, sadamad, raudtee) valgustid või ka autode laternad pimestavad liiklejaid, mistõttu väheneb ohutus [26]. Suurte kasvuhoonete nagu näiteks Luunja valgustuse pärast on hädas nii ümbruskonna elanikud kui ka astronoomid, sest üliintensiivne valgustus ja katteta kasvuhooned häirivad inimeste rahu ja raiskavad energiat taeva valgustamisega. Luunja kasvuhoonete valgustusele kulub aastas MWh elektrienergiat, mis on võrdne kogu Tartu linna omaga [26]. Valgusreostuse üle kurdavad tihti ka kesklinna piirkondadesse kodu ostnud inimesed [23]. Mis puudutab tänavalampe, siis need ei ole enamasti valgusreostuse vabad kas on valesti ja ebaotstarbekalt paigaldatud ja/või kasutatakse mittesäästlikke ja halbade fotomeetriliste omadustega ning tehniliste parameetritega lampe. Eestis on kasutusel palju vanu suurevõimsuselisi ja madala valgusviljakusega välisvalgusteid, mis on kaotanud ka oma peegeldusomadused [27]. Seda näeb peaaegu kõigis asulates, kus valgustatud on nii majade fassaadid, teeäärsed alad, taimed kui ka hoonete katused, kuid tee on pime. Samuti on paljudes kohtades tänavatel ja maanteedel liiga palju lampe (näiteks Puurmani viadukt, Risti renoveeritud teelõik, Tallinna ja Tartu ringteed), mille otstarbekus on küsitava väärtusega. Liiklusohutust ei aita suurendada ka olukord, kus asulavälistel teedel valgustatakse hästi üksikuid renoveeritud ristmikke, kuid maantee on valgustamata ja tihti ka nõuetekohaselt tähistamata. Uuendamist või väljavahetamist vajavad paljud aastakümneid tagasi rajatud välisvalgustussüsteemid, mida iseloomustab tehniline mahajäämus ja madal energiakasutuse efektiivsus. Kahetsusväärne on see, et ka uued teedele paigaldatavad valgustid tekitavad valgusreostust. Teatud juhtudel vastavad lambid kaasaja nõuetele, kuid neid paigaldatakse nii, et suur osa valgust kulub kraavide valgustamiseks (Mäo) Välisvalgustus Välisvalgustusel on oluline roll pimedal ajal tagada turvaline, ohutu ning mugav nähtavus tänavatel, teedel ja muudel valgustamist vajavatel aladel. Tänava ja teevalgustuse eesmärk on aidata liiklejaid (enamasti jalakäijaid) märgata ja peatuda takistuste ees 16

17 teel enne, kui juhtub õnnetus. Kõrge valgustugevus annab lühema reaktsiooniaja. Kõige ohtlikum situatsioon on vastutulevad liiklejad. Valgustatud teelõik aitab vähendada räigust (pimestamist) autotuledest. Räigust mõjutavad ka valgustuspunkti kõrgus, kaugus ja valgusti valgusjaotus, kuid samuti ka valgustava pinna valgustustase (valgustugevus) ja ühtlus. Kõrge paigalduskõrgus valgustab suuremat ala, teeb valgustuse ühtlasemaks ja vähendab räigust ja valgustustase (valgustugevus) väheneb. Suurematel kõrgustel võib vähem valguspunkte kasutada ja paigutada need sõiduteest kaugemale. Tüüpilised kõrgused on: 4 m (jalakäija- ja jalgrattateed), 6 m (elamurajooni tänavatel); 8 m (juurdesõiduteed) ja m (magistraalteed) [64]. Välisvalgustuse planeerimisel tuleb mõtelda ka sellele, et valgusti on kõige kõrgemate püsikuludega vahend ohutuse tagamiseks. Enamasti on turvalise liikluskorralduse garantiiks tähistatud sõidurajad, helkuritega varustatud tähised, liiklusmärgid (mitte ajutised liiklusmärgid), reguleeritud ristmikud jne Valgusallika kvaliteet Valgusallika kvaliteeti deneeritakse erinevate mõistetega [63]: Valgusviljakus: Selgetel (klaarid) valgusallikatel on kõrgem valgusviljakus, kui mattidel valgusallikatel. Kõrge valgusviljakus on tähtis sellepärast, et saavutada energiatõhusus. Värviesitus, värvustemperatuur ja spekter: Värviesitus on lambi võime reprodutseerida erinevate objektide värve lambivalguses. Hea värviesitus toimib kui kuritegevuse ennetus, kuna see võimaldab näha värve ja tunda ära nägusid jne. Värviesitus antakse Ra indeksina (Colour Rendering Index). Parim Ra indeks (Ra = 100) on päevavalgusel ja hõõglambil. Kõige halvem on kui Ra = 0. Värvustemperatuur antakse Kelvinites - see on näitab, kas valgusallikal on soe või külm valgus. Mida külmem valgusvärv (sinisem) seda kõrgem temperatuur. Hõõglambil on värvustemperatuur 2700 K ja päevavalgusel 6000 K. Valgusspekter esitatakse kõverate või ribagraakutega valgusallika jaotust erinevatel lainepikkustel (värvid). Hea värviesitusega valgusallikal on valgus nii punases, rohelises kui ka ja sinises spektris. Eluiga, valguskaotus: Valguskaotus on osa valgusallika esialgsest valgusvoost, mis on langenud teatud põlemisaja jooksul. Kõik valgusallikad kaotavad valgust oma eluea jooksul. Kemikaalide sisaldus: Valgusallikad koosnevad mitmetest keemilistest ainetest. Valgusallikad võivad sisaldada elavhõbedat, pliid ja kroomi, mis on keskkonnakahjulikud ained. Nendest tähelepanuväärsem on elavhõbe, mis on väga mürgine ja peale selle bioakumuleeruv, mis tähendab, et see võib imenduda ning koguneda organismi. Valgusallikad on varustatud WEEE direktiiviga, mis tähendab, et tootjad vastutavad selle eest, et on olemas kindel jäätmekäitlemise süsteem. Samuti on valgusallikad varustatud RoHS direktiiviga, mille läbi keelatakse kasutada elevhõbedat, kaadiumi, pliid jne. elektri ja elektroonika toodetes [50, 51] Valgustid (armatuurid) Valgusti on valgustussüsteemi tähtis osa, kui tahetakse optimeerida valguse kvaliteeti ja minimeerida valgusreostust. Valgusti võib olla varustatud reektoriga (peegeldiga), mis suurendab heledust ning reektori kuju ja pind määravad ära valguskiire suuruse ja sümmeetria. Pimestuskaitse peab kuuluma valgusti juurde selleks, et anda pehmemat valgust. Kõrget energiatõhusust tagab valguskadude puudumine. Valgustid, mis on varustatud sisemiste reektoritega, vähendavad ülespoole kiirguvat puistevalgust (ULR) [63]. Valgustid, mis tekitavad valgusreostust, ei ole soovitav kasutada mitmel põhjusel [64]: Madal valgustuskvaliteet: vähem kasulikku valgust, valgusräiguse allikas (pimestamine), mis häirib rohkem ümbruskonda 17

18 Kõrged käitluskulud: Suur energiatarbimine, kuna valgus läheb raisku Keskkonnamõju: keskkonna saastamine valgusega ja üleliigse energia tarbimisega. Negatiivne mõju loomadele, näiteks nahkhiirtele. On olemas 4 tüüpi valgusteid (armatuure) Täielikult varjestatud (cut-o): see tähendab, et valgusti garanteerib, et valgus on suunatud alla, see ei luba valgust üle 90 ja ei emiteeri rohkem kui 10% kogu valgusvoost kõrgemal kui 80. Selline valgusti vähendab oluliselt häirivat valgust, valgusreostust ja räigust. Varjestatud: valgustugevus moodustab kõige rohkem 2,5% kogu valgusvoost, mis läheb üle 90 kraadi. Osaliselt varjestatud: valgustugevus moodustab kõige rohkem 5% kogu valgusvoost, mis läheb üle 90 ja 20% üle 80 Varjestamata: piirangud puuduvad ülespoole suunatud valgusele. Et vähendada valgusreostust näiteks pimestamist (valgusräigust) tuleks kasutada varjestatud valgusteid. Peale selle peaks valgustust projekteerima nii, et nii suur osa valgusest kui võimalik oleks liiklusega piirkondades kasulik. Teine lahendus valgusreostuse vähendamiseks on kasutada liistakuid. Valgustit eksponeeritakse erinevate parameetritega, mis mõjutavad selle eluiga nagu näiteks temperatuur, tolm, õhusaaste, putukad [64] Valgustussüsteemi energiatõhustamine On olemas mitmeid võimalusi, et energiatõhustada olemasolevaid valgustussüsteeme, näiteks: Tsentraalne hämardamine Valgusti vahetus, tõhusamad peegeldid (reektorid) Valgusallikate vahetus Teatud hulga valgustite/postide harvendamine Optimeerida valguse sisselülitamise ja väljalülitamise aegu [63, 64]. Hämardamine võib kaasa tuua energia kokkuhoiu %. Investeering tasub ära 2-4 aastaga. Hämardamine tähendab valgusallikate pikka eluiga. Hämardamine võib toimuda sõltuvalt liikluskoormusest, ilmast, lambi valgusest tee või tänava peal. Tee ja tänavavalgustuses eksisteerivad tavalised gaaslahenduslambid, kuigi esineb ka induktsioonlampe ja dioode. Teevalgustuses on sobilikud kõrgrõhunaatriumlambid, kui soovitakse saada efektiivsust ja usaldusväärsust, samal ajal, kui värviesitus ja -temperatuur on teisejärgulised. Linnavalgustuses - elamutänavad, pargid ja turud on teised nõuded, seal värviesitus ja -temperatuur on tähtsad. 18

19 1.0.9 Välisvalgustuses kasutatavad valgusallikad [10, 15, 1820, 33, 36] Hõõglambid alates 1. septembrist 2012 kadusid need lambid poelettidelt Euroopa Komisjoni otsuse tõttu. Nende eelisteks on madal hind, laialdane kättesaadavus, lai valik nii lambi- kui ka valgusti tüüpide poolest ja ohtlike ainete puudumine. Puudusteks on lühike eluiga (paar tuhat tundi), madal valgusviljakus (umbes 8-20 lm/w), tõmbab ligi putukaid ja on suure soojuskaoga. Fluorestsentslambid need lambid on kasutuses rohkem siseruumides, kuid aegajalt leidub neid ka välistingimustes. Eelisteks on madalad ülalpidamiskulud ja nad on kõrge valgusviljakusega võrreldes hõõglampidega (40-70 lm/w), puudub soojenemise periood, hea värviesitus ja pikk eluiga (10-20 tuhat tundi). Puudusteks on kõrgemad esialgsed kulud võrreldes hõõglampidega, suur lambi suurus, madal valgusviljakus võrreldes teiste lambi tüüpidega väljaarvatud hõõglambid ja valgusvoo muutumine eluea jooksul, tõmbab ligi putukaid ja omab ohtlikke elavhõbedajäätmed [36]. Kõrgrõhuelavhõbelambid kasutatakse harva uutes seadmetes. Eelis: Naatriumlampidest parema spektriga. Puudused: madal valgusviljakus, mis väheneb ajaga (ligi kaks korda väiksem kõrgrõhunaatriumlampide valgusviljakusest), halb värviesitus (värviesitusindeks 40-60) ja toodab palju ultraviolettkiirgust. Värvustemperatuur 4000 kelvinit (külma valge valgusega). Antud lambitüüpi on hakatud asendama teiste tõhusate lambitüüpidega nagu metallhaliid- või kõrgrõhunaatriumlampidega. Metallhaliidlambid ehk HID (High-intensity discharge lamps) Eelisteks on lai valik suurte võimsustega (valgusvooga) lambid ( luumenit keskmine väljund), kõrge valgusviljakusega võrreldes hõõg-ja elavhõbeda lampidega kuni 100 lm/w (keskmine lm/w), nad on väga hea värviesitusindeksiga (80-90). Puudusteks on madal valgusviljakus ja väljundvõimsuse alalhoidmine võrreldes kõrgja madalrõhu naatriumlampidega, lühem lambi tööiga ( tundi) võrreldes kõrgrõhunaatriumlampidega, värvuse muutused ajaga, vajavad ultraviolettkiirguse ltrit ja ohtlikud elavhõbejäätmed. Metallhaliidlambid on teistest lampidest oluliselt kõrgema hinnaga ja 2800-kelviniliste lampide võimsuse valik on suhteliselt väike. Värvustemperatuur sõltuvalt lambi tüübist on 2800 (soe valge valgus) kuni 4500 kelvinit (külm valge valgus). Kõrgrõhunaatriumlambid Eelisteks on pikk tööiga (keskmiselt neli aastat), suurte võimsustega (valgusvooga) lambid ( luumenit), kõrge valgusviljakusega ja hea väljundvõimsuse alalhoidmine võrreldes teiste lampide liikidega, välja arvatud madalrõhunaatriumlambid, energiasäästlikud, värviesitusindeks 20 ja lai kättesaadavus ning mõõdukas lampide ja valgustite hind. Puudusteks on halb värviesitus. Ohtlikud elavhõbejäätmed. Värvustemperatuur 2000 kelvinit (kollase valgusega). Samuti kulub lampidel aega, et põlema hakata. Lambid on praegu kõige laialdasemalt kasutatavad sõiduteede ja parklate valgustuses, kuigi mõnes valdkonnas on metallhaliidlambid muutumas üha populaarsemaks. 19

20 Madalrõhunaatriumlambid Neid kasutatakse laialdaselt osades Euroopa riikides ja mujal, ning eriti aktiivselt astronoomiliste uurimisasutuste lähedal. Eelisteks on kõrge valgusviljakus ja nad on energiasäästlikud, madala räigusindeksiga, hea nähtavusega ja madala hajuvusega, minimaalne mõju putukatele ja teistele metsloomadele ning sisaldab vähe ohtlike elavhõbeda jäätmeid. Puudused on halb värviesitus (värviesitusindeks on 0) sest kiirgavad monokromaatset kollast valgust, lühike lambi tööiga. Linnas teevalgustuseks eriti sobilikud ei ole, Tallinnas ei ole kasutusel. Luminofoorlambid (säästulambid) Luminofoorlamp on elavhõbe-madalrõhu-gaaslahenduslamp Eelisteks: Kõrge valgusviljakus, ökonoomsed, pika tööeaga ( h), mis tähendab 5-15 aastat kasutusaega. Väga lai valik erinevaid võimsusi. Puudused: Luminofoorlambi valgusvoog väheneb tööea lõpul. Pärast töötundi on valgusvoog vähenenud ca 30%, viide süttimisel, võrreldes hõõglambiga suuremad mõõtmed, sisaldavad keskkonnale ohtlikke gaase. LED-lambid Valgusdioodi kasutamine näiteks hõõglambi asemel võib vähendada elektrikulu 80 protsendi võrra. Valgus suunatakse spetsiaalsete läätsede abil otse sihtkohta, tänu millele kasutatakse LED-elementides tekkinud valgust maksimaalselt ära (sihtkohta jõuab 93 % tekkinud valgusest - valguskadu minimaalne, olemuselt valgusreostust ei tekita). Eriline magneesiumsulamist jahutussüsteem tagab LED-elementide pikema eluea ja parema efektiivsuse. Eeldatav eluiga üle tunni (14-15 aastat), mida on võimalik suurendada valgusti hämardamisega. Eelised: keskkonnasõbralikud: 100% ümbertöödeltavad materjalid. Valgusviljakus on tavaliselt lm/w ja värviesitusindeks üle 80. Ei sisalda ohtlike aineid nagu plii, elavhõbe ja kaadium, ei emiteeri UV-kiirgust. Lisaks elektriarve märkimisväärsele vähenemisele võimaldab LED-lamp poole võrra kahandada ka hoolduskulusid. 1.1 Välisvalgustusega seotud õigusaktid, normid, direktiivid, standardid ja seadused Kuna Eestis on puudunud seniajani valgusreostuse normid ja regulatsioonid, siis mitte miski ei ole takistanud ei juriidilisi ega füüsilisi isikuid paigaldamast mittekvaliteetseid halvasti suunatud silmi pimestavaid valgusteid või sundida kasutusele võtma vähima energia kuluga lampe. Keskkonnaalaseid õigusakte aga on Eestis hulganisti. Õigusaktide suur hulk on põhjustatud eelkõige sellest, et Eesti keskkonnaõiguses domineerib valdkonnapõhine lähenemine keskkonnakaitsesse. Veekaitset, välisõhu kaitset, looduskaitset ja muid keskkonnakaitse valdkondi reguleeritakse üksteisest lahus. Samas on loodus tervik ja nõuab integreeritud kaitsemeetmeid [5] Välisõhu kaitse seadus [7] Olulisim õigusakt on Välisõhu kaitse seadus (VÕKS), mille peamine eesmärk on hea välisõhu kvaliteediga kohtades taseme säilitamine ja teistes kohtades kvaliteedi parandamine. Seadus reguleerib tegevust, millega kaasneb osoonikihi kahjustamine või kliimamuutust põhjustavate tegurite ilmnemine, välisõhu keemiline (erinevad saasteained) või füüsikaline mõjutamine. Selles seaduses pole valgust nimetatud saasteallikate hulka. Keskkonnaministeeriumis toimub vastava seaduse ettevalmistamine, millega loodetakse valmis saada aastal. 20

21 1.1.2 Keskkonnaseadustiku üldosa seadus [5] Vastu võetud Esimeses peatükis Ÿ7. Heide, heite piirväärtus, keskkonna kvaliteedi piirväärtus, saastamine ja saastus on kirjas: Heide on õhku, vette või pinnasesse otseselt või kaudselt väljutatav aine, organism, energia, kiirgus, vibratsioon, soojus, valgus, lõhn või müra. Seega valgust käsitletakse kui ebasoovitavat komponenti õhus. Neljandas peatükis Ÿ24 Õigus küsida keskkonnateavet mainitakse vilkuvat valgust tegurina, mis mõjutab või tõenäoliselt mõjutab eelmises punktis nimetatud keskkonnaelemente nagu õhku, atmosfääri, vett, pinnast, maad, maastikku ja looduslikke alasid sealhulgas märg-, ranna- ja merealasid. 1.2 Standardid [13] Põhilised välisvalgustusega seotud Euroopa standardid on ka tõlgitud eesti keelde EVS-EN 12665:2005 ja 2011, Valgus ja valgustus, Põhioskussõnad ja valgustusnõuete valiku alused Standard on identne Euroopa standardiga EN 12665:2002 ja see on väljaantud CENi (Comité Européen De Normalisation) loal ning see Euroopa standard on võetud kasutusele Eesti standardina. Standard sätestab põhiraamistiku valgustusnõuete määratlemiseks. Standardis on deneeritud kõigis valgustus rakendustes kasutatavad põhioskussõnad. Piiratud kasutusega erioskussõnad on esitatud eristandardites. Samuti sätestab standard ka valgustusnõuete raamistiku, mis näitab, milliseid aspekte tuleb arvestada nende nõuete kehtestamisel. EN 12665:2002 ja EN 12665:2011 erinevad teineteisest käsitlusala poolest. EN 12665:2002 määratles valgustustehnika põhioskussõnad, väiksema kasutusalaga oskussõnad esitati aga sellekohastes üksikstandardites. Tegelikkuses viis see selleni, et mõnikord kasutati eri mõistete määratlemiseks ühesuguseid termineid, mõnikord aga ühesuguste mõistete kirjeldamiseks erisuguseid termineid. Seetõttu määratleb EN 12665:2011 nii põhiterminid kui ka kõigis valgustuse rakendustes kasutamiseks ettenähtavad terminid. Peale selle on uuendatud ka mõningaid allikaviiteid EVS-EN :2007, Töökohavalgustus, osa 2: Välistöökohad. Standard on Euroopa standardi EN :2007 inglisekeelse teksti identne tõlge eesti keelde. Antud standard sätestab enamiku välistöökohtade ja nendega seotud alade valgustuse kvantiteedi- ja kvaliteedinõuded. Peale selle esitatakse heale valgustustavale vastavad nõuded. Valgustuse projekteerimiskriteeriumideks on : Valguskeskkond, mis on määratud järgmiste põhinäitajatega: heledusjaotus, valgustustihedus, räigus, valguse suund, värviesitus ja valguse näiv värv ja valguse värelus. Hästi tasakaalustatud heledusjaotust on vajalik selleks, et suurendada nägemisteravust, kontrastitundlikkust (võimet eristada heleduse väikesi suhtelisi erinevusi) ja silmade töövõimet. Valgustustihedus ja selle jaotus nii töö- kui ka ümbruspiirkonnas mõjutavad suurel määral inimese nägemusülesande käsitamise ja täitmise kiirust, ohutust ja mugavust. Et vältida vigu, väsimust ja õnnetusi, on tähtis, et räigus oleks piiratud. Välisvalgustuspaigaldistes määratletakse otseselt valgustitest tingitud räigus Rahvusvahelise Valgustuskomisjoni (Commission Internationale de I'Èclairage, CIE) räigushindamismeetodil räigusteguriga GR (Glare rating), mis avaldub valemiga: 21

22 GR = log( L vl ) (1.1) L 0.9 ve kus L vl kogu loorheledus cd/m 2, mis on tingitud valgustuspaigaldisest ja võrdub kõigi valgustite poolt põhjustatud loorheleduste summaga: Valgusti loorheledus arvutatakse valemiga Lvl = L v1 + L v2 + + L vn (1.2) L v = 10E p /Θ 2 (1.3) kus E p on vaatleja silmaava (pupilli) läbival, vaatlus-suunaga (2 võrra allapoole horisontaalsuunda, vt joonis 1) risti paikneval tasandil tekitatud valgustustihedus lx, ja Θ on nurkkaugus vaatlussuuna ja valgustist tuleva valguse suuna vahel kraadides ja L ve - ümbruse ekvivalentne loorheledus cd/m 2. Eeldades, et ümbrus peegeldab valgust täielikult hajutatult, võib ümbruse ekvivalentset loorheledust arvutada valemiga: L ve = 0, 035ρE hav /π (1.4) kus ρ on keskmine peegeldustegur ja E hav aga piirkonna keskmine rõht-valgustustihedus. Et hoida ja paremaks teha öist keskkonda, on vaja piirata häirivat valgust (valgusreostust), mis võib esile kutsuda füsioloogilisi ja ökoloogilisi probleeme nii ümbrusele kui ka inimestele. Standardis tabel 2 on esitatud enimalt lubatud häirivat valgust välisvalgustuspaigaldistes, erinevate keskkonnatsoonide puhul. Tabelis kasutatavad suurused: valgustustihedus, valgustugevus, üleskiirguv valgus (ULR) ja heledusjaotus. Keskkonnatsoonid: E1 - loomulikult pimedad alad, nt rahvuspargid ja kaitsealused paigad; E2 - madala paistvusega alad, nt maal paiknevad tööstus- ja elamupiirkonnad; E3 - keskmise paistvusega alad, nt tööstus- ja elamueeslinnad; E4 - kõrge paistvusega alad, nt kesklinnad ja kaubanduspiirkonnad Suundvalgustust võidakse kasutada esemete ja pinnastruktuuride esiletõstmiseks ning inimeste välimusest parema mulje saamiseks. Nii nägemisvõime kui ka mugavuse ja heaolutunde seisukohast on tähtis, et ümbruse, esemete ja inimnaha värve esitataks loomutruult ning et inimesed paistaksid meeldivate ja tervetena. Valgusallika värviesitusomaduste objektiivseks kirjeldamiseks on kasutusele võetud värviesituse üldindeks Ra, mille suurim võimalik väärtus on 100. Värviesituse kvaliteedi vähenemisel indeks Ra väheneb. Lambi värvimulje on määratud lambist kiirguva valguse värvitooniga ja seda saab kirjeldada lähima värvustemperatuuri kaudu. Valgustussüsteemid tuleb projekteerida selliselt, et valguse värelus, mis põhjustab ärritust ja kutsub esile haiguslikke füsioloogilisi nähtusi, oleksid välditud. Valgustuspaigaldis peab täitma ka kindla piirkonna valgustusnõuded ilma energia ülemäärase kuluta. Valgustuspaigaldis peab täitma ka kindla piirkonna valgustusnõuded ilma energia ülemäärase kuluta. nõutavad valgustustiheduse hooldeväärtused E m (lx) arvutuslikul tööpinnal arvutusliku pinna valgustustiheduse ühtluse U 0 nõutavad väärtused rakendatava räigusteguri enimalt lubatud väärtused GR L ja vähimalt nõutava värviesitusindeksi R a väärtused 22

23 1.2.3 EVS-EN :2007, Teevalgustus, Osa 2: Teostusnõuded Standard on Euroopa standardi EN :2003 inglisekeelse teksti identne tõlge eesti keelde. Antud standard määratleb fotomeetriliste nõuete alusel teevalgustuse valgustusklassid, lähtudes teekasutajate nägemisnõuetest ja arvestades teevalgustuse keskkonnaaspekte ME- ja MEW- valgustusklassid ME- ja MEW- valgustusklassid on ettenähtud mootorsõidukijuhtidele liiklusteedel, keskmise ja suure sõidukiiruse puhul. Standardis tabelis 1a on toodud järgmised suurused: Teepinna keskmine heledus (average road surface luminance (cd/m 2 )) (L ), heleduse üldühtlus (longitudinal uniformity) (U 0 ), heleduse pikiühtlus (U l ), heledusläve kõrgenemistegur (threshold increment) (TI) ja valgustustiheduse ümbrussuhe (surround ratio) (SR) tuleb arvutada vastavalt standardile EN ja mõõta tuleb seda vastavalt standardile EN Teepinna heledus on määratud teepinna valgustustihedusega, peegeldusomadustega ja vaatluse geomeetriliste oludega. Keskmine heledus iseloomustab heledustaset, millele sõidukijuhi silm on kohanenud. Teevalgustuses kasutataval madalal valgustustasemel tõstab heleduse suurendamine kontrastitundlikkust ja nägemisteravust ning vähendab räigust. Üldühtlus iseloomustab üldisel viisil heleduse muutumist ning seda, kui hästi teepind toimib taustana teemärgistuse, esemete ja teiste liiklejate eristamisel. Pikiühtlus iseloomustab teepinna heledate ja tumedate osade vaheldumisel tekkiva nägemist segava toime vähesust pikkadel katkematutel teeosadel. Heledusläve kõrgenemistegur iseloomustab asjaolu, et kuigi teevalgustuse olemasolu suurendab nähtavust, tekitab ta aga ka diskomforträigust, mis oleneb valgustite ja lampide tüüpidest ning valgustite paigutusest ja asendist. Madalrõhulisi naatrium- ja luminofoorlampe loetakse tavaliselt väikese heledusega valgusallikaiks ja nende puhul võib teguri TI lubatavat väärtust suurendada 5 võrra. Sõidutee pinnaga piiratud valgustus ei ole piisav tee vahetu ümbruse ja tee ääres liiklejate avastamiseks. Ümbrussuhet (SR) kasutatakse üksnes siis, kui sõidutee ümbrus ei kujuta endast muud liiklusala (sealhulgas kõnniteed, jalgrattateed ega ohutusriba), mis külgneb sõiduteega ja mille kohta kehtivad omad nõuded CE-valgustusklassid CE-valgustusklassid on ette nähtud mootorsõidukijuhtide ja teiste liiklejate nähtavuse tagamiseks koniktipiirkondades nagu nt mõnedel äritänavatel, keerukamatel ristmikel, tagasipöördekohtadel ja ühissõidukite peatustes. Standardis tabelis 1a on toodud järgmised suurused: Keskmine valgustustihedus (average illuminance on a road area) (teepinna rõhttasandiline valgustustihedus) E ja valgustustiheduse üldühtlus U 0 ja need arvutatakse vastavalt standardile EN ja mõõta tuleb seda vastavalt standardile EN S-, A-, ES- ja EV-valgustusklassid S-valgustusklassid ja A-valgustusklassid on ette nähtud rakendamiseks jalakäija- ja pedaaljalgrattaliikluses jalg- ja jalgrattateedel, sõiduteede ohutusribadel ja muudel tänavaosadel, mis kulgevad eraldi või piki sõiduteed, asulateedel, jalgtänavatel, parkimispaikades, kooliõuedel jms. ES-valgustusklassid on ette nähtud rakendamiseks lisaklassina jalakäijate liikluspiirkondades kuritegevusriski ja ebaturvalisustunde vähendamiseks. EVvalgustusklassid on ette nähtud rakendamiseks lisaklassina olukordades, mil on vaja näha 23

24 püstpindu, nagu nt eritasandiliste liiklussõlmede piirkondades. Standardi tabelites on toodud vastavad suurused: Keskmise valgustustihedus E, vähim valgustustihedus (minimum illuminance) E min, keskmine poolsfääriline valgustustihedus (hemispherical illuminance at a point on road area) E hs, keskmise poolsfäärilise valgustustiheduse üldühtlus U 0, vähim poolsilindriline valgustustihedus (minimum semi-cylindrical illuminance on a plane above a road area) E sc,min ja vähim püstpinna valgustustihedus (minimum vertical plane illuminance on a plane above a road area) E v,min tuleb arvutada vastavalt standardile EN ja mõõta tuleb seda vastavalt standardile EN Standardi punktis 7 räägitakse kujunduslikust ilmest ja keskkonnaaspektidest Öistest nägemisoludest ja nägemiskomfordist lähtudes tuleb tähelepanu pöörata järgmistele aspektidele: valguse värvimulje, valguse värviesitus, valgustite paigalduskõrgus, valgustite valgustusmulje, paigaldise kui terviku valgustusmulje, valgustite otsevalguse juhindav toime, valgustustaseme perioodilise vähendamise võimalus. Tuleb vältida valguse kiirgumist mittevajalike ja mittesoovitavates suundades nagu näiteks: maa- või eeslinnapiirkondades häiriva, eemalt üle avamaa nähtava valgusena, hoonetesse või kruntidele tungiva häiriva valgusena, üles suunduva valgussaastena, mis takistab tähistaeva nägemist ja astronoomiavaatlusi; horisontaaltasandist kõrgemale suunduvat valgust saab piirata valgustite ülemise poolruumi suhtelise valgusvoo vahendamisega. Standardi lisas A räägitakse räiguse ja häiriva valguse piiramisest. Standardi tabelis A.1 on toodud ära pimestusräiguse ja häiriva valguse piiramise nõuded valgustite valgustugevusklasside sobiva valiku teel. Tabelis A.2 on esitatud enimlubatud räigusindeksiklassid. Räigusindeks, mille ühik on cd/m, avaldub valemiga IA 0,5, milles I on suurim valgustugevus nurga all 85 püstsuunas ülespoole (cd), A - valgusti valgustandvate osade näivpindala valgustugevuse I risttasandis (m 2 ). Lisas B räägitakse ülekäiguradade valgustusest. Kohalike lisavalgustite kasutamise eesmärk seisneb teed ületavate või ülekäiguraja juures asuvate jalakäijate otseses valgustamises ning sõidukijuhtide tähelepanu juhtimises ülekäigu olemasolule. Lisavalgustite tüüp, paigutus ja valgustussuund tuleb valida selliselt, et nad tekitaks positiivse kontrasti ega suurendaks seejuures sõidukijuhtidele toimivat räigust. Üks võimalikest lahendustest on valgustite paigaldamine ülekäigu lähedale selle ette selliselt, et otsevalgus langeb sõidusuunas jalakäija küljele. Kahe sõidusuuna puhul paigutatakse valgustid ülekäigu ette vastavalt mõlemale sõidusuunale. Tuleb eelistada mittesümmeetrilise valgusjaotusega valgusteid, mille puhul sõidukijuhtidele toimiv räigus on väiksem. Kohalik valgustus tuleks kujundada selliselt, et jalakäijad oleks hästi valgustatud kogu ülekäiguraja ulatuses. Püstpinna valgustustihedus peab olema tunduvalt suurem kui sõidutee teekatte rõhttasandiline valgustustihedus. Ka ülekäiguraja mõlemad otsaalad, kus jalakäijad ülekäiguvõimalust ootavad, peavad olema piisavalt hästi valgustatud. Väga efektiivne on tugevam valgustus kitsa ribana ümber ülekäiguraja, kuna see suurendab tugevasti sõidukijuhtide tähelepanu. 1.3 Välisvalgustuse regulatsioonid kohalike omavalitsuste tasemel Välisvalgustus Tallinnas Tallinna tänavaid hakati valgustama esialgu gaasilampidega aastal aastal võeti kasutusele elektrivalgustus, kui Tallinna elektrijaam käiku lasti aastal hakati vanu väheökonoomseid elavhõbelampe asendama energiasäästlikumate kõrgrõhunaatriumlam- 24

25 pidega, millega on märkimisväärselt paranenud valgustite töökindlus ning valgustus- ja ohutustehniline olukord [10]. Lisaks energiasäästule on kõrgrõhunaatriumlambid veel pika tööeaga, teevalgustuseks piisava valguse kvaliteediga ning soodsa hinna ja kvaliteedi suhtega. (vt eespool.) Alates aastast hakati rakendama tänavavalgustuses rahvusvahelise elektrotehnikakomisjoni CIE (Commission Internationale De L'eclairage) soovitusi ning neid arvestatakse ka praegu kehtivas standardis EVS-EN Probleemsed on need piirkonnad, kus lambid paiknevad Eesti Energia Jaotusvõrk OÜ elektriliinidega ühistel postidel: postid asuvad üksteisest liiga kaugel ja valgusteid varjab kõrghaljastus [10] Tallinna linna teevalgustusnormid [8] 24. märtsil 2004 kinnitati Tallinna Linnavalitsuses määrus: Tallinna linna teevalgustusnormid, kus sätestatakse nõuded valgustussuuruste valikule, valgustite ja nende paigalduse valikule ja teevalgustuse tunnussuuruste arvutamisele ning mõõtmisele. Teevalgustusnormid kehtivad uutele või rekonstrueeritavatele teevalgustusrajatistele. Teevalgustusnormides kasutatakse lisaks rahvusvahelises valgustehnika sõnastikus (IEC ) ja Euroopa standardis EN määratletud oskussõnadele veel teisi tähiseid ja nende määratlusi. Dokumendi punktis räägitakse valguse räiguse piiramisest, kus on öeldud järgmist: Igas valgustusolukorras tuleb kasutusele võtta valguse räiguse piiramise meetmed. ME-valgustusklasside korral määratakse see kontrastikõrgendusteguri TI järgi, teiste valgustusklasside korral aga valgustugevuse ja räigust piiramise nõuete järgi vastavalt punktile Tallinna linna välisvalgustuse suunad aastateks [10] 2006.a on kehtestati Tallinna linna välisvalgustuse suunad aastateks , mis hõlmavad linnavalgustuse strateegiat, mis on suunatud nii funktsionaalse kui esteetilise välisvalgustuse parandamiseks linnas. Välisvalgustuse suunad ei ole lõplik linnavalgustust käsitlev dokument, vaid pigem suunav nõuannete ja juhiste kogum, mida võtta aluseks konkreetsete valgustuslahenduste koostamisel. Välisvalgustuse suunad on koostanud Tallinna Kommunaalameti tellimusel Aktsiaselts KH Energia-Konsult. Antud dokument põhineb muuhulgas : Tallinna Linnavalitsuse 24. märtsi 2004 määrusega nr 26 kinnitatud Tallinna linna teevalgustusnormid ja Euroopa standard EVS-EN Road Lighting, ; Peatükis 2, mis puudutab teevalgustust, on esitatud Teevalgustuse peamised eesmärgid, milleks on: suurendada liikluse turvalisust kõikide Tallinna sõiduteede normikohase valgustuse tagamisega; suurendada jalakäijate turvalisust reguleerimata ülekäiguradadel spetsiaalse ülekäiguradade valgustuse kasutuselevõtuga; suurendada jalakäijate ja jalgratturite turvalisust kõnni- ja kergliiklusteede normikohase valgustatuse tagamisega; kasutada kaasaegseid ja energiasäästlikke valgustusseadmeid; vältida valgussaastet; minimiseerida tänavavalgustusseadmeid kasutades teevalgustuseks ja liikluskorralduseks ühiseid poste. 25

26 Teevalgustuse projekteerimisel tuleb juhinduda järgmistest dokumentidest: standard EVS-EN Road Lighting; standard EVS-EN 843:2003 Linnatänavad; Tallinna Linnavalitsuse 24. märtsi 2004 määrusega nr 26 kehtestatud Tallinna linna teevalgustusnormid; Tallinna Linnavalitsuse 4. mai 2005 määrusega nr 50 kehtestatud Jalakäijate reguleerimata ülekäiguradade valgustuse tüüpmoodulid Dokumendis deneeritakse eraldi magistraalteed, juurdepääsuteed ja jalakäijate reguleerimata ülekäigurajad. Samuti seletatakse, milline peab olema ja on Tallinnas pargivalgustus, vanalinna valgustus, monumentide ja skulptuuride valgustus, miljööväärtuslike piirkondade valgustus ja muude objektide valgustus ja millised valgusallikad on kasutatud Tallinna säästva energiamajanduse tegevuskava aastateks [9] 16. veebruaril 2011 võeti vastu Tallinna säästva energiamajanduse tegevuskava aastateks , kus käsitletakse energiasäästu võimalusi Tallinnas ja antakse tegevussuunad Tallinna energiamajanduse arendamiseks kuni aastani. Tegevuskava üldine visioon on vähendada energiatarbimist ja keskkonnasaaste teket ning suurendada taastuvenergia osakaalu. Mis puudutab tänavavalgustust, siis dokumendis on öeldud, et välisvalgustite arv Tallinnas on viimase kümne aastaga kasvanud 1,6 korda, kuid tänavavalgustuse elektritarve on jäänud samale tasemele. See on saavutatud parema valgusjõudlusega valgustite kasutuselevõtmisega. Parem valgustatus saavutatakse valgustite otstarbekama paigutuse ja tehniliste lahenduste edasiarendamisega. Siinkohal mõned dokumendis esitatud energiasäästuvõimalused tänavavalgustuses, mis omakorda vähendavad ka valgussaastet: Kokkuhoid saavutatakse valgustite energiatarbe vähendamise ja tööea pikendamisega. Kasutusaja lühendamine hommikupoole ööd, kui liiklus on väga väike, on otstarbekas tänavate valgustust piirata. Kasutusaja lühendamisel tuleb järgida teevalgustuse normatiive. Valgustite võimsuse reguleerimine ei ole otstarbekas hoida kogu valgustust öö läbi täiel võimsusel töös. Teatud perioodil võiks vähendada valgustustugevust 50% võrra. See lahendus ei jätaks ka hilisemaid liiklejaid pimedusse ning aitaks säästa lihtsalt ja võimalikult väikese investeeringuga. Ohutuse tagamiseks on võimalik reguleerida öist valgustustaset vastavalt liiklusmahule ja ilmastikuoludele, nagu vihm, udu, lumi ja pilvisuse aste. Selline valgustuse reguleerimise süsteem nõuab aga suuremahulist nantseeringut automaatjuhtimissüsteemide evitamiseks. Samuti pole energiasääst võrdeline valgustuse vähenemisega. Valgustite vähendamine uute tänavavalgustussüsteemide rajamisel ja olemasolevate rekonstrueerimisel kasutatakse täiustatud valgusküllaga valgusteid, see võimaldaks vähendada valgustite arvu, ilma et väheneks valgustihedus. 26

27 Väheefektiivsete valgustite asendamine efektiivsemate valgustitega on võimalik vähendada energiakulu, kaotamata valgustustiheduse kvaliteedis. Siia alla kuuluks vanade reektoriteta valgustite väljavahetamine ja uute, parema valgustusjõuga valgustite kasutuselevõtt. Üks võimalik suund on LED-valgustite kasutuselevõtmine. Põhja-Tallinna Stroomi piirkonnas Pelguranna tänaval katsetatati LED-tänavavalgusteid, et kontrollida nende efektiivsust ja töökindlust. Avalikkusele esitleti tulemusi selliselt, et LED-valgustite praegune tehniline tase ja töökindlus pole piisav nende laialdasemaks kasutamiseks.samas pole teada, kas katsetati odavaid Hiinas toodetud lampe või tuntud rmade kvaliteetlampe. LED-valgustid on veel laialdaseks kasutamiseks kallid ja see võib levitada arusaamasid, et LED pole veel konkurentsivõimeline W valgusti hind on eurot. Koos tehnilise arendamise ja laialdasema kasutuselevõtmisega nende hind ja hetkel toimub just selles valdkonnas kõige kiirem areng lampide täiustamisel Tegevussuunad Tallinna pargivalgustuses [10] Pargivalgustuses kasutatakse peamiselt kõrgrõhuelavhõbelampe, kõrgrõhunaatriumlampe ja metallhalogeenlampe. Areng toimub kahes suunas: sobiva valgusspektriga ökonoomsete lampide kasutuselevõtt nende väljatöötamisega tegeletakse ja konkreetsed näitajad veel puuduvad; valgustusaja optimeerimine. Pargivalgustuse optimeerimisega on võimalik vähendada parkide valgustamiseks kuluva elektri hulka, mis on viimastel aastatel suurenenud. Pargivalgustuse optimeerimisel tuleb tugineda parkides aset leidvate kuritegude statistikale, mille väljaselgitamiseks tuleb teha koostööd korrakaitseorganitega Tegevussuunad Tallinna vanalinna tänavate valgustamisel Vanalinna tänavate valgustamiseks kasutatakse valdavalt 250 W kõrgsurvenaatriumlampidega nn vanalinna tüüpi valgusteid. Üksikutel objektidel kasutatakse fassaadivalgustuses ka LED-lampe. Valgustid on ilma reektoriteta ja seetõttu väheefektiivsed. Madala paigalduskõrguse ja suure võimsusega lambi kasutamise tõttu on vanalinna valgustite räigus suhteliselt suur. Kui kõrgsurvenaatriumlamp on sobilik teevalgustuseks, siis vanalinnas kasutamiseks on selle valguse kvaliteet liiga madal. Madal värvieristus värvib vanalinna öösel ühtlaselt kollaseks. Läheb kaduma kogu vanalinna värvikirevus, samuti paemüüride karge hall värvus [10]. Vanalinna hoonete fassaadide kujundusvalgustus on arenenud isevoolu teed ning häid näiteid leida on suhteliselt raske. Tihti ei arvesta põhimõtteliselt hea valgustustehniline lahendus ümbruse valgustuskeskkonda - hooned on üle- või alavalgustatud [10]. Vanalinna välisvalgustus koosneb tänavate üldvalgustusest ning hoonete ja ehitiste fassaadide valgustusest. Hoonete ja ehitiste fassaadidest väärivad eraldi käsitlust linnamüür ning bastionid, kirikud ja nende tornid, samuti Raekoda. Nii vanalinna tänavate üldvalgustus kui vanalinna hoonete ja ehitiste fassaadivalgustus peavad moodustama ühtse, teineteist täiendava ja harmoneeruva terviku, luues valge ning inimsõbraliku, oma lahendustelt sobiva miljöö, välistades suured kontrastid ning valgustuse üksiklahenduste räiguse (silmade pimestamise) mistahes vaatepunktist. Vanalinna hoonete fassaadivalgustus on linna valgustusidentiteedi kujundamise ja ajaloo- ning arhitektuuriväärtuste eksponeerimise põhilisi vahendeid. Fassaadivalgustuse projekteerimisel tuleb lähtuda CIE (Rahvusvahelise Energeetikakomisjoni) aasta publikatsioonist nr 94 Guide for 27

28 Floodlighting, mis annab soovituslikud fassaadivalgustuse valgustustihedused sõltuvalt ümbruskonna valgustatusest, keskkonna tolmu ja heitgaasidega saastatusest, valgustatava pinna materjalist ja värvusest [10]. Energiakulu vanalinna valgustusele ei tohi kasvada, vaid tuleb leida uusi ja ökonoomseid tehnilisi lahendusi parema valgustuse saamiseks sama või väiksema elektrikuluga. Üheks lahenduseks on siin jällegi uute, ökonoomsemate valgustite kasutuselevõtt ja juhtimissüsteemide edasiarendamine. Ausammaste ja monumentide valgustamisel tuleb elektritarbe vähendamiseks arendada olemasolevaid ja rakendada uusi tehnilisi lahendusi. Suunatud valguse, ökonoomsete valgustite ja edasiarendatud juhtimissüsteemidega on võimalik säästa elektrit LUCI [6] 15. septembril 2010 kiideti Tallinna Linnavalitsuses heaks projekt: Rahvusvahelise Linnavalgustuse Liidu (LUCI Liit) linnavalgustuse harta Säästvuse edendamine valgustuses Selle harta punktis 2. Säästev valgustus Valguse keskkonnaalase ja ökoloogilise mõju arvestamine kinnitati, et kohustatakse arvestama oma valgustuspoliitikas mitmeid punkte, kus muuhulgas ka valgusreostuse vähendamist. Linnad peavad seoses valgusreostusega arvestama kaht põhiasjaolu: Inimtervis ja bioloogiline mitmekesisus ning pime taevas Mida on valitsus ette võtnud? Välisvalgustussüsteemide kaasajastamise projekt 7. novembril 2011 kuulutati majandus- ja kommunikatsiooniministri poolt välja projektiideede esitamise välisvalgustussüsteemide kaasajastamise projektide ettevalmistamiseks CO 2 saastekvootide müügi raames. Projekt oli ette nähtud linnade tänavavalgustussüsteemide kaasajastamiseks, eesmärgiga tõhustada välisvalgustussüsteemide energia kokkuhoidu. Projektiideid võisid esitada kohalikud omavalitsused. (Toetus abikõlbulikele kuludele moodustaks projekti eelarvest 90% ning omanantseering 10%). Sellele eelnes küsitlus kohalike omavalitsuste seas ja huvi välisvalgustuse kaasajastamiseks oli väga suur. Siinkohal on esitatud kohalike omavalitsuste nimekiri, kelle projektiideed tunnistati nõuetele vastavaks: Tallinna Linnavalitsus Viljandi Linnavalitsus Narva Linnavalitsus Haapsalu Linnavalitsus Rakvere Linnavalitsus Tartu Vallavalitsus Otepää Vallavalitsus Rapla Vallavalitsus Kohtla-Järve Linnavalitsus Pärnu Linnavalitsus Sillamäe Linnavalitsus Tartu Linnavalitsus Põltsamaa Linnavalitsus Türi Vallavalitsus Jõgeva Linnavalitsus Saku Vallavalitsus Kuressaare Linnavalitsus Maardu Linnavalitsus Valga Linnavalitsus Harku Vallavalitsus Rae Vallavalitsus Kohila Vallavalitsus Esimesena esitas taotluse Tallinna linnavalitsus, kelle projekti maksumus oli 2,1 miljonit eurot. Selle eest taheti välja vahetada pea pool tuhat valgustit Mustamäe linnaosa eri magistraalilõikudel. Suure taotlusega oli esindatud ka Tartu, kes lootis saastekvootide müügist saada koguni 2,8 miljonit kogu linna valgustussüsteemide kaasajastamiseks. Kuna aasta III kvartaliks ei õnnestunud toetajat leida, siis kuulutati 7. septembril 2012 meede lõppenuks. Samuti oli probleemiks kõigi projektide erinev tase ja eelprojektide ning tehniliste põhiprojektide vajadus. Pöörduti potentsiaalse toetaja Austria 28

29 Vabariigi poole, kes esitaks omapoolsed lähtetingimused. Toetaja soov oli näha põhjalikku renoveerimist keskmise suurusega linnades, mis asuvad Eesti eri piirkondades. Valiti välja 7 linna: Kuressaare, Valga, Võru, Haapsalu, Jõhvi, Keila, Paide. Renoveerimisele lähevad ainult süsteemid, mis on vanemad kui 5 aastat. Üks eesmärkides on rakendada kõigis linnades ühesuguguseid süsteeme. Kasutusele kavatsetakse võtta kaasaegsed, intelligentsed valgustid, milleks on LED-lambid ja metallhaliid lambid. Välisvalgustuse renoveerimine peaks tagama antud linnades 60-70% elektrienergia kokkuhoidu. Ajakava kohaselt kestaks 31. jaanuar kuni 31. mai 2013 projekteerimishange, 30. novembriks 2013 valmiks ideekavand ja põhiprojekt ning 31. jaanuar kuni 31. detsember toimuks ehitushange. Antud projekt on äärmiselt oluline, arvestades sellega, kui aegunud on tänavavalgustid ja nende tehnosüsteemid. Seejuures ei tohiks unustada seda, et kaasaegsed süsteemid on küll heade tehniliste näitajatega, aga kuna neid pole veel täielikult välja jõutud arendada, siis näiteks turul pakutavate LED-lampide kvaliteet on väga kõikuv, nende vastupidavust meie kliimas pole kestvalt katsetatud ja projekteerijad ei pruugi uudsete lampide võimalusi täielikult ära kasutada osata. Seetõttu tuleb kaasata rohkem tehnilisi eksperte, kes viiksid läbi täiendava kontrolli valgustite sobivuse kohta. Kuna senine praktika näitab, et omavalitsused ei arvesta piisavalt valgusreostuse mõjuga kohalikule keskkonnale, siis tuleb kaasata sellesse protsessi ka loodusteadlaseid, arhitekte ja kohalikke elanikke Pärnu [29] Pärnu linna tänavavalgustus koosneb 6398 valgustist, millest ligi 1200 on kõrge energiakuluga kõrgsurve-elavhõbedalambid. Pärnu Linnavalitusel on kavas 1 miljoni euro eest ümber ehitada ja parandada Pärnu linna tänavavalgustuse võrku 40% ulatuses linna asustatud territooriumil (Mai ja kesklinna piirkond). Projekti raames on kavas õhuliinid asendada maa-aluste liinidega, ehitada liinidele kaasaegne juhtimissüsteem ja asendada vanad elavhõbedalambid ökonoomsemate, kuid valgusjõulisemate välisvalgustitega. Täna kulub projektipiirkonnas tänavavalgustusele umbes 2 miljonit kw/h aastas, kuid pärast uute tänavavalgustussüsteemide rajamist saavutatakse energia kokkuhoid kuni kw/h, see on ligi 40% ökonoomsust. Saavutatava kokkuhoiu arvelt on võimalik kõik valgustid jälle linnas tööle panna ja seejuures on uued kaasaegsed valgustid kordades tugevama valgusjõuga kui vanad elavhõbedavalgustid Tartu [31] Tartu linna tänavavalgustus koosneb valgustist, kus kasutatakse praegu vatiseid kõrgrõhunaatrium-valgusallikaid, mis peavad vastu tundi ning 2011 aastal kulus linnal valgustusele eurot (8,4 miljonit krooni). Kuid LED-lampide tööiga on tundi, mis tähendab seda, et pirne tuleb vahetada 2-3 korda harvemini. Lisaks kulutavad LED-lambid 30 protsenti vähem elektrienergiat. Sellest tulenevalt on Tartu pakkunud majandus- ja kommunikatsiooniministeeriumile välja idee, mille järgi võiks riigi saastekvootide müügist tuleva rahaga viia kogu ülikoolilinna tänavavalgustuse üle moodsatele ning energiasäästlikele LED-lampidele Rakvere [16,17] Rakvere linna tänavavalgustus koosneb 2460 valgustist, millest 25% moodustavad elavhõbe-, 65% naatrium- ja 10% pargivalgustid ning proºektorid. Aastaks 2016 peaksid kõik valgustid olema mitte suurema võimsusega kui 150 W. Sellise tegevuse tagajärjel väheneb aastane energiatarve 2016 aastaks 340 MWh võrra aastaga võrreldes ja seeläbi ka heitmete hulk kg CO 2, mis oleks 2,1% kogu aasta arvestusaluste heitmete tasemest. Säästlike lampide ja põlemisaja optimeerimise tulemusena on vajalik saavutada energiasääst 400 MWh aastas. (Rakvere linna säästva energia kava) 29

30 Haapsalu [30] Haapsalu linna tänavavalgustus koosneb umbes 2000 valgustist, mille moodustavad kõrgsurve-elavhõbeda lambid ning tarbimisvõimsus on 400 W. Energiakulu on üle euro aastas. Linn plaanib välisvalgustussüsteemide kaasajastamise projekti raames välja vahetada 1000 energiat raiskavat valgustit energiat säästvate 125 W kõrgsurvenaatriumlampide vastu. Kokkuhoid saavutatakse selle tagajärjel 50%. Praegu tarbib linn elektrienergiat 1,1 GWh/a Pärast projekti läbiviimist eeldatakse elektrienergiakulu 0,48 GWh/a. Koos valgustitega vahetatakse projekti raames välja ka postid Viljandi Viljandi linnas on ligikaudu 2679 tänavavalgustuspunkti. 1.4 Valgusreostus ja sellega seotud õigusaktid mujal maailmas Mujal maailmas on valgusreostusega võitluses edukad riigid nagu Itaalia, Sloveenia, Hispaania, USA ja T²ehhi [21]. New Mexico ja Arizona osariikides on tähistaevas kaitse all, välisvalgustusele kehtivad reeglid, taevasse suunatud valgustid on keelatud. Mitmetes riikides ja piirkondades on antud välja seaduseid valgusreostuse vähendamiseks ja vältimiseks Euroopa liit [4149] Valgusreostuse mõju Euroopa Liidus on muljetavaldav. Rohkem, kui 99% EL-i ja USA elanikkonnast ja umbes 2/3 terve maailma elanikkonnast elavad aladel, kus öine taevas on reostunud. See tähendab, et kunstlik taeva heledus on suurem kui 10% loodusliku öötaeva heledusest [41]. (Savethenight). 90 protsenti Euroopa Liidu elanikkonnast elab aastaringi nii-öelda kunstlikus kuuvalguses. On ilmne, et seadusandlusalased meetmed on hädavajalikud, et suunata progressi ja arengut öisele välisvalgustusele seoses keskkonnakaitsega ja energia säästmisega, mis ei ole olnud seni piisavalt läbimõeldud. Valgusreostuse mõju keskkonnale ja inimese tervisele ülemäärase ning halvasti kavandatud välisvalgustuse tõttu vajab Euroopa komisjoni hinnangul veel tõestust ning seetõttu ei ole komisjon meetmete vastu võtmiseks selles valdkonnas teinud konkreetseid ettepanekuid ELi tasandil. Kuid komisjon on nõus, et võimaluse korral me peaksime vähendama raiskava energia kasutamist ja parandama (täisutama) välisvalgustus toodete ja seadmete energiatõhusust, nii liidu kui ka siseriiklikul tasandil [45]. Vastav seadusandlus peab kaasa tooma muutuse valgustusega seotud harjumustes ning see on äärmiselt vajalik, sest valgusreostus kasvab eksponentsiaalsel viisil, mille kasvumäärad mõnedes piirkondades ületavad 7 protsenti aastas [41]. Parimad seadused valgusreostuse vastu kehtivad mõnedes Itaalia piirkondades (vt edasi) Tähtsamad dokumendid 2005/32/EC Eco-Design Requirements for Energy Using Products (EuP directive or Ecodesign Directive) [47, 49]. Euroopa Liidus kehtivad erinevad valgustusega seotud standardid, mis on tõlgitud ka eesti keelde (vt eespool). Lisaks nimetatule on veel standard EN Light and lighting - sports lighting. Euroopa Liidu komisjonis on välja antud mitmeid 30

31 valgustusega ja energiatõhusust käsitlevaid rakendusmäärusi ja direktiive, millest siinkohal vajab märkimist 6. juulil 2005 EL-s välja antud direktiiv 2005/32/EC Eco-Design Requirements for Energy Using Products (EuP directive or Ecodesign Directive) [49]. Selle eesmärgiks on rakendada uusi energiatõhususe standardeid toodete disaini ja teenuste väljatöötamise staadiumis, et edendada energiasäästu kõigil elektrit tarbivatel seadmetel. Selle direktiivi reguleerimisala laiendati aastal energiamõjuga toodetele ning võeti vastu uus direktiiv 2009/125/EÜ. Esialgne aasta direktiiv hõlmas üksnes energiat tarbivaid tooteid. Samuti võttis Euroopa Komisjon vastu selle direktiivi osana kaks määrust, EC/244/2009 ja EC/245/2009, mille eesmärk on asendada hõõglambid energiatõhusamate mudelite vastu nii majapidamises kui ka välisvalgustuses. Kasutusele võeti need määrused märtsis 2009 ja nende määrustega kehtestatakse uued minimaalsed energiatõhususe, funktsionaalsuse ja toote info nõuded valgustusele. Määrusega EC/245/2009, mille muudetud määrus EC/347/2010 anti välja aprillis 2010, kehtestatakse sisseehitatud liiteseadiseta luminofoorlampide (säästulampide), suure valgustugevusega lahenduslampide ning nimetatud lampidega koos kasutatavate liiteseadiste ja valgustite turule toomise puhul nende ökodisainile esitatavad nõuded, mis kehtivad nende toodete suhtes ka juhul, kui neid kasutatakse muudes energiat tarbivates toodetes. Uute ökodisaini nõuete eesmärk on lõpetada hõõglampide kasutamine, vähendada elavhõbeda heitkogust ja valgusreostust ning parandada hoonete ja tänavate energiatõhusust. EL on keelanud kasutada vanamoodsaid hõõglampe, mille võimsus on 100 W või rohkem ning kõrvaldab Euroopa turult järg-järgult kõik energiakulukad lambid. Euroopa Komisjoni hinnangul säästab uute meetmete kasutamine 80 teravatt tundi elektrit aastaks 2020 ja vähendab CO 2 heitkoguseid 32 miljoni tonni aastas (Maa atmosfäär sisaldab 3, tonni CO 2, seega kõigest 0,001%!). Üleminekuga kompaktluminofoorlampidele (säästulampidele) on elanikel ja ettevõtetel võimalus vähendada keskkonnasaastet (kliimamuutustele) ning samaaegselt säästa raha. RoHS 2002/95/EC [51] Teatavate ohtlike ainete kasutamise piiramist käsitlev direktiiv RoHS 2002/95/EC võeti vastu Euroopa Liidus veebruaril Kõik elektroonika toodete tootjad peavad seda täitma alates juulist DOC Müra ja valgusreostuse aruanne [48] 22. märtsil 2010 esitas Euroopa liidu keskkonnakomitee aruande müra ja valgusreostusest. Aruanne annab ülevaate missugust kahju inimeste ja teiste elusolendite liikide vastu tekitab müra- ja valgusreostus. Aruande eesmärk on välja selgitada probleemid ja pakkuda välja mõned võimalikud tegevussuunad. Valgusreostusel võivad olla tõsised tagajärjed, nagu häired ökosüsteemides ja haigusjuhtumid inimestel. Võitlus müra ja valgusreostuse vastu on suur väljakutse keskkonna ja rahva tervise suhtes. Antud aruanne nõuab integreeritud lähenemist probleemile ning jõupingutusi, et tõsta teadlikkust kogu ühiskonnas ning teeb ettepaneku, et kõik liikmesriigid võtavad kasutusele meetmed, et sisse viia müra ja valguse lävetasemed (threshold levels) ja kehtestada vastavad karistused neile, kes neid tasemeid ületavad. Eelnõu punktis 5 rõhutab parlamentaarne assamblee, et Starlight deklaratsioon, mis allkirjastati UNESCO poolt aastal, püüab peamiselt säilitada saastamata öist taevast ja loodab, et sarnane säte viiakse sisse ka kõigis siseriiklikes õigusaktides. 31

32 Pidades silmas aastast pärit Stockholmi deklaratsiooni, mis võeti vastu inimkeskkonna Ühinenud Rahvaste Organisatsiooni poolt, kus sõnaselgelt tunnistatakse seost keskkonnakaitse ja inimõiguste vahel, kutsub assamblee liikmesriike ja mitteliikmesriike üles, et leida ühine lähenemisviis, kuidas võidelda müra ja valgusreostusega, võttes kasutusele meetmed, mille eesmärk on muuhulgas: 1. Viia sisse müra ja valguse läveväärtused (threshold levels), millega kehtestatakse sanktsioonid ning luuakse maksimaalsed müra kontrollväärtused kooskõlas WHO suunistega; (8.1) 2. kontrollida valgusreostust 3. pikendada kõrget keskkonnakvaliteedi standardit (HQE, Prantsusmaa) müra ja valguse suhtes; Punktis 9.7 kutsub assamblee liikmesriike ja mitteliikmesriike üles vähendama või isegi kõrvaldama valgusreostust avalikus valgustuses kasutades madalrõhunaatriumlampe kohaloleku anduritega ja kasutada loomulikku valgust; Integreerima müra ja valgusreostuse probleeme programmidega, mis on suunatud teadusuuringute ja tehnoloogia arengu abistamisse. Eelnõu soovitus: Parlamentaarne assamblee soovitab ministrite komiteel kutsuda Euroopa Nõukogu liikmesriike ja vaatlejaid üle vaatama müra ja valgusreostusega seotud õigusakte nii, et see oleks kooskõlas tänapäeva olukorraga ning kaaluma, kas oleks otstarbekas koostada vastu võetavate meetmete raamkonventsioon, üleeuroopalisel tasandil, et lahendada teravat müra ja valgusreostuse probleemi. Et vähendada valgusreostust tuleks: kustutada öösel tuled tühjalt seisvatest hoonetes, eriti büroohoonetes ning paigaldada taimerid või detektorid kogu valgustuse väljalülitamine südaöösel varjestada valgusallikad, et valgus ei kiirgaks otse taevasse (peegeldus vastane); fassaadi valgustamine toimuks ülevalt alla mitte vastupidi vältida mittepeegelduvaid teekatteid paigaldada tagasi peegelduvaid seadmeid kasutada madalrõhunaatriumlampe, mis on peaaegu monokromaatsed ja vältida kõrgrõhunaatriumlampe või kõrgrõhuelavhõbelampe. eemaldama punast valgust - see on häiriv rändlindudele Euroopa komisjon on kaasrahastaja mitmetele projektile, mis otseselt või kaudselt edendavad tõhusat tänavavalgustust läbi Intelligent Energy Europe programmi. Üheks näiteks on Bottom-up To Kyoto (BuTK) projekt, mille eesmärk on levitada oskusteavet tõhusate valgustus tehnoloogiatest Euroopa linnade seas. Mitmed Euroopa riigid, sh T²ehhi Vabariik, Ühendkuningriik, Hispaania, Itaalia ja Sloveenia on valgusreostuse oma õigusaktidesse sisse toonud. (vt edasi) 32

33 1.4.2 Hispaania [74] Taeva seadus nr 31/1988 Hispaanias on olemas regionaalsed autonoomsete piirkondade seadused. Kanaari saartel on näiteks nn. Taeva seadus nr 31/1988, mis reguleerib välisvalgustust saartel La Palma ja Tenerife. Seaduses soovitatakse välisvalgustuses kasutada madalarõhunaatriumlampe, sest nad kiirgavad kitsast nähtavat spektriosa. Kindlasti tuleks vältida välisvalgustuses metallhaliidlampe, mis astronoomia jaoks on kõige kahjulikumad lambid, sest nad kiirgavad UV kiirgust, mis hajub kõige tugevamalt atmosfääris. 12. märtsil 1992 kiitis Hispaania valitsus heaks ka selle seaduse määruse. Kataloonia seadus [36] Kataloonias on samuti seadus 6/2001, mis reguleerib valgusreostust. Seaduse eesmärk on pakkuda optimaalseid tingimusi öisele keskkonnale (loomad, taimed ja ökosüsteemid üldiselt), edendada energiatõhusust, vähendada kohalikku valgusreostust ning säilitada öötaeva nägemise võimalus. Seoses selle seadusega viidi Kataloonias läbi üks pilootprogramm valgusreostuse hindamise ja vähendamise kohta koostöös Kataloonia Keskkonnaministeeriumi, Barcelona ülikooli ja Politécnica de Catalunya ülikooliga. Programm jagati kahte ossa. Esimene neist oli suunatud välisvalgustite uuringutele, nende omaduste määramisele valgussaaste allikatena. Teise osa eesmärgiks oli taeva kuma mõõtmine. Kantaabria seadus [70] 9. juunil aastal võeti vastu Kantaabria seadus valgusreostuse vältimise kohta. Seaduse eesmärk on suurendada valgustussüsteemide tõhusust ja energiasäästlikkust aasta mais kiideti dekreedi eelnõuga heaks määrus Kantaabria seaduse nr 6/2006 valgusreostuse vältimise kohta osaliseks edasiarendamiseks. Määrusega soovitakse seda seadust edasi arendades reguleerida valgustusseadmeid ja -paigaldisi selliselt, et vältida ja vajadusel vähendada valgusreostust Kantaabria autonoomse piirkonna territooriumil, samuti suurendada valgussüsteemide energiatõhusust ja -säästlikkust, ilma et see piiraks muudes kohaldatavates õigusnormides sätestatu rakendamist. Ennekõike tuleb sealjuures jälgida, et see ei vähendaks turvalisust, mida valgustus jalakäijatele, sõidukitele ja varale pakub. Määrus koosneb 5 peatükist. Esimeses peatükis vaadeldakse üldiselt kohaldatavaid sätteid, käsitledes määruse eesmärgi ja rakendusalaga seotud küsimusi ning pühendades ühe eraldi artikli mõistetele, milles laiendatakse kõnealuses seaduses juba vaadeldud mõisteid. Teises peatükis reguleeritakse territooriumi tsoonideks jagamist, määrates üksikasjalikult kindlaks territooriumi alad, mis kuuluvad tsoonidesse E1, E2, E3 ja E4 ning tugipunktid. Kolmandas peatükis kehtestatakse valgustust reguleeriv kord, sealhulgas tehniline normatiiv ja ajaline režiim, ning neljandas ja viiendas peatükis reguleeritakse vastavalt ametiasutuste tegevust ning karistamise korda ja uurimise ja karistamisega seotud pädevust. 33

34 1.4.3 Itaalia Regionaalseid seaduseid valgusreostuse vastu on rakendatud 15-nes Itaalia piirkonnas (Lombardia 17/00, EmiliaRomagna 113/03, Marche 02/10, Lazio 23/00, Campania 13/02, Veneto 22/97, Toscana 37/00, Piemonte 31/00, Valle d'aosta 17/98, Basilicata 41/00, Abruzzo 05/12, Umbria 20/05, Puglia 15/05, Friuli-Venezia Giulia 15/07 ja Liguria 22/07), mis katavad rohkem kui kaks kolmandikku Itaalia elanikest ja peamised linnad (Milano, Rooma, Venezia, Firenze, Bologna, Napoli). Esimese seaduse (Lombardia 17/00) pealkiri on järgmine: Kiireloomulised meetmed, et võidelda valgusreostuse vastu ja saavutada energiasäästu välisvalgustuses. Lubatud on 0% valgusti valgusvoo osa, mis kiirgub horisontaaltasandist ülespoole (ULOR) (0,49 cd/klm). Veneto 22/97 seadust muudeti ja täiendati ning võeti vastu augustis Lubatud on 3% valgusti valgusvoo osa, mis kiirgub horisontaaltasandist ülespoole (ULOR). Lisaks on olemas kolm Itaalia tehnilist standardreeglit, mis viitavad otseselt või kaudselt valgusreostusele (UNI10819, UNI10439, UNI9316). Viies Itaalia piirkonnas puuduvad hetkel seadused valgusreostuse kohta (Sardegna, Sicilia, Calabria, Trentino- Alto Adige and Molise). Viies seaduses kehtestatakse täielikult varjestatud valgusteid (0% ULOR) kõikides piirkondades. Mitmetes Itaalia regioonides kehtivad järgnevad eeskirjad: Täielikult varjestatud valgustid (0% ULOR) nii avaliku kui erasektori valgustuses. Valgusvoo ja ajalised piirangud reklaamplakatite ja stendidele. Mõned erandid kehtivad monumentidele ja ajalooliste hoonete valgustuses Kõrge värvustemperatuuriga lambid on lubatud piirangutega (mitte tänavavalgustuses) Kokkuvõte esmastest tehnilistest meetmetest valgusreostuse kohta on järgnev: 1. Sätteid tuleks rakendada kogu territooriumil ilma ebaefektiivsete alajaotisteta kaitsealades või ilma halvasti määratletud tsoneerimisega, kuna valgusreostus levib väga kaugele allikatest. 2. Sätteid tuleb selgelt rakendada ka kõigi uute avaliku ja erasektori valgustusseadmetega. 3. Valgusreostust, mis on tingitud peegeldustest valgustatud pindadelt, tuleks piirata ülevalgustuse keeluga ja viia jõusse valgusvoo reduktorite õigel ajal kasutamine või välja lülitamine, millal iganes on see võimalik. Kui standardreegel ohutusele on olemas, siis keskmine heledus või valgustatus ei tohiks ületada minimaalset väärtust, mis on vajalik ohutuse tagamiseks (nt teed, matka- ja tööalad). Suurim heledus, mis võib lubada teist tüüpi valgustusele on 1 cd/m 2 (nt hoonete valgustus). 4. Seadmetest otse ülesse mistahes suunas üle horisontaaltasapinna kiiratut valguse piirangud tuleks saavutada kasutades parameetrit, mis sõltub valguse suunast mitte aga integreeritud valgusevoost. Hea parameeter on valguse intensiivsus (valgustugevus) valgusvoo ühiku kohta cd/klm (kandela kilo luumeni kohta). Valguskiirgust väikesel nurgal üle horisondi (esimene 45 ), tuleks piirata väga hoolikalt, sest see on kõige efektiivsem tootma valgusreostust. 5. Otse ülespoole suunatud valguskiirgus tuleks piirata kuni 0 cd 1000 valgusvoo luumeni kohta igas suunas üle horisontaaltasapinna (γ võrdne või suurem kui 90 ) peaaegu igasuguse valgustuspaigaldise jaoks. 34

35 6. Ehitused ja monumendid peaksid olema valgustatud ülevalt alla, samade ülaltoodud piirangutega välja arvatud juhtudel, kus on tõestatud, et see ei ole võimalik. 7. Suurte alade valgustusseadmed peavad täitma samu eespool toodud piiranguid (punkt 5) 8. Kasutada tuleks ainult suure kasuteguriga lampe, sest nad säästavad energiat ja toodavad vähem valgusreostust. 9. Ülespoole suunatud valguskiired, majakad (meremärgid, märgutuled) jms helendav tuleb keelata, sest nad häirivad autojuhte ja ohustavad liiklust. 10. Karistused mitte nõuetele vastavate seadmetele peavad olema proportsionaalsed seadmete arvuga. 11. Olemasolevad seadeldised, mis toodavad suures koguses valgusreostust, tuleks ümber ehitada. 12. Professionaalsete valgustusinseneride poolt loodud mistahes valgustusseadmed peaks olema kohustuslikud. Lisaks: 1. igas linna piirkonnas avaliku ja erasektori öine välisvalgustuse valgusvoo aastane kasvumäär ei tohi ületada 2%; 2. igas linna piirkonnas avaliku ja erasektori öine välisvalgustuse elektri tarbimise aastane kasvumäär ei tohi ületada 1,5%; 3. valgustusseadmest allapoole kiirgava väljaspool valgustatud pinda murdosa valgusvoogu tuleks täpselt vähendada nii palju kui võimalik. Aastase öise välisvalgustuse elektrienergia tarbimise kasvumäära piirmäär on seadusega jõustunud mõnedes Itaalia piirkondades Austraalia [36, 52] Austraalias on mitmeid standardeid, mis reguleerivad välisvalgustust. Standard AS sätestab suunised välisvalgustuse poolt pealetükkiva mõju kontrollile ja annab soovitatavad piirid olulistele valgustuse parameetritele, et hoida need mõjud lubatud tasemel. Standard viitab võimalikule valgustussüsteemide mõjule lähedalasuvatele elanikele, külgnevate teede kasutajatele ja transpordi signalisatsioonisüsteemidele ning astronoomilistele vaatlustele. Standard ei kehti teevalgustusele; seestpoolt valgustatud reklaamsiltidele; eredalt valgustatud pindadele; valgustussüsteemidele, mis on paigaldatud ringhäälingu, televisiooni jaoks ja valgustussüsteemidele, mis on tsüklilised või vilguvad. Austraalia ja Uus-Meremaa standard 1152 (AS/NZS 1158) sätestab avaliku valgustuse kasutamise ja paigaldamise nõuded. AS / NZS 1158 jagab avaliku sektori valgustuse kahte põhikategooriasse: Kategooria V: sõiduki ja magistraaltee liiklus ning kategooria P: väikesed teed ja avalik ruum. 35

36 1.4.5 Kanada [36] Mississippi Mills'i linnavalitsus on sätestanud sundmääruse (nr ), et reguleerida välisvalgustust ja kontrollida valgusreostust, tagamaks vastutusrikast valgustust, valgusreostuse vähendamist ja öötaeva keskkonna kaitset. Sundmäärus on üsna üksikasjalikult arvestanud, millist tüüpi valgustid on lubatud erinevates rakendustes nagu: hooned ja rajatised, sealhulgas varikatused; meelelahutus valdkonnad; parkla valgustus, maastiku valgustus; stendide ja reklaamplakatite valgustus, avaliku ja erasektori tänavavalgustus; ekraani ja teeninduspiirkonna valgustus, avaliku ja erasektori jalgtee valgustus; maaelu laudahoonete valgustus; elamumaa valgustus ja välisvalgustuses kõigile elamumaa-, äri-, tööstuse, asutuste ja provintside ja föderaalvalitsuse kasutuses, kui ei ole sätestatud teisiti. Soovitatav välisvalgustuse lambitüüp on madalarõhunaatriumi (LPS) lamp ja kõrgrõhunaatriumlamp (HPS). Kasutada võib ka teisi suure valgustugevusega lahenduslampe (HID) (metallhalogeniid, elavhõbe), juhul kui nad on nõuetekohaselt varjestatud. Hõõg-ja päevavalguslampide valgus on samuti vastuvõetavad, kui nad on korralikult varjestatud, kusjuures kvarts halogeenlampe ei ole soovitatav kasutada. Sundmäärus sätestab, et kõik uued kohaliku omavalitsuse tänavavalgustuslambid peavad olema varjestatud ning paigaldatud vastavalt IESNA standarditele. (IESNA- Illuminating Engineering Society of North America) USA [59] Ameerika Ühendriikides on palju erinevaid määrusi ja seadusi riigi tasandil, mis puudutavad valgusreostust. Valgusreostust on piiramas ka paljud osariigid: Arizona, Arkansas, California, Colorado, Connecticut, Delaware, Hawaii, Maine, Michigan, Minnesota, Montana, New Hampshire, New Mexico, Rhode Island, Texas, Vermont, Virginia, Wisconsin, Wyoming. Siinkohal mõned väljavõtted neljast osariigist: Connecticuti osariik Seadus nõuab, et sõidutee valgustus oleks disainitud nii, et oleks tagatud energiasääst ja välditud pimestamine ning kasutatakse minimaalset valgustust, mis on vaja oma eesmärgi täitmiseks. Valgustid, mille võimsus on 1800 luumenit (125 vatti pirni valgustus) või rohkem riikide kesk-ja eriteenistuse maanteedel tuleb kavandada nii, et vältida valguse kiirgumist üle horisontaaltasapinna (st valgustid varjestatakse). Arizona osariik Seadus nõuab, et kõik välisvalgustid (va lennujaama navigatsioonituled) oleksid täielikult või osaliselt varjestatud. See nõue ei kehti hõõglampidele, mille võimsus on 150 vatti või teistele lampidele, mille võimsus on 70 vatti või alla selle. Tänavavalgustus on käesoleva nõude täitmisest vabastatud, kui varjestust ei ole tootja poolt seatud. Erinevalt Connecticuti seadustest, kehtib see nõue kõigile valgustitele. Maine'i osariik Seadus kohaldatakse kõikidele riigi rahastatud valgustusseadmete. See takistab ka riigi vahenditest paigaldada või asendada välisvalgustid, mis ületavad minimaalse valgustatuse, mis on soovitatud taotlusega Illuminating Engineering Society of America ja USA transpordiministeeriumi poolt. Nagu Connecticut seaduses, valgustid nimivõimsusega 1800 luumenit, tuleb projekteerida selliselt, et valgust ei kiirguks üle horisontaaltasapinna. Maanteede puhul tuleb arvestada räiguse piiramisega ja pealetükkiva valgusega. New Mexico osariik Seadus nõuab, et uus välisvalgustus, teatavate eranditega, peab olema varjestatud allpoole horisontaaltasapinna või välja lülitatud pärast kell 11:00 õhtul. See nõuab, et mittevastavad olemasolevad seadmed asendada reeglipäraste seadmetega, kui need on kasutuskõlbmatud. Põllumajandus-, tööstus ja kaevandamise või nafta ja gaasi rajatiste ning stendi valgustus on sellest nõudest vabastatud. 36

37 Esimene määrus, valgusreostuse vastu toodi sisse Flagsta, Arizona 1958; elavhõbedalampide keelu määrus jõustus Arizonases Siinkohal ühe valgustusregulatsiooni juhised väikestele eeslinnadele ja alarajoonidele, mille on koostanud IDA - International Dark-Sky Association. Regulatsiooni eesmärk on: Võimaldada mõistliku välisvalgustuse kasutamist öisel ajal tagamaks ohutust, kasulikkust ja turvalisust Piirata öötaeva visuaalsete vaatluste halvenemist Piirata välisvalgustust, mis on valesti suunatud, liigne või mittevajalik, et minimeerida pimestamist ja pealetükkivat valgust Säästa võimalikult suures ulatuses energiat ja ressursse Aidata kaitsta looduskeskkonda öövalgustuse kahjulike mõjude eest Kõik välivalgustusseadmed (valgustid), peavad olema paigaldatud vastavalt käesolevale määrusele, mida kohaldatakse ja vastava loa ja kontrolli eest, kui see on nõutav. Kõik valgustusseadmed peavad olema konstrueeritud ja paigaldatud täielikult varjestatult, välja arvatud erandid allpool, ning lampide maksimumvõimsus on 250 vatti HID erasektori valgustusel, 100 W hõõglampidel ja 26 W kompaktluminofoorlampidel elamu valgustuses (ehk umbes 1600 luumenit). Elamupiirkondades peaks valgus olema varjestatud nii, et lamp ise või lambi kujutis ei ole otseselt nähtav. Valgustus, mis on vabastatud antud määrusest: Valgustus basseinides ja mujal vee seadeldistes Väljapääsumärkide ja muu valgustus Treppide ja kaldteede valgustus Reklaamplakatite ja stendide valgustus Puhke ja vabaaja veetmise valgustus Spordirajatiste valgustus; ainult asutuse loa alusel, et on astutud samme vähendamaks räigust ja pealetükkivat valgust Soome [36, 51, 52] Soome Keskkonnauuringute keskuse Syke uuringu kohaselt on ülemaailmne valgusreostuse suurenemise tendents ilmne ka Soomes. Hinnanguliselt mitte rohkem kui üks kolmandik Soomest on mõjutatud valgusreostusest. Soome keskkonnakaitse seadus ( /86) ei anna väga üksikasjalike regulatsioone (korraldusi) valgusreostusele. Seadus käsitleb inimtegevuse tagajärjel tekkinud keskkonnareostust (kemikaalid, energia, müra, vibratsioon, kiirgus, valgus, soojus ja lõhn), mis kas üksikult või kombineeritult võivad muuhulgas põhjustada: ohtu tervisele, kahju keskkonnale ja loodusvarade kasutamise piiranguid. 37

38 1.4.8 T²ehhi T²ehhi oli esimene riik aastal 2002, kes võttis vastu riikliku seaduse [57], mis keelab valgusreostuse. Seaduses deneeritakse valgusreostust, kui igas vormis kunstlikku valgust, mis kiirgab väljapoole ala, milleks see pole ettenähtud. Seadus järgib Lombardia (Itaalia) seaduses olevaid juhiseid [58]. Seadus hõlmab ka kasvuhoonegaaside paiskamist atmosfääri. Otse ülespoole suunatud valguskiirgus tuleks piirata kuni 0 cd 1000 valgusvoo luumeni kohta igas suunas üle horisontaaltasapinna (see tähendab lambid on täielikult varjestatud). Seaduses on kehtestatud trahvimäärad CZK ( e), mis sätestatakse isikutele, kes rikuvad vähemalt ühte kehtestatud seaduses ettenähtud kohustustust [36]. Tsehhis tegutseb ka Astronoomia ühendus, mis tegeleb valgusereostuse uurimisega T²iili Vastavalt Keskkonnaministeeriumile, on T²iili ainus riik maailmas (alates 1998), kus on olemas määrused valgusreostuse kiirguse piirväärtustega (D.S.N º 686/98). See täiustatud õigusakt on suuresti tingitud suure hulga astronoomiliste observatooriumite pärast (nt Cerro Pachón, Cerro Tololo) T²iilis [36]. Standard määratleb, et lambid, mille valgusvoog on võrdne või vähem kui luumenit ei tohi kiirata rohkem kui 0,8% oma nominaalsest valgusvoost üle horisontaaltasapinna. Lambid, mille valgusvoog on üle lm ei tohiks lasta kiirgust rohkem kui 1,8% ulatuses oma nominaalsest valgusvoost üle horisontaaltasapinna. Välisvalgustuses kasutuses olevate lampide spekter peab olema piiratud nähtava valguse alaga (350 kuni 760 nm) ja valgusviljakus ei saa olla väiksem kui 80 lm/w (ei võimalda kasutada elavhõbelampe). Erinevad kiirguse piirväärtused on antud projektor valgustitele. Lambid, mille valgusvoog on alla 9000 lm ei saa lasta rohkem kiirgust kui 5% ulatuses nominaalsest valgusvoost üle horisontaaltasapinna, ja lambid, mis on võimsamad kui 9000 lm on nagu tavalised lambid. Lambid, mis on mõeldud spordirajatiste valgustamiseks, peaks järgima esitatud piirmäärasid pärast kella 02:00 ja lambid, mida kasutatakse stendi valgustuses pärast kella 01:00. Laser projektoreid, mis on suunatud üle horisontaaltasapinna, ei tohi kasutada üldse pärast kella 02:00 öösel. Standard määratleb ka tingimused laboratoorsetel mõõtmistel kasutatavatele lampidele [36] Saksamaa Saksamaal on mitmeid amatöörastronoomide poolt loodud organisatsioone (nt Dark Sky), kes võitlevad valgusreostuse vastu. Tänavavalgustuslambid peamistel teedel on varjestatud. Minimaalsed heleduse piirmäärad on esitatud normis: DIN 5044 ning need jäävad vahemikku 0,3 ja 2 cd/m 2 sõltuvalt tänavast ja liikluse tihedusest. Kui öösel tänavaliiklus on vähenenud, siis lülitatakse iga teine lamp välja. Lisaks on madalarõhunaatriumlambid väljavahetatud kõrgrõhu naatriumlampide vastu [50] Sloveenia 30. augustil 2007 võeti vastu uus Valgusreostuse seadus Sloveenias [5456]. Seaduse väiksem ülevaatus ja kontroll tehti novembris 2007 ja suurem juulis Seadus koosneb 31 artiklist. Uuel seadusel on mitmeid positiivseid mõjusid. See keelab valguse kiirgumist üle horisontaaltasapinna, mis on peamine valgusreostuse allikas. Varjestatud lambid toodavad ka vähem räigust, parandavad liiklusohutust ja suurendavad nähtavust. Seadus nõuab energia koguse vähendamist, mida kasutatakse avaliku valgustuse jaoks. See tähendab, et omavalitsused peavad suurendama energia tõhusust. Valgustust tuleks kasutada seal, 38

39 kus seda on vaja ja vajamineva aja jooksul. Öösel, kui liiklust pole tuleks valgustust vähendada. Kultuuriobjekte, -pärandeid ja -hooneid nagu kirikud tuleks valgustada vähesel määral. Seadus aitab säilitada bioloogilist mitmekesisust (üks EL peamisi eesmärke) Sloveenias elab 2 miljonit inimest ning kümne aasta pärast (kui valgustus on täielikult reguleeritud vastavalt õigusnõuetele) loodetakse kuni 10 miljoni euro eest energia säästu. Sloveenia on euroopa üks suuremaid elektritarbijaid tänavavalgustuses inimese kohta kwh/aastas (2007). Selle seaduse vastuvõtmine teeb Sloveenia üheks juhtivaks EL riigiks ja võib olla eeskujuks (mudeliks) paljudele riikidele, kellel puuduvad vastavad seadused selles vallas. Seaduse kokkuvõte: Seadus nõuab, et tuleb kasutada valgusteid, mis kiirgavad 0.00 cd/klm valgust üle horisontaaltasapinna, ning see on rangem nõue, kui Lombardia (Itaalia) regioonis, kus lubatakse 0 cd/klm üle 90 kraadi (praktikas tähendab see 0,49 cd/klm). Seadus ei kehti: 1. turvavalgustusele ja teede-, raudtee ning liiklus märgistustele samuti avalikel ja privaatsetel üritustel; 2. ehisvalgustusele (decorative illumination) ajavahemikus 10. detsember kuni 15 jaanuar. Sloveenias ei ole hetkel ühtegi standardit, mis reguleerib turvavalgustust. Artikkel 4: Valgustus keskkonnasõbralikke valgustitega. Välisvalgustuses võib kasutada neid valgusteid, kus 0% kiirgust läheb üle horisontaaltasapinna. Erandiks on kultuurimonumendid, kus vähem kui 5% valguskiirgust läheb üle horisontaaltasapinna, võib kasutada järgnevatel tingimustel: Valgusti võimsus peaks olema väiksem kui 20 W Keskmine valgustihedus on väiksem kui 2 lx Liikluskiirus sellel alal peaks olema väiksem kui 30 km/h Artikkel 5: Avaliku kohtade ja teede valgustuse väärtuste eesmärgid. Aastase avaliku sektori valgustuse elektri tarbimine valla (omavalitsuse) elaniku kohta ei tohiks ületada 44,5 kwh. Avaliku teede ja kiirteede valgustuse tarbimine aastas elaniku kohta ei tohi ületada 5,5 kwh. Kogu elektri tarbimine elaniku kohta piirataks 50 kwh -ni. Aastal 2007 kasutas Sloveenia avaliku valgustust umbes 90 kwh/elaniku kohta. Plaan on saavutada 50 kwh, ning see saavutatakse vähendades öist valgustust ja vahetades välja vanad, liiga tugevad ja üle horisontaaltasapinna helendavaid valgustid. Artikkel 6: Lennujaamade, sadamate ja raudteede valgustus. Lennujaamades, sadamates ja raudteejaamades tuleb kasutada 0% üle horisondi kiirgavaid valgusteid. Artikkel 7: Tootmishoonete valgustus. Tootmishoonetes tuleb kasutada 0% üle horisondi kiirgavaid valgusteid. Maksimaalsed valgustite kiirgustihedused on järgmised: 0,090 W/m 2 tootmisprotsessi ajal ja 30 min enne ja pärast protsessi lõppu 0,015 W/m 2 väljaspool tootmisprotsessi aega. Sõltumata piina piirangutest võib kasutada kuni 300 W valgusteid igas tootmisrajatistes. 39

40 Artikkel 8: Ärihoonete valgustus. Ärihoonetes tuleb kasutada 0% üle horisontaaltasapinna kiirgavaid valgusteid. Maksimaalsed valgustite kiirgustihedused on järgmised: 0,075 W/m 2 tootmisprotsessi ajal ja 30 min enne ja pärast protsessi lõppu 0,015 W/m 2 väljaspool tootmisprotsessi aega. Sõltumata pinna piirangutest võib kasutada kuni 180 W valgusteid igas tootmishoones. Artikkel 9: Institutsioonide (asutuste) valgustus. Asutustes (koolides, omavalitsustes, lasteaedades, jne.) tuleb kasutada 0% üle horisontaaltasapinna kiirgavaid valgusteid. Maksimaalsed valgustite kiirgustihedused on järgmised: 0,060 W/m 2 tegevuse ajal ja 30 min enne ja pärast tegevuse lõppu 0,015 W/m 2 väljaspool tegevuse aega. Sõltumata pinna piirangutest võib kasutada kuni 180 W valgusteid igas asutuses. Artikkel 10: Fassaadide valgustus. Fassaadide valgustamiseks tuleb kasutada 0% üle horisontaaltasapinna kiirgavaid valgusteid. Fassaadi valgustatud osa keskmine heledus ei tohi ületada 1 cd/m 2 Artikkel 11: Kultuurimonumentide valgustus. Kultuurimonumentide valgustatud osa heledus ei tohi ületada 1 cd/m 2. Valgustatud osad peavad olema kuni 1 m allpool katuse madalamast osast või monumendi tipust 1 m all nende monumentide puhul, mille puuduvad katused. Mitte rohkem kui 10% valgusest võib minna mööda kultuurmonumendi fassaadist. Artikkel 12: Ohustatud liikide kaitse. Kui hoones on ohustatud loomade liike, siis neid pindu, kus asuvad loomade alalised elukohad näiteks pesad, ei tohi valgustada. Artikkel 13: Reklaamobjektide ja stendide valgustus. Reklaamobjekte võib valgustada, kui nad asuvad elamumaa piirkonnas koos avalike pindadega, mida valgustatakse tee või avaliku pinna valgustiga. Eelistada seestpoolt valgustamist. Väljastpoolt valgustamine lubatud, kui: Stendi pindala on suurem kui 20 m 2 Valgustus väljalülitatud vahemikus 0: Vähemalt 3 järjestiku pilti Tabel 1.1: presentation 4th ISDSP [56] Suurus Ülemine piir (m) (W/m 2 ) > 18, ,5-18,5 27 3,5-12, ,5 60 <

41 Artikkel 14: Spordirajatiste valgustus [56]. Spordirajatiste valgustamiseks tuleb kasutada ainult 0% üle horisontaaltasapinna kiirgavaid valgusteid. Seejuures valgustus tuleb kustutada hiljemalt 1 tund peale spordivõistlusi või teiste ürituste lõppu. Võimsuse piiranguid ei ole. Lubatud on täiesti varjestatud asümeetrilised prožektorid. ULOR kuni 5% ainult elamiskõlblikul pinnal Valgustus väljalülitatud kella st või vähemalt tund pärast ürituse lõppu Artikkel 15: Ehitusplatside valgustus. Ehitusplatside valgustamisel ei ole seatud mingeid piiranguid töö ajal. Peale töö lõppu tuleb kasutada ainult 0% üle horisontaaltasapinna kiirgavaid valgusteid. Võimsuse piiranguid ei ole. Artikkel 16: Keelud [56]. Sky-beamers (taeva kiirgajad) tuleks keelata. Hoonete seinte valgustamine on keelatud seal, kus on elamu aknad. Kõik valgustid välja lülitada päevasel ajal väljaarvatud lennujaamad või kui esinevad halvad ilmastiku tingimused Valguskahurid on rangelt keelatud Hoonete valgustamine on keelatud, kui seal inimesed veedavad suurema osa ajast Artikkel 17: Turvaruumide valgustamise piirangud. Tabel 1.2: Turvaruumide valgustamise piirangud Kaugus akna ja Valgustamine õhtul Valgustamine kella valgustatud ala vahel (m) kuni (lx) 24-st hommikuni (lx) Kuni üle ,2 Artikkel 26: Rikkumised. Rikkumiste trahvid on 600 e, e ja e Artikkel 27: Standardite kasutamine. Lennujaamade, sadamate, ärihoonete, tootmishoonete ja asutuste valgustamiseks tuleb kohaldada (rakendada) SIST EN standardit. Töökoha valgustus ei tohi olla rohkem kui 10% kõrgem kui standardis kirjas. Reaalsed mõjud antud seadusega: Vanade mittesobilike valgustite vahetamine on toonud kaasa: vähem räigust ja rohkem turvalisust teedel energiasäästu (40% mõnedes Ljubljana tänavatel) ratsionaalseid valgustusplaane paljudel juhtudel Mõned uued probleemid on tekkinud: valge valgusega valgustite kasutamise kasv liialdatud valgustus mõnedel juhtudel ebatõhusate piirangute tõttu 41

42 Poola Kõige enam on valguse poolt reostatud Silesia, Varsav, Wroslaw ja Poznan [53]. Alates 1990 on elevhõbedalambid naatriumlampide vastu väljavahetatud. Poolas puuduvad vastavad standardid ja seadused, mis reguleeriksid valgusreostust (Ciemne Niebo). Esimene tõhus valgusereostuse vastu võitlev organisatsioon on Polaris-Opp assotsiatsioon. Aastal 2004 loodi ametlikult üleriigiline Dark Sky programm. Programmi põhisuunad on kooskõlas rahvusvahelise Dark Sky (IDA) tegevusega Prantsusmaa Prantsusmaa linn Toulouse on esimesena maailmas rajamas intelligentset tänavavalgustussüsteemi, mis lülitab laterna täisvõimsusel tööle alles siis, kui keegi mööda öist tänavat liigub [32]. Jalakäija tuvastamiseks kasutatakse infrapunasensoreid. Linna eesmärgiks on vähendada tänavavalgustusele kuluvat energiakogust kuni 50 protsenti. Väidetavalt on Prantsusmaal alles jäänud kõigest mõned üksikud kohad, kus võib nautida öist tähistaevast. Nendeks on Korsika saar Vahemeres ja mägine Quercy piirkond Prantsusmaa siseosas. Mitmed väiksemad Euroopa linnad on sarnaselt Toulouse'iga tegemas plaane tänavavalgustusele kuluva energiakoguse vähendamiseks Suurbritannia Inglismaal ja Walesis on olemas seadus: Clean Neighbourhoods and Environment Act 2005 ning ŠÐotimaal Public Health Act Need seadused laiendavad Keskkonnakaitse seaduse (Environmental Protection Act 1990) sätteid [6568]. Valgusreostuse vastu võitlevad Inglismaal The Campaign to Protect Rural England (CPRE) ja The British Astronomical Association's Campaign for Dark Skies (CfDS). Kampaania (CfDS) loodi astronoomia liikumise British Astronomical Association (BAA) poolt aastal 1989, et võidelda üha kasvava taeva heleduse vastu. ILP (Institution of Lighting Professionals) on Suurbritannia ja Iirimaa suurim ja mõjukaim professionaalsete valgustite ühing, mille eesmärk on edendada tipptasemel igasugust valgustust. Siinkohal kokkuvõte ILP poolt aastal väljaantud juhised valgusreostuse vähendamiseks: Hea disain võrdub hea valgustusega. Mistahes valgustusseade koosneb kolmest põhielemendist: valgusallikas, valgusti ja paigaldusviis. Kasutage spetsiaalseid valgustusseadmeid, mis minimeerivad valguse levikut horisontaaltasapinnast ülespoole. Kõige tundlikum/kriitilisem tsoon taevakuma minimeerimiseks on 90 ja 100 vahel. Vähendage räigust miinimumini! Selleks tagage, et kõik valguskiired, mis langevad vaatlejale, ei ületaks 70. Kui valgustate vertikaalseid objekte nagu reklaamsilte, siis suunake valgus allapoole. Kui puudub alternatiiv üles valgustamisele nagu näiteks hoonete ehisvalgustus, siis varjestuse kasutamine aitab vähendada valgusreostust. Kui valgustatud ala asub kahe tsooni piiril, siis valgusreostuse piirväärtused peaksid olema need, mida kohaldatakse kõige rangemale tsoonile. 42

43 Tabel 1.3: Keskkonna tsoonid Tsoon Ümbrus Valgustuskeskkond Näide E0 kaitstud pime UNESCO Starlight Reserves, IDA Dark Sky Parks E1 looduslik loomuomaselt pime rahvuspargid, looduskaunid kohad jne E2 maa madal heledus küla või suhteliselt pimedad äärelinna kohad E3 äärelinn keskmine heledus väikesed linna keskused ja äärelinna alad E4 linn kõrge heledus kesklinn Tabel 1.4: Välisrajatiste valgusreostuse piirväärtused (tavavaatlejad) Hoone Kesk- Taeva- Häiriv valgus (akendesse) Valgustugevus valgustus konna heledus Ev [lux] I [cd] enne tsoon ULR piirangu- [Max %] Enne Pärast Enne Pärast aega. piirangu- piirangu- piirangu- piirangu- keskmine aega aega aega aega L [cd/m2] E E a 2, E , E ,000 1, E ,000 2, a Lubatud ainult avaliku tee valgustusrajatistele Tabel 1.5: Välisrajatiste valgusreostuse piirväärtused (liiklejad) Teevalgustusklassid a Heledusläve kõrgenemistegur (TI) Loorheledus (Lv) Mitte teevalgustus 15% põhineb heledusel 0.1 cd/m ME6/ME5 15% põhineb heledusel 1 cd/m ME4/ME3 15% põhineb heledusel 2 cd/m ME2/ME1 15% põhineb heledusel 5 cd/m a EN : Valgusreostuse seadusandluse vajadusest Eestis Hetkel puuduvad Eestis seadused, mis reguleeriksid mõistlikku valguse kasutamist ning keelaksid valgusreostuse tekitamist. Välisvalgustuse rajamisel ja renoveerimisel lähtutakse riigi ja omavalitsuste tasemel peamiselt teevalgustuse standarditest ja senisest praktikast. Seejuures tõdevad nii välisvalgusteid müüvad ja paigaldavad rmad, kui ka näiteks Maanteeamet, et pigem valgustatakse üle ja tegeletakse liiga vähe säästlike süsteemide rakendamisega, sest puudub vastav oskusteave. Seda on näha ka kõige uuemate teelõikude juures, et kasutatakse valgusreostust tekitavaid lampe ja liiklejatele tekitatakse linnavälistel ristmikel ja viaduktidel liiga hea valgustuse tõttu pimedatele aladele sõitmisel raskusi pimedusega kohanemisega. Selline olukord väsitab autojuhte ning muudab liiklejad sõltuvaks heast valgustusest, samuti tekitab kohustuse paigaldada valgussüsteeme ka mitteva- 43

44 jalikesse kohtadesse või keskkonnatundlikele aladele. Kuna maanteid valgustatakse aina rohkem, siis on selge, et valgus levib aina kaugemale traditsioonilistest valgusreostuse piirkondadest - asulatest. Suhteliselt rikkaliku loodusega Eestis seetõttu häiritakse aina enam elusloodust. Ebapiisava rahastuse tõttu püüavad mitmed omavalitsused vähendada avalikku välisvalgustust. Seda tehakse meelevaldselt, mistõttu on inimesed muutunud energia säästmise suhtes vaenulikeks. Selleks on omavalitsused ka põhjust andnud, kuna samal ajal raisatakse energiat monumentide, kirikute, lipumastide, mänguväljakute jne valgustamiseks öösel ning samal ajal kasutatakse massiliselt valgusreostust tekitavaid valgusallikaid näiteks parkides. Riiklik seadus aitaks kindlasti vältida seda, et olulised teed oleks normidekohase valgustusega. Seaduste vajadust on näha kõikjal. Ettevõtted ja eraisikud valgustavad oma territooriume oskamatult, mistõttu valgus levib loodusesse või pimestatakse liiklejaid, häiritakse kohalikke elanikke, kasutatakse turvasüsteemide asemel valgusteid. Kõige suuremateks valgusreostajateks on sadamad ja raudtee alad, kuna seal kasutatakse väga võimsaid valgusteid ja ilmselt energia kokkuhoid pole prioriteediks. Näiteks Tallinna Sadama tuled paistavad kümnete kilomeetrite kaugusele. Kindlasti on vaja kontrolli omada valgustatud reklaamide üle. Samuti on palju valgusteid, mis töötavad ööpäevaringselt või lülituvad sisse juba valgel ajal. Enamus uusehitisi omavad fassaadi valgustust, samuti on väga levinud valgustamine alt-üles suunal. Täielikult puudub kontroll eravaldustesse paigaldatavate valgustite üle. Valgust kasutatakse kõikjal kogu öö jooksul, mitte vajaduse põhimõttel. Teiste riikide andmete põhjal võib Eestis kuluda % kogu tarbitavast elektrienergiast valgusreostuse tekitamiseks. Seega valgusreostuseks ehk taeva valgustamiseks kulub Eestis rohkem kui 100 miljonit eurot. Kõige olulisem on see, et välisvalgust kasutatakse aina rohkem, valgustid muutuvad valgusviljakamaks, mistõttu jõuab potentsiaalselt aina rohkem valgust keskkonda. Samuti ei tunnista näiteks enamus omavalitsusi, et valgust kasutatakse ebaefektiivselt, vaid soovitakse võimalusel veel rohkem valgustada, mida põhjendatakse turvalisuse ja ohutuse suurendamise vajadusega. Unustatakse ära, et ohutust ja turvalisust suurendavaid tegureid on teisigi (näiteks teehooldus, märgistamine, vastav propaganda, korrakaitseüksuste toetamine, turvakaamerate kasutamine, elanike informeerimine, valgusräiguse kaotamine, noorte vaba aja sisustamine jne). Hetkel ega ka lähitulevikus ei ole oodata Euroopa Liidus ühtset valgusreostuse seadust kõigile liikmesriikidele. Valgusreostuse seaduseid on kehtestatud mitmetes Euroopa riikides ja piirkondades ning nende mõju on olnud positiivne, näiteks Sloveenial on plaan vähendada iga elaniku kohta tarbitavat aastast avaliku sektori välisvalgustuse energiakulu 90kWh (2007) kuni 44,5kWh (2017). Eesti suurimas omavalitsuses kulub välisvalgustusele inimese kohta aastas 87kWh (reaalselt säästu kasutades 77 kwh), kuid näiteks Haapsalus on vastavaks numbriks 183kWh. Aegunud valgusussüsteemidega asulates on võimalik energiakulusid vähendada kuni 70 %. 44

45 Kirjandus [1] EVS-EN 12665:2005. Valgus ja valgustus. Põhioskussõnad ja valgustusnõuete valiku alused. [2] EVS-EN :2007. Töökohavalgustus. Osa2, Välistöökohad. [3] EVS-EN :2007. Teevalgustus. Osa2, Teostusnõuded. [4] Keskkonnaseadustiku üldosa seadus (KSÜS). [5] Keskkonna seadustiku eriosa seaduse eelnõu seletuskiri (KSES). [6] LUCI linnavalgustuse harta Säästvuse edendamine valgustuses. sort=elex_akt.akt_vkp&toprint=1 [7] Välisõhu kaitse seadus. [8] Tallinna linna teevalgustusnormid, elex_akt.akt_vkp [9] Tallinna säästva energiamajanduse tegevuskava aastateks sort=elex_akt.akt_vkp [10] Tallinna linna välisvalgustuse suunad aastateks sort=elex_akt.akt_vkp [11] Estivo. Tänavavalgustuse rekonstrueerimise konsultatsioonid, valgussaaste. [12] Energiasääst ja loodushoid. Raivo Teemets. _Energiasaast_ja_loodushoid.pdf [13] Korge, H. Radiomeetria. Fotomeetria: foto.pdf [14] Voolaid, H. Optika, loengukursuse lofy konspekt.: [15] Roheline raamat, Valguse tulevik, Euroopa komisjon, Brüssel FIN:ET:PDF 45

46 [16] Rakvere linna säästva energia kava Partner_Outputs/PO-WP4/Rakvere_WP4_3.pdf [17] Tänavavalgustus: [18] Erinevad valgustite tüübid (õpiobjekt). 20elektrivalgustus.zip/index.html [19] Valgusallikatest: [20] Valgustehnika täiendkoolitus. loengumaterjalid Tiiu Tamm, Tallinna Tehnikaülikool. Elektriajamite ja jõuelektroonikainstituut. Valgustustehnika%20taiend6pe%20EL.pdf [21] Keskkonnaministeerium: [22] Keskkonnaamet: [23] Eesti Tarbijakaitse Liit: [24] SA Keskkonnaõiguse keskus: [25] Majandus ja kommunikatsiooniministeerium: [26] Valgusega reostajad ei hooli tähistaevast ja öörahu ihkajatest, ja-oorahu-ihkajatest.d?id= [27] Kes varastas taevast Linnutee?., [28] Valgusreostus võimendub: linnades on pilvine öö 10 korda heledam kui selge., pilvine-oo-10-korda-heledam-kui-selge.d?id= [29] Pärnu saab toetust tänavavalgustuse kaasajastamiseks: 1&Parnu-saab-toetust-tanavavalgustuse-kaasajastamiseks [30] Haapsalu kavandab säästvamat tänavavalgustust: ERR: [31] Tartus liigub idee viia tänavavalgustus üle LED-lampidele: tanavavalgustus-ule-led-lampidele/ [32] Prantsusmaa katsetab uut säästlikku tänavavalgustust: [33] Ajakiri Imeline teadus 7/12 [34] International Dark-Sky Association: [35] About Light Pollution: 46

47 [36] Teikari, P Light pollution: Denition,legislation, measurement, modeling and environmental eects, [37] Obtrusive Light: Light.pdf [38] Guidelines for good exterior lighting plans: [39] International commission on illumination: [40] Light pollution intelligent lighting: [41] What is light pollution?: [42] The articial night sky brightness at occultation obsverning stations in Europe: [43] Euroopa komisjon: [44] Euroopa parlament [45] Europe direct [46] EUR-Lex. Euroopa Liidu õigusaktid: [47] Euroopa komisjoni määrus (EÜ) nr 245/2009 : LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2009:076:0017:0044:ET:PDF [48] Noise and light pollution. Doc [49] 2005/32/EC Eco-Design Requirements for Energy Using Products :0029:EN:PDF [50] Euroopa Liidu WEEE-direktiiv. elektri-+ja+elektroonkaseadmete+j%e4%e4tmete+tekkevoogude+hindamine. pdf [51] RoHS 2002/95/EC :0023:en:PDF [52] Australian Standard AS [53] Ciemne Niebo Poola. [54] The Government of the Republic of Slovenia Passes a Light Pollution Law. [55] Slovene Light Pollution Law?adopted on 30 August

48 [56] Slovenian Light Pollution Legislation. Presentation for the 4th International Symposium for Darksky Parks. legislation.pdf [57] New Czech Republic national law prohibits light pollution., [58] Rules for Protecting the Night Environment? a necessary and sucient set. [59] Light Pollution Laws For Five States, Circa in_five_states.html [60] The Situation of Light Pollution In Germany. [61] Light pollution levels increasing in Finland also. domestic/1943-light-pollution-levels-increasing-in-finland-also [62] Light pollution - one of the forgotten environmental problems: [63] Vägledning för miljöanpassad utomhusbelysning. Miljöstyrningsradet: vagledn_utomhusbelysning_ pdf [64] Förstudie: Utomhusbelysning. Miljöstyrningsradet Rapport 2009: [65] Guidance notes for the reduction of obtusive light. [66] Light Pollution and the Law. [67] The Control of Obtrusive light through a Combined Approach Guidance as well as law in the UK [68] Environmental protection UK: light-pollution/ [69] Light Pollution: Environmental Eects of Roadway Lighting: 20PAPER.pdf [70] Kantaabria valitsus. Piirkondlik keskkonnaministeerium Dekreedi eelnõu, millega kiidetakse heaks määrus 9. Juuni Aasta Kantaabria seaduse nr 6/2006 valgussaaste vältimise kohta osaliseks edasiarendamiseks [71] The control of light pollution in Italy: [72] Illustrative report on the proposal of regional law: Ürgent measures to ght the light pollution and to achieve energy saving in the use of outdoor lighting": 48

49 [73] Light pollution in Italy. [74] Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) rahvusvaheline hispaania uurimiskeskus. [75] Ecological light pollution: 49

50

51 2. Valgusreostuse mõõtmised, metoodikad ja hetkeolukorra kaardistamine 2.1 Valgusreostuse põhjused Denitsiooni järgi on reostus on mingi ebasoovitava aine (nt. mürkaine, jäätmete) ülejääk keskonnas. Mingi aine võib osaleda reostusainena ka juhul, kui keskkonnas on loomulikult olemas selle aine teatud kontsentratsioon, aga see kontstentratsioon on ületatud. Valgusreostuse puhul osutub reostajaks elektromagnetiline kiirgus. Sel juhul on tegemist tehisliku päritoluga elektromagnetilise kiirgusega silmaga nähtaval lainepikkuste vahemikus. Üldjuhul saab valgusreostusest rääkida siis, kui tehislike valgusallikate poolt tekitatud valgus ületab looduslikku valgustusnivood ja kui see ületamine häirib normaalseid looduslikke protsesse (nt loomade elu, taimestiku kasvu jne) või inimeste elu (nt pimestab, takistab astronoomilisi vaatlusi, suurendab energiatarbimist jms). Kuigi valgusreostuse probleem ei ole äratanud ühiskonnas nii suurt tähelepanu kui teised reostuse liigid (tööstusjäätmed, heitgaasid jms) on viimastel aastakümnetel arusaam selle probleemi olemusest kasvanud. Samal ajal kasvab ka valgusreostus, kuna see on otseselt seotud linnastumisega, tööstus- ja äritegevusega. Seega valgusreostuse piiramise ja reguleerimise küsimus on tänapäeval saanud väga aktuaalseks. Valgusreostus on kunstliku valgustuse kahjulike mõjude üldine termin. Nende mõjude hulka kuuluvad taevakuma, üleliigne valgustus, pealetükkiv valgus. Taevakuma on nähtus, millal valgusallikatest lähtuv valgus satub atmosfääri (kas otse või peegeldatuna valgustatavatelt pindadelt). Õhumolekulidel ja õhus olevatel aerosoolidel hajunud valgus muudab taeva märgatava heledusega valgusallikaks - taevaheledus kasvab. Kui õhuniiskus või aerosoolide sisaldus (sudu) on suur, siis taevakuma on näha palja silmaga. Juhul, kui kuma ei ole otseselt märgatav, seda saab jälgida nähtavate tähtede piirtähesuuruse kahanemise järgi: normaalne inimene on ideaalsetes tingimustes võimeline nägema tähti kuni +6 m tähesuuruseni, linnatingimustes võib see väärtus kahaneda mitme tähesuuruse võrra. Taevakuma on tavaline nähtus linnades, kus valgusallikate arv on suur, seega kõige tugevam suurlinnades ja linnastutes. Üleliigne valgustus on olukord, kus valgustuse tase ületab vajalikku, või sisselülitatud valgust ei kasutata (nt sisselülitatud tänavavalgustus ajal, millal õues ei ole veel pime; valgustus supermarketi parklas kesköösel, kui parkla on tühi). Üleliigne valgustus viib energia mõttetule raiskamisele ja taevakuma tekitamisele. Pealetükkiv valgus on nähtus, millal otsene valgus valgusallikatest häirib inimesi (nt parkla valgustus segab lähedastes majades inimesi). Pealetükkiv valgus tekib vale valgustusskeemi kasutamise tõttu (nt liiga võimsad valgustid) ja ebaõige valgustite paigalduse tõttu. Valgusreostuse põhjusi on mitu, nimetame kõige levinumad neist: 1) Valgusallikate vale konstruktsioon: ebapiisava või vale suunamise tõttu osa valgust 51

52 kiirgub laiali, sattudes otse atmosfääri või hajudes pindadel, mille valgustamine ei olnud valgusti paigaldamisel ettenähtud. 2) Vale valgustusskeemi valik: ebapiisavalt läbimõeldud valgustusskeem viib liiga võimsate valgustite valikule, nende liiga suurele arvule ja suurele valguse kaole. Mõnel juhul valgustatakse objekte ajal, millal nende valgustamine ei ole põhjendatud. Tulemusena kasutatakse valgust ebaefektiivselt ja suurendatakse valgusreostust. 3) Looduslikud tingimused: ühel juhul põhjustab valgustus suuremat reostust kui teisel juhul. Seda mõjutab maastiku reljeef või looduslike takistuste (nt mets, hekid) olemasolu. Reostust soodustavateks faktoriteks on ka lumikate (maapinna peegeldustegur suureneb ja rohkem pinnalt peegeldatud valgust satub atmosfääri), madal pilvisus (pilved mängivad peegeldava pinna rolli), suur õhuniiskus ja aerosoolide sisaldus õhus (atmosfääri läbipaistvus langeb, valgus ei välju vabalt atmosfäärist ja hajub aerosoolidel tekitades taevakuma). 2.2 Valgusreostuse tagajärjed Valgusreostusel on mitmesuguseid tagajärgi: selleks on nii otsene kahju inimestele ja majandusele, kui ka normaalsete looduslike protsesside häirimine, ökosüsteemide muutmine ja kultuurikeskkonna muutmine. Loomulikult segab see astronoomilisi vaatluseid. 1) Majanduslikud kulud tõusevad energia ületarbimise tõttu. Kuna suur osa valgusest läheb kaotsi, siis toimub energiatootmisele kuluvate ressursside raiskamine. Vastavalt [13], oli 1990-ndate lõpus taevakuma energeetiline võimsus Londoni kohal 29 MW, Pariisi kohal 38 MW, mis on mitukümmend protsenti võimsusest, mis kulub tänavate valgustusele näiteks Helsinkis. 2) Hoonetesse sissetungiv valgus häirib inimesi, võib kaudselt kahjustada ka tervist, kuna see muudab normaalset elurütmi ja tekitab negatiivset mõju inimeste heaolule. Märkimisväärne protsent inimestest tunnevad unepuudust seoses sissetungiva tehisvalgusega. Loodusliku öö- ja päevarütmi häirimine võib põhjustada psühholoogilisi ja teisi terviseriske. 3) Kuna energia tootmine on seotud teiste reostuse liikidega (nt CO 2 ja teisi kasvuhoone efekti põhjustavate gaaside emissiooni), valguse ebasäästlik kasutamine tekitab kaudselt teist liiki reostusi ja kahjustab keskkonda. 4) Kunstlik valgus öösel rikub loodusliku öö- ja päevarütmi loomadel (putukad, linnud, roomajad, kahepaiksed jt) ja taimedel, mõjutades loomade orienteerumist, suhtlemist, paljunemist ja muud käitumist. Eriti suurel määral mõjutab see öiseid loomi ja neid, kelle aktiivsus suureneb öösel, eha ja koidu ajal. Meres elavad organismid (sh plankton) on ka tihti tundlikud valgustuse tasemele (nt plankton võtab osa vertikaalsetes liikumistes, mis on otseselt seotud öö ja päeva vahetusega ning Kuu ilmumisega, valgusreostus häirib seda rütmi). Tuleb alati meeles pidada, et keeruliste looduslike seoste tõttu on probleemid, mis otseselt mõjutavad mingit elusorganismi liiki, mõjutavad kaudselt mitmeid teisi liike (nt väikeste organismide elutsükli muutmine põhjustab ka nendest toituvate loomade elu muutumist). 5) Taimede kasvamine on tihti seotud ka loodusliku öö ja päeva tsükliga ja valgustuse nivoo kunstlik muutmine põhjustab muudatusi ka taimestikus. Lühipäevased õistaimed ei õitse, kui öö pikkus on lühike, pikapäevased taimed hakkavad õitsema liiga vara, vähendades saagikust. Samaaegselt on taimede õitsemisega ja viljakusega on tihedalt seotud putukate ja väikeloomade elutsüklid häiritud. 6) Pime öö ja pime tähistaevas on alati olnud inimeste elu lahutamatu osa. Taevakehade vaatlemine on mänginud väga suurt rolli kõikides kultuurides. Tänapäeval on suurte linnade elanikud juba kaotanud tähistaeva. Linnutee on suurtes linnades nähtamatu valgusreostuse tõttu (Linnuteed ei näe, kui ei ole näha tähti mis on nõrgemad +4 m ). 52

53 Sodiaagivalgust ei ole näha (palju inimesi ei teagi selle olemasolust). Virmalisi on meie laiuskraadidel näha harva, kuigi tegelikult need ei ole väga harvad nähtused. Vaadeldavate tähtede arv on väga piiratud, kuna taevakumaga saab näha vaid kõige heledamaid tähti. Tähtkujusid pole võimalik ära tunda. Suurlinna elanikud kirjeldavad oma elamusi tähistaeva vaatlustest maale sattudes, kus ööd on (veel) pimedad, väga vaimustatult - linnas nad sellist taevast kunagi ei näe. Põhjus on selge - ideaalsetes tingimustes saab taevas näha ca 3000 tähte tähesuurusega kuni +6 m ; linnas langeb piirtähesuurus +4 m või linna keskel isegi +2 m, mis tähendab, et palja silmaga nähtavate tähtede arv langeb korda. Näha on vaid mõnikümmend heledamat tähte. Inimeste arv, kes tähistaevast kunagi pole näinud, kasvab koos linnastumisega. 7) Valgusreostus segab tugevasti astronoomilisi vaatlusi. Suure linna poolt põhjustatud valgusreostus on nii tugev, et isegi mitmekümne kilomeetri kaugusel sellest on võimatu professionaalseid vaatlusi teha. Probleem tekib mitte ainult taevakuma heledusest, vaid ka selle spektrist: kuna kasutusel on mitmeid eri tüüpi valgusteid, mille kiirguse spektraalne jaotus on erinev. Teleskoopi sattunud valguse spektris ilmuvad valgustite spektrijooned, mille tuvastamine ja eraldamine vaadeldavate objektide spektrist on väga keeruline või võimatu. Nii professionaalsete astronoomide kui ka amatöörastronoomide tegevus on tugevasti häiritud. Astronoomiliste vaatluste kvaliteet langeb palju. Elukoha juurde ehitatud amatöörobservatooriumi (kuhu saaks panna nt automaatselt juhitava teleskoobi) võimalused on piiratud valgusreostuse tõttu. Astronoomilistest vaatlustest huvitatud inimesed on sunnitud sõitma kaugele linnast välja, kus taeva kvaliteet ei ole veel mõjutatud tehisvalgustusest. See on seotud suurte ebamugavustega ja piirab vaatluste võimalusi. Kunagi varem pole inimesed olnud sunnitud sõitma kodust kaugele selleks, et vaadelda tähti. 2.3 Valgusreostuse vältimine On olemas palju võimalusi kuidas valgusreostust saab vähendada või üldse vältida. 1) Igas konkreetses olukorras tuleb vajaliku valgustuse tase kindlaks määrata ja kontrollida selle vastavust. See tähendab ühelt poolt inimeste suhtumise muutust valgustamiskeemi valikul: peab olema vastutustundlik ja harjuma sellega, et tehisvalgus mõjutab nii teisi inimesi, kui ka loodust ja ühiskonda. See peab olema ökoloogilise mõtlemise osa. Inimesed on juba harjunud mõtlema nt kasvuhoone efekti põhjustatavate gaaside emissioonist, ökoloogilisest põllumajandusest, mitte aga valgusreostusest. Teiselt poolt see tähendab vajadust täiendada seadusandlust vastavate nõudmistega, mis määraksid tekitava valgusreostuse piiri, lubatud valgustite parameetreid jne, samas rakendama nende nõudmiste täitmise kontrollimist. Üheks põhjuseks, miks valgusreostus pidevalt kasvab, on inimeste veendumus, et turvalisuse tagamiseks on öösse vaja väga palju tehisvalgust. Inimeste ettekujutuse järgi suurendab valgus liiklusohutust ja vähendab kriminaalsust. Kuigi ühelt poolt suurendab valgustus öösel tõesti tavaliselt inimeste kindlusetunnet, ei ole alati selge, kas seos kriminaalsuse (ja liiklusõnnetuste arvu) ja valgustuse vahel on statistiliselt tõendatud, ja kui on, siis missugune seos see tegelikult on. Valgustuse tase kasvab linnades pidevalt, aga sellega ei kaasne kriminaalsuse ega liiklusõnnetuse arvu vähenemine. Tavaliselt on linnades olukord hoopiski halvem kui väikestes alevites või maal, kus tehisvalgustutus ei ole võrreldav valgustusega suures linnas. Pimeduses inimesed on tavaliselt ettevaatlikumad ja hoolikamad. Samal ajal on valgust vaja ka kurjategijatele: varastamine, grati joonistamine või narkootikumite tarvitamine vajab ka valgust. Seega turvatunde kasv tehisvalgustutuse kasvuga võib olla illusioon ja probleem taandub jälle mõtlemisviisile, millega inimesed on harjunud, mitte aga teaduslikult põhjendatud faktidele tehisvalgustatuse positiivsest mõjust. 53

54 2) Tuleb vältida mittesuunatud valgusteid, mis kiirgavad suure osa valgusest sinna kuhu valgust tegelikult ei ole vaja või siis otse atmosfääri. Valguse levimine mittevajalikus suunas peab olema piiratud valgusti konstruktsiooniga. Valgustite konstruktsioonis tuleb kasutada rohkem reektoreid, mis suurendavad valgusti efektiivsust vajalikus suunas ja vähendavad valgust teistes suundades. Seni on paljude valgustite konstruktsioon selline, et suur osa kiiratavast valgusenergiast haihtub kasutult. Ei ole just harvad juhud, kui osa valgusest levib horisontaalselt või üles taevasse. Samal ajal just horisontaalselt suunatud valgusekiired annavad suurima osa atmosfääri valgusreostusele: vertikaalselt leviv valguskiir läbib minimaalse atmosfäärimassi ja levib edasi maailmaruumi, seega valguse hajumine ja neeldumine on minimaalne. Atmosfääri mass aga kasvab kiiresti seniitkauguse suurenemisega ja valgusekiir, mis levib horisontaalselt läbib 35 korda suurema atmosfäärimassi (Bemporad'i valemist). Kuna neeldumine ja hajumine kasvab läbitud atmosfääri ja aerosooli massiga eksponentsiaalselt, siis suur osa horisondile levivast valgusenergiast neeldub ja hajub atmosfääris. 3) Kaudse valgustamise kasutamine. Heleda värviga värvitud seinad ja maapind ise on tihti väga efektiivsed valguse reektorid. Neid kasutades saab tihti vähendada aktiivsete valgustite hulka ja/või võimsust. Väljaspool olevate valgussüsteemide projekteerimisel ignoreeritakse tihti peegeldavate pindade olemasolu. Kui olemasolevaid peegeldavaid pindu ei arvestata, siis objekti tegelik valgustatus tuleb suurem, kui planeeritud, seega osa energiast kulutatakse asjatult ja valgusreostus kasvab. Samuti ei värvita peegeldavaid pindu sobiva värviga, et paremini ära kasutada peegeldunud valgust. Tulemusena on valgusreostuse tase projekteeritud väärtuste piires, aga võimalus vähendada energiatarbimist on jäetud kasutamata. 4) Taimerite, liikumis-,kohaloleku- ja hämaralülitite kasutamine. Väga tihti tekib vajadus valgustada objekte vaid perioodiliselt (nt inimeste liikumisel või kohalolul). Pole mõtet kasutada pidevalt töötavat valgustit siis, kui vastavate lülitite abil saab vajadusel valgust sisse ja välja lülitada. Liikumis-,kohaloleku- ja hämaralülitite kasutamine on tihti otstarbekam, kui lihtne taimer. Tänavavalgustust lülitatakse enamasti sisse ja välja taimeriga. Tulemus on see, et valgus põleb asjatult ajal, millal loodusliku valguse tase ületab mitmekordselt tekitatud tehisliku valgustuse nivood. On mõistlik lülitada tänavate valgustus sisse vaid siis, kui päevavalguse tase langeb alla teatud väärtuse. Selleks otstarbeks kasutatakse hämaralülitit. 2.4 Valgusreostuse mõõtmine Valgusreostust on maailmas vähe mõõdetud. Taeva ereduse mõõtmistest on kõige tuntum P. Cinzano töö. Tema Maailma Valgusreostuse Atlas on laialdaselt rakendatud taeva ereduse hindamisel. See on loodud DMSP (Defense Meteorological Satellite Program) satelliitide andmete põhjal. Atlase andmed on võetud aastatel Leiti, et rohkem kui 99% Ameerika Ühendriikide ja Euroopa Liidu rahvast ja kaks kolmandikku maailma rahvastikust elab valgusreostusega aladel. 80% ühendriikide, kaks kolmandikku Euroopa Liidu ning neljandik maailma rahvastikust elab tingimustes, kus taeva eredus ületab pimedate vaatluskohtade taeva täiskuuaegset eredust. Viiendikul maailma rahvast puudub võimalus näha Linnuteed, sest selle eredus on taeva jaoks liiga madal. Globe at Night on rahvusvaheline teadusprogramm, mille eesmärgiks on kaasata inimesi taeva ereduse mõõtmisse ning sellega ühtlasi teadvustada valgusreostuse olemasolu. Programm loodi aastal ning iga aasta esimeses pooles kuulutatakse välja u nädala pikkused ajavahemikud, mil tehakse uued mõõtmised aasta jooksul mõõdeti taevast eri asukohtades korda. Mõõtmisel kasutatakse visuaalseid vaatlusmeetodeid, ning eesmärgiks on teha mõõtmismetoodika lihtsasti selgeks õpitavaks tulemuste täpsuse arvelt. 54

55 Valgusreostuse mõõtmisel on tähtsal kohal R. Garstang'i analüütilised mudelid. Nende fookuspunktideks on tavaliselt USA observatooriumide asukohad, kus analüüsitakse nende asukohtade valguse tehisallikate osakaalu ja tähtsust ja ka looduslike valgusallikate mõju. R. Garstang'i artiklitel on ka ajalooline väärtus, sest tegemist on esimeste valgusreostuse temaatikaga tegelevate teaduslike allikatega. Nendest artiklitest sai alguse valgusreostuse mudelite loomine ja valgusreostusega seotud teadustöö. Palju mõõtmisi on teinud ka amatöörastronoomid. Nende eesmärgiks on üldiselt vaatluskoha hindamine ning vaatlustele või astrofotodele mõju avaldavate taevatingimuste hindamine. Tihti kasutatakse Bortle skaalat [4] või NELM (naked eye limiting magnitude) ehk palja silmaga piirava tähesuuruse hinnangut. On olemas mitmeid erinevaid valgusreostustaseme mõõtmisviise, kasutades ära sellega seotud erinevaid efekte. Seega valgusreostust saab iseloomustada erinevate kvalitatiivsete ja kvantitatiivsete suuruste abil. Sealjuures saab iseloomustada nii reostuse tekitavaid valgusallikaid (kiiratava valguse ruumilist ja spektraalset jaotust jne), kui ka reostuse poolt põhjustatud efekte. Üks levinuimatest suurustest on nn piirtähesuurus, see on maksimaalne tähesuurus, mis on jälgitav mingi instrumendiga või palja silmaga. Kuigi piirtähesuurus ei ole täpne kvantitatiivne näitaja, iseloomustab see näitlikult taeva kvaliteeti. Selle meetodi üks tähtsaimatest eelistest on see, et piirtähesuuruse leidmine ei nõua instrumente (juhul kui toimub palja silmaga nähtava piirtähesuuruse määramine) ja seda võivad teostada ka amatöörastronoomid või kõik asjast huvitatud inimesed. Nii on võimalik organiseerida vaatluskampaaniad, mille tulemusena saab kiiresti mõõta ja kaardistada valgusreostuse taset suurel territooriumil. Piirtähesuuruse mõõtmine toimub tavaliselt tähtede lugemise meetodil: vaatleja loeb kõik nähtavad tähed mõnes kseeritud taevaalas (nt tähtkujus või selle osas). Leitud arvust saab piirtähesuuruse lihtsalt leida vastavast tabelist, kuna konkreetse tähesuurustega tähtede arv selles alas on ette teada [16]. Piirtähesuurusest tuleneb taeva kvaliteediklass Bortle skaalas [4]. Selles skaalas on taeva heledus jaotatud üheksaks klassiks, esimene klass vastab ideaalsele vaatlustingimusele ja üheksas vastab väga heledale suurlinna taevale. Teine levinud määratav suurus on taeva ruuminurga ühikule vastav heledus. See on füüsikaline suurus, mis näitab, kui suur valguseenergia voog lähtub taeva ruuminurgast. Tavaliselt valitakse valgusevoo ühikuks üks tähesuurus m ja ruuminurga ühikuks ruutkaaresekund, seega see näitaja esitatakse tähesuurustes ruutkaaresekundi kohta (mag/arcsec 2 ). See on instrumentaalselt mõõdetav suurus, selle mõõtmiseks kasutatakse spetsiaalseid seadmeid nagu näiteks Sky Quality Meter (SQM). Tavaliselt määratakse see suurus konkreetses spektripiirkonnas ja üldiselt see varieerub erinevates spektriribades nii valgusreostusega kui ka ilma. Taevaheleduse taustväärtused (ehk ilma reostuseta) sõltuvad seniitkaugusest, kuna sellest sõltub õhumass vaatekiirel ja seega atmosfääri poolt hajutud tähtede kiirguse osakaal, atmosfääri uorestsentsi osakaal jms. Tavaliselt taandatakse taevaheleduse väärtused seniidile (või mõõdetakse otse seniidis), et lihtsustada erinevate vaatluste omavahelist võrdlust. Optilises piirkonnas vastab väga pimedale taevale (kui Kuu ei ole taevas) väärtus ca 22 mag/arcsec 2 ja seda võib lugeda looduslikuks taustaks. ESO poolt aastatel teostatud mõõtmised Paranal Observatooriumis (T²iili, Cerro Paranal mägi) andsid valgusreostuse puudumisel väärtusi 22,3 mag/arcsec 2, 22,6 mag/arcsec 2, 21,6 mag/arcsec 2, 20,9 mag/arcsec 2 ja 19,7 mag/arcsec 2 vastavalt U, B, V, R ja I spektraalribades (UBV vastavad optilisele piirkonnale, R ja I infrapunavalgusele) [12]. Valgusreostuse mõõtmine on võimalik ka kaudselt, kasutades selleks otsarbeks väljatöödatud matemaatilisi mudeleid [7, 8]. Näiteks suurte alade pildistamine kosmosest annab otseselt informatsiooni üles suunatud tehislike valgustite poolt kiiratud valguseenergia ruumilise ja spektriljaotuse kohta. Valguse levimise matemaatilised mudelid lubavad nende jaotuste põhjal leida atmosfääri poolt hajunud kiirguse energia spektraalse 55

56 ja ruumiliselt osa (vt nt [5, 6]). Edasi saab neid andmeid ekstrapoleerida ka teistele tingimustele (nt teistsuguse pilvisuse, niiskuse ja aerosoolide kontsentratsiooni väärtusele). 2.5 Valgusreostuse mõõtmismeetodid ja töö metoodika Visuaalsed mõõtmismeetodid Palja silmaga on valgusreostuse mõõtmine kõige lihtsamini teostatav mõõtemeetod ning ei nõua peaaegu mingisugust erivarustust. Selleks määratakse piirtähesuurust, mida võib teha erinevatel viisidel. Tegemist on mõõtmistega, mis on otseselt seotud psühholoogilist mõju tekitava ning tähistaeva esteetilisi omadusi muutva valgusreostusega. Valgusreostus, mida silm ei näe, ei pruugi omada suuremat tähtsust väljaspool täpsemaid taevamõõtmisi. Nendel põhjustel on visuaalne valgusreostuse mõõtmine maailmas laialt levinud. Üks edukamaid projekte on Globe at Night, mis on regulaarselt kestnud aastast Kahjuks on sellise subjektiivse nähtuse täpne mõõtmine väga keeruline. Esimeseks suuremaks probleemiks on silmaparameetrite erinevus öise (skotoopilise) ja päevase (fotoopilise) nägemise puhul. Joonisel 2.1 on skotoopiline nägemine rohelise kõveraga tähistatud ning fotoopiline mustaga. Nähtavuse efektiivsusmaksimum muutub üle 50nm, mis põhjustab siniste valgusallikate mõju tugevnemist ning punaste allikate vähenemist. Seda tuntakse ka Purkinje efektina. Nägemistüübi muutusega esineb ka mõõdetavate objektide või taustade intensiivsusmiinimumide nihe? öönägemise puhul on võimalik näha palju tuhmimaid objekte. Esinevad ka vahepealsed, mesoopilised olekud. Mõõtjal on väga keeruline tajuda, millises olekus on mõõtmishetkel tema nägemine. Keerukaks teeb mõõtmise ka see, et valgusreostus ise võib olla piisavalt võimas, et ei olegi võimalik saavutada paremat kui mesoopilist nägemist. Peaaegu kõik mõõtmismeetodid keskenduvad kindlate mõõte- Joonis 2.1: Skotoopiline ja fotoopiline nägemine pulkade loendamisele või nägemisele. Siin jäetakse subjektiivsed hinnangud kõrvale ning 56

57 antakse mõõtjale vaid kas üksikuid või seeriaid nägin/ei näinud- laadseid otsuseid. Skotoopilise nägemise saavutamiseks tuleb mõõtmistel rõhutada, et vaatleja peab pimedas olema teatud aja vältel (tavaliselt umbes 15 minutit), mis garanteeriks enamike vaatlejate puhul silmade täieliku adaptsiooni pimedusega. Pimedas nägemise piiril on mõõtmiste osavus väga suuresti mõõtja osavusest olenev. Kogemusteta amatöör-taevamõõtja võib taevast uurides oma nägemise piire valesti hinnata või valida valed mõõtmisalad, kus puudub hea tähtede jada, mille järgi võiks kasutuskõlblikku hinnangut anda. On ka näidatud, et silma valgustundlike retseptorite arv on suurem silma keskmest eemal, mistõttu amatöörastronoomid harrastavad möödavaatamist (ingl. keeles averted vision), mille abil võib näha palju tuhmimaid objekte kui tavaliselt objektile keskendudes. Vaatlusvõime piiril võimaldab kogemus ka kindlamini objekte leida isegi siis, kui täht on näha vaatlejale vaid 10-25% kogu vaatlusajast. Vähem kogenenud vaatlejad võivad selliseid tähti mitte osata näha. Samas on võimalik ka vastupidine olukord, kus, kui on tähe asukoht teada, võib psühholoogilistel põhjustel näha objekte, mis tegelikult ei ole nähtavates piirides. Subjektiivsed taevahinnangud võivad muutuda ka hooajaliselt linnutee kõrge positsioon taevas tekitab tihedama tunnetuse üle näiteks sügisese või kevadise aja, kus seniidis domineerivad linnutee kettast eemale suunatud tähtkujud. Seda on eriti märgata näiteks augusti- ja septembriööde puhul, kui seniidis on Keefeuse-Luige-Kotka tähtkujusid läbiv Linnutee lõik, mis on Eesti taevas kõige eredam ja suurem. Lisaks on faktoriteks ka vanus, silmakaed, astigmatism, lühinägelikkus ning selle üle- või alakorrektsioon. Öösel nihkub silma fokusseerimisvõime lühinägelikkuse poole, mille korrigeerimiseks antakse kangemaid prille kui tavakasutajatele. Selline korrektsioon aga võimendab sääraste prillide kandja nägemisteravust ja võimaldab näha tuhmimaid objekte, kui korrektsioonita vaatleja puhul. Astigmatism on ka küllaltki tihti esinev silmadefekt, mida nõrgematel juhtudel üldjuhul ei korrigeerita, aga mille mõju tuhmide tähtede uurimisel võib olla siiski märgatav. Ruutude süsteem. Üheks lihtsaimaks valgusreostuse visuaalse mõõtmise meetodiks on ruutude loendussüsteem. Vaatleja peab oskama leida ettemääratud taevaregiooni ning loendama selles taevaalas leiduvate tähtede arvu. Selle loendi põhjal on võimalik anda miinimumhinnang taeva eredusele. Selle süsteemi eelis on see, et ei ole vaja teada tähtede individuaalseid tähesuuruseid (heledusi) ning vastavat täpset taevakaarti ei ole vaja vaatlejal kaasas kanda. Sellel meetodil on ka mitmeid puudusi. Vaatlejal peaks olema küllaltki korralikud teadmised tähtkujudest ning nende asukohtadest, sest kohati kasutatakse mõõtmisregioonide määratlemiseks eksootilisi tähti. Paljudes regioonides tekib ebatäpsusi, sest regioonide piirialad (ehk kujuteldavad jooned tähtede vahel) võivad joosta mõõdetavate ja ka mõõtmisalast välja jäävate tähtede lähedalt. Sel juhul on raske aru saada, kas säärast tähte loendusesse kaasata või mitte. Lisaks on ka mõõtmisregioonide valik küllaltki piiratud - see peab vastama mitmetele tingimustele. Näiteks peab valitud taevaalas olema piisavalt palju sobiva heledusega tähti. Mõõtmisregioon peab olema lihtsalt eristatav eredate tähtede abil, et seda oleks võimalik tugevas valgusreostuses leida - see fakt ainuüksi elimineerib suure hulga võimalikke regioone. Regiooni ulatus ei tohi olla liiga suur, et vältida eksituste arvu ja see teeks mõõtmise võrdlemisi ebamugavaks. Kui tähti on liiga vähe, siis poleks võimalik taeva heledust sujuvalt registreerida. Näiteks võiks leida mitmeid alasid, kus on tuhmimaid tähti on palju, aga eredaid vaid mõni üksik. Kohe tekiks probleem, et kuidas sellist ala üldse linnatingimustes üles leida ja sealt mingeid kasutatavaid loendeid saada. Eesti laiuskraadidel on kõige suurem probleem, et valitav regioon peaks olema küllaltki seniidi lähedal. Madalamal kui kraadi horisondist hakkab atmosfääri 57

58 neeldumine tulemust mõjutama ning valgusreostuse olemasolul suureneb ka selle mõju. See jätab väga piiratud arvu alasid, mida mõõtmiseks saab kasutada. Samas ei ole mõõtmiste teostamine sobivate piirkondade olemasolu igal hooajal ja kellaajal meie ilmastiku tingimustes sugugi garanteeritud. Joonis 2.2: Lohe tähtkujus IMO (International Meteor Organization) poolt rakendatav mõõtmisväli nr 1 Tabel 2.1: Mõõtmisväli nr. 1 (Dra) N L m N L m N L m Näiteks võib tuua Lohe tähtkujus IMO (International Meteor Organization) poolt rakendatav mõõtmisväli nr 1, mis on deneeritud χ Dra, ζ Dra, δ Dra ja ξ Dra 58

59 tähtede abil. Selles ruudus annaks 5 tähe loendamine magnituudi väärtuseks 4.23 või enam, 20 tähe juures 6.68 või enam, ning 51 tähe juures Tabelis 1 on toodud välja piirava magnituudi hinnangud (L m ) tähtede loendi (N) järgi vahemikus tähte. Bortle pimeda taeva skaala. Bortle'i skaala 2.3 on amatöörastronoomide seas populaarne taevakvaliteedi hindamise skaala. Siin ei kasutata tähtede loendeid, vaid kiiresti analüüsitavaid küsimusi. Näiteks, kas Andromeeda galaktika (Messier objekt M31) on nähtav või mitte. Skaala loomisel oli John E. Bortle'i eesmärgiks luua süsteem, mida oleks lihtne kasutada ja mis ei oleks liiga sõltuv nägemisteravusest. Sellepärast ei kasutagi skaala hinnangute andmisel tähti, vaid hajusobjekte ning taevanähtusi. Joonis 2.3: Pimeda taeva heleduse erinevate mõõtühikute võrdlus Skaalal on 9 taevakvaliteedi klassi: Klass 1: Ideaalne pimeda taevaga asukoht. Sodiaagi valgus, gegenschein ja sodiaagi vöö on nähtaval - sodiaagi valgus on väga ere ning sodiaagi vöö on näha üle terve taeva. M33 on otsese vaatluse puhul lihtsalt nähtav. Linnutee Skorpioni ja Amburi tähtkujude osa heidab varje maha. Tähti on silmaga näha vahemikus 7 ṃ 6-8 ṃ 0 (tähesuurust). Jupiteri või Veenuse asumine taevas võib silmade öönägemist häirida. Õhukuma on lihtsalt märgatav. Puudega ümbritsetud platsil on teleskoop ja muud esemed peaaegu täiesti nähtamatud. Klass 2: Tüüpiline väga pime asukoht. Õhukuma horisondil õrnalt näha. M33 otsese vaatlusega lihtsasti nähtav. Suvine Linnutee näitab detailseid struktuure. Sodiaagivalgus on piisavalt ere, et enne päikesetõusu ja pärast loojangut heidab õrnalt varje ning on linnuteega võrreldes kollakas. Ümbrus on raskesti nähtav. Mitmed messieri kerasparved on palja silmaga nähtavad ning täheheledused ulatuvad 7 ṃ 1 kuni 7 ṃ 5. 59

60 Klass 3: Maataevas. Valgusreostust on horisondil õrnalt näha. Pilved võivad horisondi lähedal olla õrnalt valgustatud. Linnutee näitab detaile. M4, M5, M15, M22 on palja silmaga nähtavad. M33-e on võimalik kõrvalevaatamismeetodiga näha. Sodiaagi valgus on sügisel ja kevadel lihtsasti nähtav. Tähesuurused ulatuvad 6 ṃ 6-7 ṃ 0. Klass 4: Maa/Äärelinna taeva üleminek. Valgusreostuskuplid on lihtsalt mitmes suunas nähtavad. Sodiaagi valgus on nähtav, aga ei ulatu videviku ajal isegi poole seniidini. Linnutee on ikka uhke, aga puudub kõik peale kõige suuremate struktuuride. M33 on keeruline näha kõrvalevaatamisega ja näeb ainult siis, kui ta on horisondist kõrgemal kui 50. Pilved on valgusreostuse suundades illumineeritud. Piirav heledus 6 ṃ 1-6 ṃ 5 Klass 5: Äärelinna taevas. Sodiaagi valgust on vaevaliselt näha kevade ja sügise selg öödel. Linnutee horisondil väga nõrk või peaaegu nähtamatu ja seniidis näib udune. Valgusallikad on peaaegu igas suunas nähtavad. Üle terve taeva on pilved märgatavalt eredamad taevast. Piirav tähesuurus on 5 ṃ 6 kuni 6 ṃ 0 Klass 6: Ere äärelinna taevas. Sodiaagi valgust ei ole näha. Linnutee vaevaliselt vaid seniidis nähtav. Taevas helendab hallikasvalgelt 35 kraadini horisondist. Pilved kõikjal eredad. M33 ei ole palja silmaga nähtav. Piirav tähesuurus on umbes 5 ṃ 5. Klass 7: Äärelinna/Linna ülemineku taevas. Terve taevas on õrna hallika värvusega. Tugevad valgusallikad igas suunas. Linnutee on peaaegu täiesti nähtamatu. M44 ja M31 vaevaliselt palja silmaga nähtavad. Pilved eredalt valgustatud. Piirav magnituud on napilt 5 ṃ 0. Klass 8: Linnataevas. Taevas on kas valkjas või oranºikas ja öösel võib ajalehe pealkirju vaevata lugeda. M31 ja M44 vaevaliselt nähtavad vaid osava vaatleja poolt headel öödel. Tähtkujude tähed on väga raskesti nähtavad või kadunud. Piirav tähesuurus on maksimaalselt 4 ṃ 5. Klass 9: Siselinna taevas. Terve taevas on eredalt valgustatud, isegi seniidis. Paljud tähtkujusid moodustavad tähed on nähtamatud ja tuhmimad tähtkujud on nähtamatud. Peale Plejaadide ei ole ükski Messieri objekt palja silmaga nähtav. Piirav tähesuurus on alla 4 ṃ 0 Selle skaala eeliseks on, et kerge vaevaga on võimalik anda ligikaudne hinnang taeva heledusele, ilma erilist etteplaneerimist rakendamata. Probleemideks on aga tugev sõltuvus ilmastikuoludest kindlate etalon-objektide lähedal (näiteks kui M33 on pilvega kaetud) ja skaala raske rakendatavus meie laiuskraadi taeva juures. Linnutee on Eesti taevas palju nõrgem kui lõunapoolsetel laiustel ja päikese kõrgus meie asukohas mõjutab ka sodiaagivalguse ja gegenscheini nähtavust. Lihtsad loendid. Lihtsad loendid on taevaloendused, kus on ette antud kaart või piisav informatsioon, et teada tähtede heledusi ning eesmärgiks on leida vaid kõige tuhmim täht. See võimaldab meil leida mitmeid sobivaid regioone, kus saaks väga lihtsalt mõõta üksikute tähtede abil taeva tingimusi. Korduvate mõõtmiste puhul on vaatlejal palju lihtsamini võimalik mõõtmist sooritada, sest piiriala lähedaste tähtede asukohad on juba eelmistest mõõtmistest teada ning seetõttu on vaja vaid keskenduda väheste tähtede vaatlemisele. Sellise mõõtmise puhul on põhiprobleemideks kõik eelnevalt loendatud nägemispiiri lähedaste tähtede mõõtmisega kaasnevad probleemid nagu vaatleja oskus ning kogemused. Lisaks peab vaatlemise juures oskama leida piisavalt tuhme tähti. See eeldab detailseid taevakaarte, mille kasutamine on pimedas keeruline. Üheks suuremaks eeliseks oli, et see süsteem võimaldab luua 60

61 vaatlusregioone alades, mis meie tingimustega sobivad, suhteliselt lihtsalt - puudub ruutude süsteemi nurgatähtede vajadus või Bortle'i süsteemi subjektiivsed hinnangud, näiteks kuidas vaatleja deneerib detailset linnuteed. Joonisel 2.4 on näha üks kaart, mida me oma projektis kasutasime. Seal on tähed märgitud tähesuuruseni 5 ṃ 5 Auriga tähtkujus. Joonis 2.4: Näide kaardist, mida on võimalik kasutada tähtede loenduse puhul Projekt Globe at Night ( on projekt aastast Seal rakendatakse vabatahtlikke, et hinnata valgusreostuse olukorda maailmas. Nende projekti tegi meile huvitavaks mõõtmismeetodi lihtsus, kuna see on orienteeritud eelnevalt astronoomia kogemuseta inimestele. Algselt rakendati projektis vaid ühe tähtkuju (Orioni) mõõtmist. Hiljem lisandusid sellele ka tähtkujud Lõunarist ja Lõvi. Mõõtmistel võrdleb vaatleja taevas nähtavat tähtkuju piltidega. Eesmärgiks on välja valida sarnaseim pilt, kus tähtede tihedus vaateväljas võrdub taevaga. Tegemist on väga umbmäärase ja subjektiivse hinnanguga, mistõttu on hinnangu maksimaalseks täpsuseks umbes 1 tähesuurus. Joonis 2.5: GLOBE at night 6 m ja 7 m võrdluskaardid 61

62 2.5.2 Fotograalised mõõtmismeetodid Valgusreostust saab analüüsida ka tavalistelt laiaväljalistelt fotodelt, seda eriti panoraamfotograaaga. Panoraamidest võib luua horisondi kohaseid valgusreostuse kontuurkaarte. Sellistelt on lihtsalt võimalik välja lugeda linnade valguskupleid ning nende muutusi ajas, kui teha fotoseeriaid, ja ka looduslike allikate mõju. Välja võib lugeda ka atmosfääri helendust horisondist kaugenedes ning hinnata selle mõju mõõtmistele. Panoraamfotod valgusreostatud asukohtades aitavad määrata ka suurimaid reostusallikaid ning nende mõju koguvalgusreostusele. Seda meetodit kasutati ka Saku alevis läbiviidid tänavavalgustuse väljalülitamise eksperimendi ajal. Panoraame võeti mitmest vaatenurgast nii asulas sees kui ka väljaspool Fotomeetrilised mõõtmismeetodid Fotomeetriline valgusreostuse mõõtmine võimaldab saavutada kõige kõrgemat täpsust. Tegemist on muutlike tähtede mõõtmisele väga sarnase protseduuriga. Erinevus seisneb selles, et ei mõõdeta mitte tähti endid, vaid neid kasutatakse selleks, et mõõta hoopis tausta. Selle meetodiga on võimalik saavutada täpsusi, mis ulatuvad sajandike ja tuhandike tähesuurusteni. Otsitakse välja sobiv regioon ehk ala, mis asub horisondist piisavalt kõrgel, kus puuduvad segavad taustafaktorid nagu täheparved, udukogud või Linnutee ning milles on lihtne teha pikemaajalisi mõõtmisi. Kõige olulisem on sobiva võrdlustähe leidmine. Võrdlustäht on mittemuutlik täht, mille heledus läbi erinevate standardvalgus- ltrite on suure täpsusega ette teada. Seejärel võib koostada pikaajalisi vaatlusseeriaid, kus võetakse suhteliselt madala säriajaga pilte samast regioonist üle pika ajavahemiku. Tulemuse saamiseks on tähtis määrata täpselt kaamera parameetrid: kaadri algmüra, pimevoolu (dark current ingl. k), sensori lineaarset regiooni ning selle mittelineaarse osa kõverat tulemuste täpseks kalibreerimiseks. Paljusid neist segavatest faktoritest saab eemaldada, kasutades erikaadreid. Tasavälja kaadrid (Flat frame) aitavad eemaldada optilisi segavaid anomaaliaid. Nende puhul võetakse kaader ühtlaselt heledast pinnast, mis võimaldab detekteerida äärte tumenemist ja sensori ning muude optilise pindade peal asuvat tolmu. Instrumendi enda elektroonilise müra ehk pimevoolu eemaldamiseks saab kasutada pimekaadreid (Dark frame). Seda on võimalik ka teoreetiliselt maha lahutada, aga seda meetodit rakendades ei saa arvestada igasuguste anomaalsete tendentside ja mustritega. Vaatlusseeria enda sooritamiseks on vaja ka tõhusat monteeringut täpse gideerimisega, mis võimaldab pikaajalisi mõõtmisi ning tagab nende kvaliteedi. Fotomeetrilise mõõtmise puhul on võimalik ka umbmääraselt valgusreostuse spektraaljaotust määrata, kasutades erinevaid ltreid. Meil on kasutuses UBVRI Bessel-Johnsoni ltrid, mille spektri tipud jaotuvad nii: U-365nm, B-445nm, V-551nm, R-658nm, I-806nm. Joonisel 2.6 on näha nende eri ltrite läbilaskekõverad. Seda meetodit kasutati ka antud projektis taevaheleduse määramiseks. Selleks kasutati GSO toodetud 150mm läbimõõduga Ritchey-Chrétien tüüpi teleskoopi. Sellel on nii pea- kui sekundaarpeegel hüperboolse kujuga, mis peab vähendama optilisi defekte nagu kooma. See tähendab, et selliste teleskoopidega saab teha mõõtmisi ühtlaste tingimuste puhul üle suhteliselt laiade väljade. Kooma on näiteks optiline defekt, kus vaatevälja äärtes tähekujutis venib ja omandab aberratsioone, mis rikuvad selle intensiivsusjaotust ja kontrasti. Kaameraks kasutasime SBIGi ST-8300 monokromaatset CCD kaamerat. Selle kaamera omadused sobisid mitmeti meie projekti parameetritega - kõrge lineaarsus, sisseehitatud jahutus ja selle kontrollimisvõimalus, monokroomsensor, mis vähendab igasuguseid mõõtmisaberratsioone ning võimaldab ltrite ja ltriketta kasutamist. Sensor on ka küllaltki kõrgete dimensioonidega, 3326x2504, mis lihtsustab väljade valikut küllaltki suurel määral. CCD külge on monteeritud Bessel-Johnsoni UBVRI ltritega ltriketas, mis võimaldab automaatselt kaadrite vahel ltrit vahetada, ning laseb teha seega uurimi- 62

63 Joonis 2.6: Eri ltrite läbilaskekõverad si mitmes spektrivöös sama vaatlussessiooni sees. Kõik see on paigutatud Sky-Watcheri HEQ-5 monteeringule, mis on võimeline kandma umbes 11kg varustust, olles ikka veel suuteline tolerantsuspiiride sees maa pöörlemist kompenseerima Spektraalsed mõõtmismeetodid Spektraalne valgusreostuse mõõtmine on võimeline näitama rohkem kui fotomeetriline või visuaalne mõõtmine, sest selle tulemusi analüüsides on võimalik leida, millistes lainepikkuste vahemikes valgusreostus paikneb. Sellest võib teha järeldusi valgusreostuse allikate kohta ning ka nende mõju kohta nii loodusele, inimestele kui ka teaduslikele mõõtmistele. Spektroskoopiliste mõõtmiste puudujääk on see, et on võimalik mõõta ainult eredaid taustu ja objekte. Raskusi võib tekitada ka valgusreostuse ja atmosfääri neelduvusega arvestamine ja etalonmõõtmiste tegemine. Kaasaskantava spektrofotomeetriga on tööd teinud Itaalia valgusreostuse uurija P. Cinzano. Üldjuhul on valgusreostus kontsentreeritud väga kitsastesse emissioonivöönditesse. Selle põhjuseks on tavaliselt domineerivate valgusallikate keemiline koostis. Metallhalogeniidlambid näiteks omavad väga tugevaid valguskarakteristikuid, mis fokuseerivad enamuse valgusti energiast kindlasse spektraalregiooni. Seetõttu on võimalik taeva fooni spektraalsel mõõtmisel anda isegi teatud hinnang valgusreostuse allikate kohta, vaadeldes, mis piirkondades on kõige suurem deviatsioon tavalisest taeva foonspektrist. Üldjuhul on spektroskoopilised mõõtmised sarnased fotomeetrilistega, sest kasutatakse sama monteeringut, ja tihti samu opilisi lahendeid. Üheks spektroskoobi rakenduseks ei ole mitte taeva mõõtmine, vaid reostusallikate endi otsene mõõtmine. Üldjuhul on küll juba lambitüübist nende spektrum mingil määral kindlaks tehtav, aga selle täpsustamine ja ehituslike ning muude omapärade kindlaks tegemine annab meile rohkem informatsiooni valgusreostuse spektrilise jaotuse ja leviku ltreerimise kohta. Joonisel 2.7 on näha erinevate lampide spektrid. 63

64 Suhteline intensiivsus Halogeen Suhteline intensiivsus Suhteline intensiivsus Suhteline intensiivsus Suhteline intensiivsus HPS Luminofoor Haliid RFL560 Suhteline intensiivsus Päike Pikslid Joonis 2.7: Erinevate lampide spektrid Valgusreostuse mõõtmine Eesti tingimustes Eestis on taevaheleduse visuaalsed mõõtmised muust maailmast tavaliselt palju keerulisemad geograalise asukoha ja kliima tõttu. Sodiaagi valgus ja videviku kestus erineb oluliselt lõunamaadest, sest päikese liikumise nurk horisondi suhtes on madal. Rahvusvaheliselt eelistatud etalonobjektid asuvad tavaliselt ekliptika lähedal, mistõttu on nad Eesti taevas madalal (nagu Orioni tähtkuju GLOBE'i projektis). Seetõttu on atmosfääri negatiivsed mõjud tugevamad. Selle eest on Eestis rakendatavad taevapooluse lähedased tähtkujud nagu Suur Vanker, mis on kogu aeg suhteliselt kõrgel. See võimaldab luua mõõtmismetoodika, mis rakendab vaid vähest arvu mõõtmisregioone üle mitme aastaaja. Ka 64

65 võimaldavad pikad ööd talvel ligipääsu rohkematele tähtkujudele sobivates asukohtades, kui muuta mõõtmisaega õhtust varahommikuni. Laiuskraadi tõttu on vaatlused maist augusti keskpaigani väga raskendatud, sest loodusliku valguse mõju taevavalgustatusele ületab valgusreostust selles vahemikus mitmekordselt. Visuaalseid vaatluseid võib raskendada tihti ka Eestis esinev üldiselt tihe pilvkate, mis vähendab vaatluseks rakendatavaid öid. Ka kõrge õhuniiskus võib muuta mõõtmistulemusi pimedamates maakohtades. Enamus atmosfäärianomaaliaid mõjutavad vaid horisondilähedasi vaatlusi. Seniidi lähedal asuvate vaatlusalade valik on seetõttu põhjendatud. 2.6 Valgusreostuse modelleerimine Viimastel aastatel on välja pakutud mitmeid mudeleid valgusreostuse modelleerimiseks, nende vahel on nii lihtsamad empiirilised seosed kui ka väga detailsed mudelid, mis võtavad arvesse palju faktoreid (valgustite jaotus ja spektraalkarakteristikud, peegeldavate ja hajuvate pindade jaotus ja parameetrid, valguselevi omapärad jms). Vaatleme lühidalt erinevaid näiteid. 1) Üks lihtsaim empiiriline seos on nn Walker'i seadus [15]. See näitab, kuidas taevaheledus I sõltub linna kaugusest D ja selle asustustihedusest P: I P D 2,5 (2.1) See mudel eeldab, et linn on punktallikas ja valguse leviku detaile ei ole arvestatud. See seadus annab vaid õige taevaheleduse suurusjärgu. 2) Treanor'i mudel [14] on poolempiiriline, ta arvestab valguse eksponentsiaalset neeldumist atmosfääris: I P (bd 2 + cd 1 )exp( kd) (2.2) kus b, c, k on mudeli parameetrid. Berri [3] täpsustas seda valemit väikeste linnade jaoks leides, et heledus sõltub asustustihedusest P astmes 1 2 ja võtab arvesse aerosoolikihi kõrguse. 3) Garstang [7, 8] pakkus täielikumat kvantitatiivset mudelit, kus linn on esitatud kiirgava kettana; molekulide ja aerosoolide tihedus atmosfääris langeb eksponentsiaalselt kõrgusega (erinevate kõrgusskaaladega), kiirguse intensiivsus võib olla mitteisotroopne, on arvestatud valguse peegeldusi maapinnalt (mida eeldatakse isotroopseks), on arvestatud maa sfäärilisusega ja taeva loodusliku heledusega. Garstang'i mudel on mugav sellepärast, et ta ühendab kvantitatiivset füüsikalist käsitlust suhteliselt lihtsa algoritmiga ja lubab välja arvutada mudelandmed suurte punktide arvu jaoks. Sel põhjusel see mudel on laialt kasutusel [5, 6]. 4) Veel keerulisemad mudelid eeldavad valguse leviku võrrandi lahendamist, arvestades neeldumis- ja hajumisprotsesse atmosfääris. Näiteks [2] on pakkutud mudelit, kus on arvestatud linna geomeetriat, valgusallikate paigutust, pindade peegelduskoetsente ja lahendatakse kiirguslevi võrrand etteantud neeldumis- ja hajutamisteguritega (veeaur, tolm, aerosoolid jms). Need mudelid annavad täpseid tulemusi, aga oma keerukuse tõttu nad nõuavad palju arvutiaega ja on tundlikud mudeli parameetrite väärtustele. 2.7 Projekti raames tehtud tööd Eesmärgid Valgusreostuse kaardistamine Eestis. Valgusreostuse kaart näitab, millises piirkonnas on probleem kõige tõsisem. Selle kaardi abil on võimalik leida valgusreostuse seoseid teiste faktoritega, nt asustustihedusega. Kaardistamise otstarbel sõideti öösel Eestis mööda erinevaid marsruute ja mõõdeti seniidis taeva heledust. Saadud 65

66 andmetest määrati valgusreostuse ulatus ja tugevus mitmekümnes asulas ja muudes valgustatud kohtades. Saadud tulemused on esitatud kaardil. Erinevate faktorite mõju uurimine valgusreostusele. Korduvalt mõõdeti taevafooni heledust erinevates kseeritud punktides ja ilmastikuoludes. Tänavavalgustuse mõju uurimine valgusreostusele. Uuringu otstarbel lülitati tänavavalgustus Saku alevis kahel korral välja. Taevafooni heledust mõõdeti sisselülitatud valgustusega ja ilma. Saadud andmeid võrreldi omavahel. Reostuse pikaajalise trendi uurimine Tallinnas. Selles uurimuses kasutati muutlike tähtede mõõtmisi, mis olid tehtud Tallinna Tähetornis ajavahemikus aastal. Saadud andmeid võrreldi a otseste mõõtmistega. 2.8 Eesti valgusreostuse kaardistamine Kaardistatud alad Projekti raames on tehtud esialgne valgusreostuse kaardistamine. Selleks otstarbeks tegi projektis osaleja Mario Mars rohkem kui 30 öist sõitu, millega kaeti peaaegu terve Eesti (väljaarvatud Saaremaa ja Hiiumaa). Kõige paremini on kaetud Põhja-, Kesk-, Lõunaja Lääne Eesti, vähemal määral Virumaa. Läbisõidetud tee kogupikkus on üle 3600 km, läbiti 22 linna ja 76 alevit ja küla. Lisaks sellele kaardistati 50 ristmikku, viadukti ja muid eraldiasuvaid valgustatud alasid. Mõnda teed sõideti mitu korda (nt Tallinn - Haapsalu kokku 9 sõitu kahel erineval marsruudil, Tallinn - Tartu kolm sõitu). Mõni linn sõideti läbi ka mitu korda (nt Tallinn 13 korda mööda erinevaid teid, Tartu 6 korda, Haapsalu 9 korda). Mõned asulad sõideti läbi ainult üks kord (nt Pärnu, Viljandi), läbisõitmata jäi nt Rakvere. Mõni linn sõideti läbi kaks korda samal päeval (nt. Narva, Kohtla-Järve), nende linnade puhul vastavad mõõtmisandmed vaid ühele ilmastiku seisundile. Sõidu ajal toimus automaatne seniittaevaheleduse mõõtmine mõõteseadme SQM-LU abil, mis oli kohaldatud vastavalt ja kinnitatud auto külge Mõõteseade SQM Sky Quality Meter (SQM) on rma Unihedron (Kanada) [18] poolt toodetav digitaalne mõõteseade, mis mõõdab valgusvoo tugevust tähesuurustes ruutkaaresekundi kohta (mag/arcsec 2 ) ühikutes. Seadme vaateväli on umbes 40, vaateväli tundlikkusel 0.1 maksimaalsest on umbes 39. Näidu täpsus on ±0, 1 mag. Seade kasutab TAOS TSL237S sensorit koos HOYA CM-500 infrapunatõkkeltriga. TSL237S'i on valgustundlikkuse kõver on inimese silmaga küllaltki sarnane. Joonisel 2.8 on näha SQMi sensori valguskõver, märgitud sõnaga clear. Seade suudab eemaldada pimevoo mõjud sensorilt.tänu sisseehitatud temperatuuriandurile on välistemperatuuri ( ) mõju mõõtmistulemustele väike. SQM seadmed on praktilised: kerged, suhteliselt suure täpsusega, mobiilsed, lihtsa kasutusega ning laialt levinud. See sai ka määravaks antud projektis valgusreostuseks sobilike mõõteseadmete valikul. Kasutades laialt levinud seadet, on võimalik võrrelda oma andmeid näiteks teistes riikides saadud tulemustega. Neid on mitut liiki nagu näiteks SQM (tavaversioon), SQM-L (läätsega) ja SQM-LU (USB ühendus arvutiga). Kõigil on samad sensorid ja ühesugune tööpõhimõte. Esimesed kaks on käsiseadmed. Neid kasutati peamiselt erinevates punktides näitude registreerimiseks ja visuaalse meetodi kontrollimisel. Läätsega versioon on vähemtundlik lähedalasuvatele valgusallikatele. Viimane SQM mudel võimaldab andmeid otse arvutisse salvestada ja seetõttu kasutati seda automaatse mõõtepunkti komplekteerimiseks ja trassidel. 66

67 Joonis 2.8: Mõõteseadme SQM valgustundlikkuse kõver Suurim SQM seadmetel baseeruv mõõtmisvõrgustik asub Hong Kongis, kus loodi Hong Kong Night Sky Brightness Monitoring Network ehk NSN. NSNi prototüübiks loodi taeva ereduse mõõtmise projekt, kus kasutati 39 SQM ja 4 SQM-L seadet. Mõõtmised toimusid aasta märtsist aasta maini, kus 15 kuu jooksul mõõdeti 199 eri asukohas taeva valgusreostuse taset. SQM seadmete kasutamise lihtsuse tõttu rakendati selles töös ka vabatahtlike abi, kes sisestasid internetileheküljel oma mõõtmistulemused. Koguti kokku 1957 öötaeva ereduse andmekogumit ning loodi selle põhjal kaart - keskmine taevaheledus oli 16.1 mag/arcsec 2 (tähesuurust ruutkaarsekundi kohta). Selle uurimistöö edukuse tõttu otsustas Hong Kongi ülikool (University of Hong Kong) luua automaatse vaatlusvõrgustiku, NSNi. 18 automaatset vaatluspunkti edastavad iga 5 minuti tagant internetti info taevaheleduste ja ilmastikutingimuste kohta. SQM kasutamine on küll lihtne, aga seejuures tuleb arvestada, et ebasoovitavatest suundadest lähtuv valgus ei mõjutaks seadme näitu. Käsiseadmete puhul tuleb vältimatute valgusallikate korral kasutada varjupiirkondi või seista ise valguse ette. Auto külge monteerimisel tuleb detektori sisendava ette panna mati seinaga toru. Antud projektis osutus kõige tähtsamaks SQM-LU, mida kasutati sõiduauto küljes. See vajas eelnevalt moditseerimist, et seda oleks võimalik kinnitada, see ei kahjustuks välitingimustes ja kõrvalised valgusallikad (näiteks teiste autode tuled) ei segaks. Andmed salvestati arvutisse ja samal ajal koguti ka GPSi andmeid asukoha ja kellaaja kseerimiseks. Sõidu ajal registreeriti mõõtetulemused 1 kord sekundis. Mõõtmiste määramatust põhjustab peamiselt auto esilaternate peegeldunud valguse mõju. Sõidu ajal sisselülitatud auto esilaternate valgus peegeldub erinevatelt pindadelt auto ees (tee, puud, ehitised jms) samuti ka udult ning osa sellest valgusest satub mõõteseadme andurile ja suurendab näitu. Parasiitvalguse osakaal on üldiselt väike, aga see varieerub sõidu jooksul ja seda on keeruline arvesse võtta. Vaatamata selle määramatuse olemasolule, ei mängi see suurt rolli kaardistamisel, kuna teiste määramatuse allikate roll (peamiselt tulemuste sõltuvus ilmastikutingimustest 67

68 ja väike arv erinevates punktides tehtud mõõtmisi) oli praegusel etapil tunduvalt suurem. Aga nende faktoritega tuleb arvestada täpsemate mõõtmiste puhul Koordinaatide ja aja mõõtmine Geograaliste koordinaatide määramiseks kasutati GPS seadet Garmin GPSMAP62st ja Holux Koordinaate ja SQM-LU andmeid salvestava arvuti kella sünkroniseerimiseks kasutati samuti GPS-i signaale Andmete töötlemine Sõitude ajal kogutud andmeid töödeldi selleks, et identitseerida nendes asulaid ja muid valgustatud alasid ning määrata nende valgustatuse poolt tekitatud reostust Andmete ltreerimine Esimesel töötlemisetapil toimus andmete ltreerimine. Sõidu jooksul satub mõõtjasse ka teel olevate tänavalaternate valgus, graakul paistavad need välja teravate miinimumidena (tänavalaternad on suure heledusega, seega nende tähesuurus on väike). Väga keeruline on teha absoluutselt efektiivne lter, mis lubaks kõrvaldada kõik tänavalaternaid ja samaaegselt jätaks puutumata kasulikud andmed. Põhjus on selles, et aeglasel sõidul asulas (aga just asulates tänavalaternate arv on kõige suurem) tänavalaternad moodustavad graakul pideva rea punkte, mida pole võimalik eristada pidevast punktide reast, mis moodustub taevafooni registreerimisel. Kuna andmete lõplik analüüs toimub käsitsi, ei ole täielik tänavalaternate kõrvaldamine andmereast vajalik. Seega on tänavalaternate ltreerimiseks kasutatud lihtsustatud algoritmi. Mõõdetud väärtus loetakse kuuluvaks tänavalaternale ja seda ei arvestata kui selle heledus on suurem kui 12 m või kui selle erinevus kõrvalolevate punktidega ületab 0 ṃ 5 (see vastab järsule heleduse suurenemisele). See meetod lubab kõrvaldada andmetest enamiku tänavalaternaid. Kuna auto mõnikord seisab paigal või liigub väga aeglaselt, siis mõõtmised tehakse peaaegu ühes kohas - sellisel juhul on vaja andmed keskmistada. Andmete keskmistamine toimub kui punktide vaheline kaugus on väiksem kui 0,1 m Kahe- ja kolmemõõtmiliste teekonnakaartide koostamine Reostatud alade identitseerimiseks kanti mõõdetud väärtused kaardile 3D kujul Selleks on igale andmepunktile pandud 3 väärtust: koha geograaline pikkus, laius ja mõõdetud seniittaevaheledus. Koha geograaline pikkus ja laius määravad antud punkti kaardil, mõõdetud seniittaevaheledust kasutati z-koordinaadina (z-telje skaala on vastavalt valitud, et esitada taevafooni väärtusi tähesuurustes). Kaardi põhjaks on kasutatud [20] allalaaditud osakaarte. Kolmemõõtmelises ruumis on esitatud kaks punktidest koosnevat joont: kaardi pinnal on koordinaatide abil esitatud läbitud tee (mis ühtib kaardile joonistatud teega) ja vertikaalselt selle kohal mõõdetud taevaheleduse väärtused. Seega tee ja mõõdetud väärtused moodustuvad mittelameda kahemõõtmilise pinna kolmemõõtmelises ruumis. Selleks, et saaks näha seost mõõdetud väärtuste ja asukoha vahel on sellel pinnal joonistatud z-teljega paralleelsed jooned iga 500 meetri tagant. Läbitud teepikkus on kantud kaardile vahemikega 10 km. Z-teljega risti (ehk paralleelselt teega) on kantud jooned sammuga 1 m, nende abil saab jälgida taevafooni heledust igas punktis. Tulemuseks on kolmemõõtmeline graak, mis toetub kaardile ja mis kujutab endast teega risti olevat kõverpinda. Lõpuks projekteeriti saadud 3D-kaart sobiva nurga all tasapinnale. Projekteerimisnurka saab muuta selleks, et iga konkreetne marsruut näeks 68

69 Tallinn 10 km Tallinna piir Tallinn 15 km E67+E265 Keila 8 km Tallinn 20 km Tallinn 25 km E67+9 Keila 8 km Tallinn 30 km Riisipere ristmik Turba 9+10 / Risti Palivere Taebla Haapsalu 8 km Haapsalu 4 km Uuemõisa Haapsalu piir 25 m 20 m 15 m 10 m 0 km 10 km 20 km 30 km 40 km 50 km 60 km 70 km 80 km 90 km Joonis 2.9: 2D teekonnakaari näide (qg _2d.eps) tasapinnal parem välja. Sel viisil ehitatud 3D-kaardid *.eps formaadis on toodud aruande Lisas, faili nimi on qgaaaakkpp_3d.eps, kus aaaa on aasta, kk on kuu ja pp on päev. Kui ühel öösel oli tehtud kaks sõitu, siis faili nimi on qgaaaakkppa_3d.eps ja qgaaaakkppb_3d.eps, a ja b vastavad esimesele ja teise sõidule. Kaartidel on esitatud ka identitseeritud asulad ja teised reostatud alad (vt p. Suurendatud taevaheledusega alade identitseerimine) Kolmemõõtmiline kaart on mugav reostatud alade identitseerimiseks, aga mõõtmiste tegemiseks oleks seda raske kasutada. Mõõtmiste lihtsustamiseks on paralleelselt 3D-kaartidega valmistatud ka kahemõõtmelised graakud2.9: selleks 3D-kaardil olev kõver graak on venitatud sirgeks ja projekteeritud tasandile. Vastavad graakud on toodud Lisas *.eps formaadis, faili nimi on qgaaaakkpp_2d.eps (või qgaaaakkppa_2d.eps ja qgaaaakkppb_2d.eps, kui ühel öösel on tehtud 2 sõitu). Graakutel on ka esitatud identitseeritud reostatud alad Suurendatud taevaheledusega alade identitseerimine Lisas toodud 3D-kaartidel ja kahemõõtmelistel graakutel esitatud andmeridadest on näha, et need kujutavad endast enam-vähem siledaid jooni erinevate sügavuste miinimumitega. Kitsad sügavad teravad maksimumid vastavad ltrist läbinud laternatele. Samal ajal miinimumid, mille laius ületab mitu sada meetrit, vastavad aladele,kus on registreeritud suurenenud (võrreldes naaberaladega) taevaheledus. Ülesandeks oli nende ala identitseerimine, milleks kasutati Google Maps kaarti. Alade identitseerimisel selgus, et osa neist on asulad, osa aga vastab ristmikele. Tulemusena oli identitseeritud 76 asulat, 22 linna ja 54 alevikku ja küla. Lisaks õnnestus identitseerida ca 50 ristmikku ja viadukti. Mõned suurenenud taevaheledusega alad paiknevad asulatest kaugel, need kuuluvad tööstus- või laohoonetele. Identitseeritud alad on ära märgitud nii kolmemõõtmelistel kaartidel ja kahemõõtmelistel graakutel. Asulad ja külad on märgitud vertikaalsete joontega, mille peal on kirjutatud nende nimed. Linnad on märgitud vertikaalsete joonte kimpudena, joonte peale on kirjutatud kaugus mingist linna kesksest punktist (nt Tallinna ja Tartu puhul - raekoja platsilt). Väikeste linnade puhul (nt Sindi) joonte samm on 2 kilomeetrit, nad on joonestatud kuni kauguseni 4 km linna tsentrist. Suuremate linnade puhul joonte süsteemi raadius ja samm on suurem (nt Tallinna puhul vastavalt 30 ja 5 km, Tartu puhul 15 ja 5 km, Viljandi puhul 8 ja 4 km). Ristmikud on märgitud vastavate maanteede numbrite järgi või lähima asula järgi, nt Võnnu ristmik aga E263 ja E264 teede ristmik on märgitud nagu E263+E264 jne. Alad, mis ei kuulu asulatele ega ristmikele, on märgitud nende kirjeldusega, nt kompleks Vana-Kastre juures. 69

70 Joonis 2.10: 3D teekonnakaardi näide (qg _3d.eps) Reostatud alade suuruse ja reostuse taseme määramine Kuigi iga miinimum on graakutel individuaalse kujuga, mis vastab taevaheleduse ruumilisele jaotusele, on olemas kaks põhilist parameetrit, millega saab reostust iseloomustada: need on reostatud ala suurus ja reostuse tugevus. Ala suurus on määratud miinimumi laiusega, tase aga miinimumi sügavusega võrrelduna ümbritseva tausta suhtes. Need parameetrid leiti individuaalselt iga miinimumi jaoks. Reostatud ala piiri kriteeriumiks oli heleduse 0 ṃ 5 erinevus naaberaladest. Juhul, kui graakul on registreeritud terve miinimum (nt asulast või ristmikult läbisõidul) on ala raadiuseks oli võetud pool miinimumi laiusest. Juhul, kui trass algab või lõpeb mingis linnas, on võimalik graaku alguse või lõpu osas registreerida taevaheleduse kahanemine kuni tausta väärtuseni. Sellisel juhul ala piiriks oli võetud kaugus, kus taevaheledus erineb taustväärtusest vähem kui 0 ṃ 5 mag võrra. Seega asula läbimisel raadiuse väärtus on kahe mõõtmise keskmine (sissesõidul ja väljasõidul), kui aga toimus vaid sissesõit või väljasõit, raadius on üksikmõõtmise tulemus. Kui mõned reostust tekitavad asulad asuvad maanteest eemal on sel juhul raadiuse väärtusele lisatud teatud geomeetriline parand, raadius on saadud valemiga R = (2L + r' 2 ) 1/2, kus r' on pool miimimumi laiusest graakul, L on asula keskpunti kaugus maanteest. Reostatud alale vastavat maksimaalset seniittaevaheledust oli võimalik registreerida, kui graakult oli võimalik leida laternate poolt moonutamata miinimumi. Mõnikord, kui miinimum oli moonutatud tänavalaternate valguse poolt, ei olnud võimalik leida piisava täpsusega tegelikku miinimumväärtust. Sellisel juhul miinimumväärtus jäi registreerimata. Iseloomustavaks väärtuseks on võetud miinimumi sügavus võrreldes ümbritseva taustaga mõõdetuna tähesuurustes: see näitab reostamata ja reostatud taevaheleduste maksimaalset suhet. Seda suhet võib leida valemiga: Ireostatud/Itaust = 2, 512 m (2.3) kus m on miinimumi sügavus võrreldes taustaga. Näiteks kui miinimumi sügavus on 70

71 m = 3 m võrreldes taustväärtusega on vastav suhe 2,512 3 = 15,9 korda. Juhul, kui tausta tähesuurus oli erinev paremal ja vasakul miinimumist, saadi m kahe taustaväärtuse keskmistamise teel. Peab mainima, et parameeter m ei sõltu taevaheleduse absoluutsest väärtusest. Seega saab seda parameetrit määrata ka eha- ja koiduvalguses Andmete analüüs Kuna osa piirkondadest oli mitu korda läbi sõidetud, osutus võimalikuks võrrelda erinevatel sõitudel saadud tulemusi. Selgus, et seniittaevaheledusel on üsna tundlik ja keerukas sõltuvus ilmastikutingimustest: 1) Kui pilvisus puudub on taeva heledus on minimaalne. See on oodatud tulemus, kuna puudub valgust peegeldav pilvikate. Miinimumid on madalad ja nende laius on minimaalne. Näiteks Tallinn - Narva marsruut [joonis ], mis oli läbitud väga heades ilmatingimustes. Ka suurtele linnadele nagu Kohtla-Järve ja Narva vastavad suhteliselt madalad väikeste raadiustega miinimumid. 2) Kui pilvisus on pidev ja kõrge, on väikeste asulate miinimumid ka kitsad ja madalad, kuna peegeldav pilvikate on kaugel ja üles suunatud valgus jaotub suurele pindalale enne peegeldamist, seega peegeldatud valguse intensiivsus langeb. 3) Kui pilvisus on pidev ja madal, moodustab mõõdetud foon graakul laiad sügavad miinimumid. See vastab olukorrale, kui alt üles minev valgus peegeldub efektiivselt pilvedelt tagasi, tekitades valgusega reostatud laigu suurel territooriumil. Isegi mõne laternaga valgustatud alad (väikesed ristmikud, mõisad, hoonete kompleksid) tekitavad märgatava valgusreostuse valgusjälje, suured linnad aga tekitavad taevas maksimaalse raadiusega valguslaike. 4) Vahepealsed ilmastikutingimused tekitavad vastavalt vahepealse pildi: sõidu ajal võivad tingimused trassil muutuda ja seega erinevad trassiosad näevad välja erinevalt. Lumesadu ja lumikate suurendavad valgusereostust märgatavalt. Öeldut võib illustreerida Tallinn-Haapsalu marsruudi näitel, mida läbiti mitu korda graak failis haapsalu_maps.gif. Ühele graakule on kantud 7 sõidu marsruudid. Marsruut, mis vastab a. on punktis (1) toodud olukorra näide: Turba, Palivere, Taebla ei ilmne üldse, Riisipere ristmik ilmneb vaid tänu andurisse paistnud laterna otsevalgusele. Kontrastiks on a marsruut, mis on juhtumi (3) näide: kõik asulad ja ristmikud avalduvad graakul väga laiade ja sügavate minimumidega (heleduse maksimumiga). Teine illustratsioon sisaldab kolme Tallinn-Tartu marsruuti ühel graakul tartu_maps.gif. Sõit a toimus pilvisuse puudumisel, teised kaks sõitu toimusid sarnastes ilmastikutingimustes. On märkamisväärne, et lõigul km algpunktist (kaasa arvatud Tartu ümbersõit) näevad need kaks graakut välja peaaegu identselt, kuigi ajavahemik sõidude vahel on ca 3 kuud. Sellest järeldub, et sarnastel tingimustel on taevaheledus sarnane. See sarnasus ei ole seega juhuslik vaid on tõepoolest määratud selle hetke ilmastikutingimustega ja valgusreostust tekitavate allikatega. Tugev sõltuvus ilmastikutingimustest suurendab mõõdetud raadiuste ja tähesuuruste hajuvust - erinevatel sõitudel võivad need väärtused erineda mitmekümne protsendi võrra. Ideaalsel juhul tuleks läbi viia korduvaid mõõtmisi erinevatel ilmastikutingimustel ja koostada valgusreostuse kaardi mitu varianti, mis vastaksid erinevatele ilmastikutingimistele - selge taeva korral, pilves ilmaga jms. Kahjuks ei olnud see projekti piiratud ressursside tõttu võimalik. Sel põhjusel olime sunnitud keskmistama kõik andmed ja koostama ühise kaardi. Tulenevalt eelöeldust on negatiivseid tagajärgi kaks: 1) suur andmete määramatus ja 2) andmete ebaühtlus. Ebaühtlus tekib sellest, et mõned asulad on läbi sõidetud mitu korda (kõige rohkem Tallinn ja Haapsalu, vastavalt 13 ja 9 korda), mõned aga ainult üks kord. See tähendab, et asulates, mida on läbitud ainult üks kord, vastavad mõõtmised konkreetsel läbisõidul 71

72 olevatele tingimustele, mis võivad erineda keskmistest tingimustest suhteliselt palju. Näiteks võib tuua Pärnu, Kohtla-Järve ja Narva mida läbiti ainult üks kord selge ilmaga. Seega näitavad nendes linnades tehtud mõõtmised väiksemat reostuse raadiust ja taset, võrreldes väärtustega, mis oleks saadud mitme läbisõidu keskmistamisega Reostuse kaardi koostamine Asulate ja teiste kohtade reostuse andmed olid keskmistatud läbisõitude järgi - leitud keskmised reostatud alade raadiused ja m Lisade Failis aruanne_kaard.xlsx lehel Leht1 on toodud mõõtmiste andmed linnade jaoks sõitude kaupa ja vastavad mõõtmiste koguarvud, keskmised ja standarthälbed (kui mõõtmiste arv on ühest suurem). Samasugused arvutused on tehtud teiste asulate ja valgustatud alade puhul. Keskmistatud andmed on kantud kaardile järgmisel viisil. Iga reostatud ala on esitatud ringiga, mille raadius (kaardi skaala ühikutes) vastab keskmisele reostatud ala raadiusele. Reostuse määr on esitatud värviliselt 5-astmelise skaala järgi: m 4 m - kõige indensiivsem värv 3 m m < 4 m - intensiivne 2 m m < 3 m - keskmine 1 m m < 2 m - vähese intensiivsusega m < 1 m - kõige heledam värv Asulate jaoks on kasutatud punaseid toone, teiste objektide jaoks (ristmikud, viaduktid) sinised. Juhul kui m ei olnud võimalik määrata (tegelikud miinimumid graakul on peidetud tänavalaternate valguse poolt), asula on esitatud avatud ringiga (asulad roosaga, ristmikud sinisega). Kaart on toodud Lisade failis reostus_map.jpg. Joonis 2.11: Valgusreostuse kaart 72

73 Kommentaarid kaardile 1) Kaart ei ole täielik: Põhja-, Kesk- ja Lõuna Eesti on kaetud mõõtmistega tihedamalt, Saaremaa ja Hiiumaa on katmata. 2) Andmed ei ole ühtlased: mõned alad on läbi sõidetud mitu korda ja andmed on keskmistatud mitme väärtuse järgi, mõned andmed on aga üksikmõõtmiste tulemused. Suurema täpsusega on andmed saadud sõitudelt mööda Tallinn Tartu manteed, Põlvamaal, Läänemaal. Ainult üks kord on sõidetud marsruudil Tallinn Narva, Tallinn Ikla, Viljandimaa, Valgamaa. Andmete analüüsil leiti, et reostatud raadiuse väärtused on väiksema tundlikkusega ilmastiku tingimustele võrreldes taevaheleduse maksimaalväärtustega. [Seda on näha ka tabelist failis aruanne_kaart.xlsx (leht Leht1): ruutkeskmise hälbe ja keskmise väärtuse suhted on m puhul suuremad kui raadiuste puhul]. Seega reostatud aladele vastavad ringide raadiused kaardil näitavad reostuse määra paremini võrreldes nende alade värviga. Seda saab demonstreerida Pärnu näitel: kuigi on toimunud vaid üks mõõtmine selge ilmaga (millele viidab ringi hele värv), vastab reostatud ala raadius suurele linnale ja on võrreldav Tartu omaga (Pärnu puhul rolli mängib ka see, et linn on väljavenitatud piki läbitud teed, mis suurendab registreeritud raadiuse väärtust (vt järgmine punkt). Samal ajal mitu korda läbitud piirkondade puhul reostuse m on määratud suurema täpsusega ja seega värv kaardil näitab valgusreostuse määra suhteliselt hästi. 3) Antud kaardi puhul on reostatud alasi kujutatud kui punktallikaid või ringsümmeetrilisi piirkondi. Tegelikult ei ole asulad ringkujulised. Väikeste asulate ja ristmikute puhul see ei mängi suurt rolli, kuna nende poolt reostatud alad on väikesed ja reostuse ruumiline struktuur ei ole tavaliselt suure tähtsusega. Aga suurte linnade puhul linna kuju ja valgusreostust tekitavate allikate jaotus on selles tähtis, kuna reostuse ulatus erinevates suundades võib märgatavalt erineda. See faktor on tähtis Tallinna ja Tartu puhul nende poolt reostatud alade suure ulatuse tõttu ning Pärnu ja Kohtla-Järve puhul, kuna need on suhteliselt suured ja märgatavalt väljavenitatud linnad. Me pidime nende linnade puhul piirduma ringsümmeetrilise aproksimeerimisega, kuigi suurema arvu mõõtmiste korral (tehtud linna reostatud ala erinevates äärepunktides) saab täpsustada vastavate linnade poolt tekitava valgusereostuse ruumilist jaotust Vajalikud meetmed täpsuse tõstmiseks Seoses ülalmainitud faktoritega tuleb esitatud kaarti lugeda esialgseks variandiks, mis on saadud piiratud mõõtmiste arvu põhjal ja esitab olukorda valgusreostusega Eestis väga üldiselt. Täpsema valgusreostuse kaardi koostamiseks on vaja: 1) Teha mõõtmisi praeguse kaardiga mittehõlmatud aladel (sh saartel). 2) Teha rohkem mõõtmisi iga reostatud ala piirkonnas. 3) Teha mõõtmisi erinevates ilmastikutingimustes ja koostada kaardid erinevate ilmastikuolude jaoks (vähemalt kaks varianti: selge taevaga ja pilvise ilmaga). 4) Suurte ja väljavenitatud linnade puhul teha mõõtmisi erinevates reostatud ala äärepunktides ja sellega täpsustada nende poolt tekitatud reostuse ruumilist jaotust Seos asustatud punkti rahvaarvu ja valgusreostuse vahel Kasutatud andmed ja mudel Kaardilt selgub, et on olemas seos valgusreostuse asula rahvaarvust: suured linnad on tähistatud kaaril suurema raadiustega ringidega, ja nende värv on intensiivsem, see vastab suuremale m -le. Sellest lähtuvalt tekib küsimus statistilisest seosest valgusreostuse ja rahvaarvu vahel. Kuna reostatud ala raadius on määratud suurema suhtelise täpsusega ja 73

74 on väiksema tundlikkusega ilmastikutingimustest on võimalik uurida sõltuvust raadiuse ja reostuse vahel. Tabelites on toodud kõikidele asulatele vastavad reostatud alade raadiused ja m väärtused ja rahvaarvud. Väikeste asulate rahvaarvud on võetud vastavalt a. rahvaloendusele [1]. Linnade rahvaarvude jaoks on kasutatud uuemaid (kuigi mitteametlikke) andmed, mis paremini vastavad a. olukorrale. Väikeste asulate puhul andmete ebatäpsus on suurem, kuna aastast praeguseni võib nende rahvaarvu suhteline muutus olla märgatav. Asulate rahvaarvud ja vastavad reostatud alade keskmised raadiused on esitatud graa- liselt (vt graak samal lehel failis aruanne_kaart.xlsx): rahvaarv on x-teljel ning reostatud ala raadius on y-teljel. Jooniselt selgub, et reostatud ala raadius kasvab rahvaarvuga ebalineaarselt: kasv aeglustub koos rahvaarvu kasvuga. Leidsime, et raadiuse kasv on astmelises sõltuvuses rahvaarvust, astmenäitaja võrdub ca 0,4. Võrdluseks joonisel on toodud pidev joon, mis vastab mudelile R = 2, 4P 0,4 kus R on reostatud ala keskmine raadius ja P on rahvaarv. Märkusi 1) Valga puhul rahvaarv on arvestatud koos Valkaga, kuna mõlemad linnad annavad ühise panuse valgusreostusesse. 2) Kuigi väikeste asulate puhul on rahvaarvu määramatus ja reostatud alade hajumine suur, siis need punktid moodustavad tiheda hulga kõvera alguses ja ei mõjuta oluliselt mudeli trendi. Trend moodustatakse peamiselt linnade arvel. Suur suhteline määramatus ei lubaks ilmselt leida statistiliselt kindlat trendi, kui kasutaks ainult väikeste asulate andmeid. 3) Ka linnade puhul andmete hajumine on piisavalt suur, seega pakutud mudel illustreerib vaid üldist trendi. Joonis 2.12: Seos rahvaarvu ja valgusreostuse vahel 74

75 Tabel 2.2: Seos rahvaarvu ja reostuse vahel - linnad Alev/Küla Rahvaarv (tuh) R keskm m R mudel Tallinn Tartu Narva Pärnu Kohtla-Järve Valga Viljandi Sillamäe Võru Jõhvi Haapsalu Keila Paide Türi Põlva Rapla Põltsamaa Sindi Räpina Tõrva Võhma Tabel 2.3: Seos rahvaarvu ja reostuse vahel - alevid ja külad Alev/Küla Rahvaarv (tuh) R keskm m R mudel Rummu Märjamaa Paikuse Jüri Puhja Tahkuranna Kehtna Pärnu-Jaagupi Turba Kõlleste Taebla Palivere Mustla Väimela Olustvere Adavere Puurmani Ahja Risti Oru/Uugla/Linnmäe Luunja Ardu Veriora Vastse-Kuuste

76 Tabel 2.3: Seos rahvaarvu ja reostuse vahel - alevid ja külad (algus eelmisel leheküljel) Alev/Küla Rahvaarv (tuh) R keskm m R mudel Koluvere Imavere Melliste Laeva Käru Mooste Varstu Lelle Hummuli Oisu Padise Uusna Kabala Soe Suislepa Aarna Vana-Kuuste Hargla Valgjärve Mõniste Laukna Tänassilma Patika Viluste Anna Taheva Halinga Kernu Häädemeeste Mudiste Tänavavalgustuse väljalülitamise eksperiment Projekti raames oli planeeritud eksperiment tänavavalguse väljalülitamisega mingis asulas. Eksperimendi ülesandeks oli jälgida, kuidas tänavavalgustus mõjutab asula poolt tekitatavat valgusereostust. Plaani järgi teostatakse mõõtmisi enne ja pärast valguse väljalülitamist ja mõõtmiste tulemusi võrreldakse omavahel. Eksperimendi edukust soodustaks: 1) asula suurus (kuna reostus on seda suurem, mida suurem on asula) ja 2) teiste suurte asulate puudumine läheduses, kuna lähedaste asulate poolt tekitatud valgusreostus seguneb uuritava asula reostusega. Eksperimendi läbiviimiseks võtsime ühendust erinevate linnade ja alevite kohalike omavalitsusega (Tallinn, Tartu, Haapsalu, Keila, Viljandi, Rapla, Valga, Võru, Põlva, Saku jv). Ainult Saku vallavalitsusest õnnestus meil saada nõusolek eksperimendi korraldamiseks. Teiste kohalike omavalitsuste eitava vastuse põhjenduseks oli oletatav risk turvalisusele ja tehnilised raskused, mis kaasnevad tänavavalguse väljalülitamisega ebatavalisel ajal. Saku vallavalitsuselt oli saadud luba kahe eksperimendi läbiviimiseks. Esime- 76

77 ne eksperiment viidi läbi Sakus ja Saku vallas augusti öösel ja korduseksperiment septembril a. Kahjuks ei olnud Saku aleviku puhul täidetud ülalmainitud eeldused: asula on suhteliselt väike (rahvaarv kuni 5000 inimest) ja asub Tallinna lähedal (kaugus Tallinna keskelt ca 20 km). Seega oli oodata, et Tallinna poolt tekitatud valgusreostus mõjutab tugevasti Sakus taevaheledust. Nagu selgus eksperimendi tulemustest, viimane faktor oli otsustav. Lisaks sellele, Sakus paikneb suur tööstusettevõte (Saku Õlletehas), mis oma turvalisuse pärast ei olnud nõus kogu oma territooriumil valgust välja lülitama. Osaliselt seda tehti, kuid selle mõju tulemustele ei saa pidada mainimisväärseks. Mõned teised objektid (suured kauplused, korteriühistud, lasteaiad) jäid samuti väljalülitamata Eksperimendi planeerimine ja läbiviimine Eksperimendi läbiviimiseks olid planeeritud järgmised tegevused: 1) taeva seniitheleduse mõõtmine alevikus ja selle ümbruses, nii kseeritud punktides kui ka Saku ümbruse teedel sõitmise ajal. 2) Saku kohal oleva taeva pildistamine väljaspool Saku alevit selleks, et avastada selle heleduse muutust tänavavalgustuse väljalülitamisel. 3) pildistamine alevikus ja väljaspool seda selleks, et jälgida toimuvaid muutusi. Esimene eksperiment algas 29. augustil kella 22:30 paiku. Ilm oli selge, pilvisus puudus, kuid oli täiskuu aeg Oli organiseeritud kaks mõõtmispunkti Sakus ja 1 mõõtmispunkt väljaspool Sakut. Väljaspool Saku alevit toimus taeva pildistamine Saku kohal. Mõõtmispunktides mõõdeti taeva seniitheledust. Mõõtmisi tehti ka trassil, mis hõlmas Sakut ja teid Saku ümbruses kuni 10 km kaugusel aleviku keskkohast. Samal ajal tehti aleviku erinevates kohtades kseeritud tingimustel panoraampilte. Joonis 2.13: Esimene eksperiment: 29. august 2012 Tänavavalgustus lülitati Sakus välja umbes kell 00:00, mõõtmised ja pildistamine kestsid järgmise kahe tunni jooksul. Eksperimendi lõppemisel lülitati tänavavalgustus uuesti sisse. Teine eksperiment algas 18. septembril kella 21:30 paiku. Oli väga pilvine ilm ja vahetevahel sadas vihma Oli noorkuu, aga pilvisuse tõttu kuufaas ei mänginud rolli, kuna taevas oli pilvedega täielikult kaetud. Sakus oli organiseeritud üks vaatluspunkt ja teine väljaspool Sakut (samas kohas kus eelmisel korral). Mõõdeti taeva seniitheledust, 77

78 Juri Saku Joonis 2.14: Teine eksperiment: 18. september Ära on märgitud Saku ja Jüri asukohad pildistati taevast Saku kohal ja tehti panoraampilte. Tänavavalgustus lülitati välja umbes kell 23:30 ja eksperiment kestis umbes kella 3:30 -ni Eksperimendi tulemused 1) Eksperimentide tulemusena ei õnnestunud avastada Saku tänavavalgustuse mõju taevaheledusele alevikus ja selle ümbruses. Valgusereostuse muutus ei avaldanud mõju taeva seniitheledusele ega avaldunud piltidel. See negatiivne tulemus on kooskõlas valgusreostuse kaardiga (vt reostus_map.jpg ja tabel aruanne_kaart.xlsx Leht1): Tallinna poolt reostatud ala keskmine raadius on 26,3 km. Seega Saku asub Tallinna valgusreostuse vööndis ja seetõttu Saku tänavavalgustus ei avalda väga suurt mõju kohalikule taevale Lisarolli mängib see, et on vaatamata tänavavalgustuse väljalülitamisele on jäänud valgustatuks suured piirkonnad (Saku õlletehas, poed, autobaas). 2) On olemas mitu kohta, kus tänavavalgustus dubleerib valgustust teistest allikatest (nt poodide juures). 3) Selgus, et valgustatud ka need objektid, mis öösel valgustust ei vaja (kauplused, koolid, lasteaiad jms). 4) On võimalik efektiivsemalt kasutada objektidelt peegeldunud valgust Reostuse pikaajalise trendi uurimine Tallinnas Kuna aastast 1955 on Tallinnas teostatud regulaarselt astronoomiavaatluseid ning aastast 1966 on seda tehtud Hiiul asuvas Tallinna Tähetornis, siis lootsime kogutud andmete abil määrata taevafooni väärtuseid minevikus ja leida selle pikaajalisi muutuseid. Taevafooni määramiseks kasutati fotomeetri andmeid 2.16, millega uuriti muutlikke tähti. Taevafooni parameetreid ei vajatud nende astronoomiliste objektide füüsikaliste muutuste uurimiseks ja seetõttu sai kasutada vaid teatud perioodil ( ) kogutud andmeid, sest siis olid registreeritud kõik vajalikud parameetrid taevafooni määramiseks. Alguses oldi arvatavasti entusiastlikumad ning koguti kõiki andmeid ja hiljem ilmselt loobuti muutlike tähtede 78

79 fotomeetriaks mittevajalike andmete registreerimisest. Andmekogu sisaldab sadu fotomeetrilisi linte erinevate muutlike tähtede ja nende võrdlustähtede mõõteandmetega. Esmalt valiti välja sobivate tähede (RU Cam, RX Cas ja GG Cas) võrdlus- ja kontrolltähed, misjärel digitaliseeriti antud tulemused edasise andmetöötluse ja -analüüsi jaoks. Kasutades vaatluspäevikuid, fotomeetri diafragmasid jms, koguti täielikud andmed, mis sisestati ühtsesse andmebaasi, mille abil oli võimalik teostada edasist redaktsiooni ja päringuid. Selle töö tulemusel selguski, et täielikud andmed taevafooni määramiseks eksisteerisid ainult kindlal ajavahemikul. Kokku on ajavahemikul kasutatud 790 võrdlus- ja kontrolltähe vaatlust, sealhulgas: tähe number tähe nimi V mõõtmiste arv 1 BD BD BD BD BD BD lõpptulemuses on ühe muutliku tähe vaatluse võrdlus- ja kontrolltähe poolt eraldi määratud taevafooni heleduse keskmine. lisaks on iga vaatlusmomendi jaoks arvutatud: võrdlus- ja kontrolltähe asimuut ja kõrgus, Päikese asimuut ja kõrgus, Kuu asimuut, kõrgus ja faas. Neid andmeid on vaja, et määrata Kuu, Päikese ja tähtede seniitkauguse mõju taevafoonile. Joonis 2.15: Aastatel määratud taevafooni väärtused (must)ja lineaarne trend (punane)) 79

80 Taevafooni väärtus on määratud järgmiselt: 1. instrumentaalne taevafooni väärtus m instr : ( ) Lstar L foon m instr = 2.5 log L foon L phz L star, L foon,l phz tähendus on näidatud joonisel atmosfääri mass X star mõõdetava tähe seniitkaugusel (z) (Rozenberg (1966)): X star = 1 cos(z) exp( 11.0 cos(z)) tähe seniitkaugus on määratud kuupäeva, kellaaja ja tähe koordinaatide kaudu. 3. mõõdetava tähe heledus m star(z) seniitkaugusel (z): (2.4) (2.5) m star(z) = m star(0) + X star k ext (2.6) kus m star(0) tähe heledus väljaspool Maa atmosfääri ja k ext atmosfääri neeldumistegur seniidis (keskmiselt 0.28 tähesuurust) 4. taevafooni heledus m foon mõõdetava tähe kohal: m foon = m star(z) + m instr + m diaf (2.7) kus m diaf on fotomeetri diafragma pindala ümberarvutatuna tähesuurustesse: m diaf(1) =5.57 ja m diaf(2) =6.93 tähesuurust. Vordlustaht 2 v-filtris (L star(2) ) taevafoon v-filtris (L foon ) Vordlustaht 1 v-filtris (L star(1) ) Fotomeetri nullinihe (L phz ) Lindi nulljoon Joonis 2.16: Näide fotomeetrilisest lindist (30. sept 1969) Keskmistamisel saab taevafooni heleduseks 18,5±1,5 mag/arcsec 2. Joonisel 2.15 võib tajuda visuaalset heleduse muutumise trendi vähenemise suunas, mis tähendab muutust valgema taeva suunas. See on siiski nii tagasihoidlik, et 40 aasta jooksul tõuseks taevaheledus 0,5 mag/arcsec 2 võrra. Samas see oleks loogiline tendents, sest tol ajal kasvas linnas nii tööstustegevus kui rahvaarv. 80

81 2.11 Valgusreostuse mõõtmised kseeritud punktis Projekti raames on teostatud taeva seniitheleduse mõõtmised kseeritud punktides Tallinnas (Sõpruse puiesteel, mõõtmised teostas Indrek Pruul) ja Tallinna läheduses (Viimsi, Pärtli tee, mõõtmised teostas Marika Sauga). Mõõtmiste ülesandeks oli erinevate faktorite mõju määramine valgusreostuse tasemele. Mõõtmisi tehti mõõteriista SQM abil ning registreeriti aega, pilvisust ja temperatuuri. Pilvisust registreeriti visuaalselt. Andmete kogumist viidi läbi vastavalt valgusreostuse mõõtmiste juhendile (vt Lisa). Tabel 2.4: Taeva seniitheleduse sõltuvus pilvisusest. Viimsi, Pärtli tee, a. Pilvisus Kuu mag σ mag σ mag σ mag σ mag σ Märts 19 0,8 18,8 0,5 18 0,5 18,2 0,2 Aprill 19,6 0,5 19,3 0,7 18,8 0,7 18,5 0,5 17,9 0,7 Mai 18,7 1 19,3 0,7 17,4 1 18,7 1 17,9 0,9 keskmine 19,1 19,3 18,3 18,4 18,0 Mõõtmiste põhiliseks tulemuseks on arusaam, et taeva seniitheledus sõltub oluliselt pilvisusest. See on kooskõlas kaardistamisel saadud tulemusega. Tabelis 2.4 on antud Viimsis teostatud mõõtmiste koondtabel, kus on esitatud kuude kaupa keskmised taeva seniitheledused (koos nende standardhälbega) sõltuvalt pilvisusest (mis on hinnatud pallidega vahemikus 1-5, 1 vastab selgele taevale, 5 vastab lauspilvisusele). Tabelist selgub, et selge taeval seniitheledus on keskmiselt 1 tähesuuruse võrra suurem (ehk taevast lähtuv valguse hulk on keskmiselt 2,5 korda väiksem) võrreldes lauspilvisusega. Pilvisus on hinnatud pallides vahemikus 1-5, 1 vastab selgele taevale, 5 vastab lauspilvisusele Analoogilised tulemused on saadud ka Tallinna Tähetornis tehtud mõõtmistel. Siit järeldub vajadus samaaegselt taevaheleduse mõõtmisega mõõta ka pilvisuse kõrgust ja tihedust Taevafooni heleduse mõõtmine Tallinna Tähetornis aastal 2012 Antud projekti raames teostati instrumentaalseid taevafooni mõõtmiseid perioodil märts kuni november 2012 Tallinna Tähetornis. Eesmärgiks oli võrrelda praeguseid tulemusi mineviku andmetega. Mõõtmiseid polnud võimalik läbi viia sama fotomeetriga, mida kasutati aastatel Seetõttu kasutati seadet SQM-LU, mis pandi tööle täisautomaatselt. Selleks ehitati seadmele udu- ja sademetekindel kapsel, mis võimaldab andmeid koguda igasuguse ilma korral. Kapsel valmistati metallist, hermetiseeriti ja varustati kütteseadmega, mis hoiab väliskeskkonnast kõrgemat temperatuuri Mõõtmised algavad kui on piisavalt hämar ja lõpevad taeva valgeks minemisel. Antud seade salvestab iga 30 sekundi tagant näidu arvutisse. Kell on sünkroniseeritud GPS-i abil. Selliselt kogutud andmed on kasutatavad kohe peale heleduse kalibratsioonikoetsendi arvestamist. Andmete analüüsimiseks ja järelduste tegemiseks kanti andmed diagrammile, kus taevaheledus on esitatud hallskaalana (mustast valgeni) Sellise graaku abil on võimalik lihtsalt eristada pilves taevast selgest ning teha järeldusi taevatingimuste muutuste kohta. Samuti on soovi korral lihtsalt mõõdetav pime aeg ehk öö pikkus. 81

82 13 14 m m m m 17 Kellaaeg (UTC) m m 15 0 m m m 12 5 m/arcsec Kuupaev Joonis 2.17: Taevafooni heledus Tallinna Tähetornis. Mõõtmised on tehtud modi tseeritud SQM-ga Tulemused Kasutades kaheksa kuu jooksul saadud selgete ööde andmeid, saadi keskmiseks taevafooni väärtuseks 19,5 mag/arcsec2. Samas kohas oli aastatel taevaheleduseks 2 18,5±1,5 mag/arcsec, vastavalt antud projekti raames saadud tulemustele. Kuigi taevafoon on esitatud samades ühikutes, pole need tulemused täielikult võrreldavad. Põhjuseks on asjaolu, et mõõtmised teostati erinevate valgusdetektoritega, millel võivad esineda erinevused spektraalses tundlikkuses, kuigi mõlemal juhul olid kasutusel V- ltrid. Kuna tulemus jääb vea piiresse, siis võib öelda, et olukord on jäänud samaks. Kui aga lähtuda põhisuurustest (mitte määramatusest), siis taeva pimedamaks muutumine võib olla tingitud Tallinna õhusaastatuse vähenemisest, looduslike takistuste suurenemisest (metsa kasv Mustamäe piirkonnas) ja seoses tööstusettevõtete lahkumisega linnast Kuigi välisvalgustite arv oli aastakümneid tagasi Tallinnas palju väiksem, siis tuleks otsida ka tegureid, mis võisid suurendada määratud aastakümnete tagust taevafooni. Tol ajal ei mõõdetud valgusreostust, vaid muutlikke tähti, siis polnud teleskoop tavaliselt suunatud ka seniiti või linnast väljapoole. Seetõttu võis detektorisse tihti sattuda ka otsest valgusreostust. Seda illustreerib ka punktide hajumine joonisel Kokkuvõttes tuleb tõdeda, et olulisi taevaheleduse muutuseid pole võimalik töös kasutatud andmete põhjal tõestada. Eeldusel, et saadud väärtused on korrektsed, võib öelda, et taevaheledus on jäänud mõõtmiste kohas üldjoontes samale tasemele. 82 2

83 Joonis 2.18: Vaade Tallinna Tähetornist 1960-te aastate keskel Joonis 2.19: Vaade Tallinna Tähetornist 10. augustil

84 Joonis 2.20: Moditseeritud SQM Tallinna Tähetorni rõdul 84

85 Kirjandus [1] Statistikaamet, aasta rahva ja eluruumide loendus. Vallaasulate rahvastik. [2] Aubé, M., Franchomme-Fossé, L., Robert-Staehler, P., Houle, V. (2005), Light Pollution Modeling and detection in a heterogeneous environment: Toward a Night Time Aerosol Optical Depth Retreival Method, Proceeding of SPIE, Vol. 5890, San Diego, USA. [3] Berry, R.L., (1976) Light Pollution in Southern Ontario, Journal of the Royal Astronomical Society of Canada, 70(3). [4] Bortle, J.E. (2002), The Bortle Dark-Sky Scale, Sky & Telescope, Feb. [5] Cinzano P., Falchi, F., Elvidge, C.D. (2001a), Naked eye star visibility and limiting magnitude mapped from DMSP-OLS satellite data, MNRAS, 323 [6] Cinzano P., Falchi, F., Elvidge, C.D. (2001b), The rst World Atlas of the articial night sky brightness, MNRAS, 328 [7] Garstang, R.H. (1986), Model for Articial Night-Sky Illumination, Publ. Astron. Soc. Pacic, 98. [8] Garstang, R.H. (1989), Night-Sky Brightness at Observatories and Sites, Publ. Astron. Soc. Pacic, 101. [9] Google Maps, [10] International Dark-Sky Association (IDA), [11] [12] Patat F. (2003), UBVRI night sky brightness during sunspot maximum at ESO- Paranal, A&A, v 400, n 3. [13] Tekkari P. (2007), Light Pollution: Denition, legislation, measurment, modeling and environmental eects, Universitat Politécnica de Catalunya. [14] Treanor, P.J. (1973), A Simple Propagation Law for Articial Night-Sky Illumination, The Observatory, 93. [15] Walker, M.F. (1977), The eects of urban lighting on the brightness of the night sky, Publ. Astron. Soc. Pacic, 89. [16] CfDS/CPRE Orion Star Count Week, 2012, [17] [18] Sky Quality Meter, tootja Unihedron [19] 85

86 [20] 86

87 3. Valgusreostuse alased ettepanekud 3.1 Üldhinnang valgusreostuse hetkeolukorrale Valgusreostuse mõõtmistulemuste põhjal võib öelda, et valgusreostus on Eestis olemas, kuid selle koguhulk atmosfääris pole väga suur. Seda leidub asulates, asulate ümbruses, tööstuspiirkondades ja osaliselt maanteedel. Võrreldes teiste Euroopa riikidega esineb valgusreostus lokaalsemalt ja on madalamate piirväärtustega. Saksamaa ja Madalmaadega võrreldes on Eesti hetkel heas olukorras.selle põhjuseks on Eesti väike asustustihedus, suurte asulate puudumine, madal tööstuse intensiivsus ja riigi vaesus. Samas tuleb tõdeda, et Eestis puuduvad välisvalgustuse standardid, valgustid on suuremalt jaolt oma aja ära elanud või kasutatakse odavaid valgusreostust tekitavaid lampe, mida paigaldatakse sageli valesti. Probleemne on välisvalgustuse aina kasvav populaarsus. Samuti pole riigis laialt levinud energiasäästlik käitumine, mistõttu põlevad lambid pidevalt ka seal, kus neid ei vajata ning haruldane pole ka nende kasutamine päevasel ajal. Põhjuseks võib olla siin nn nõukogudeajalik suhtumine, tarbijate vähene teadlikkus, oskusteabe puudulikkus, ametnike ükskõiksus ning madal elektrienergia hind. Enamasti tuuakse välja vahendite puudumist kaasaegsete valgussüsteemide kasutusele võtuks, kuid see pole tõsine argument. Valgusreostust saab piirata ka väga lihtsate abinõudega ning valgustite targemaks juhtimiseks sobivad andurid on taskukohased isegi madala sissetulekuga inimestele. Iga valgusti efektiivsemaks muutmiseks kasutatud summa tasub end peagi ära. Pealegi, tekib küsimus, et kui valgusti jõutakse osta, selle püsikulusid kinni maksta, miks ei ole vahendeid selle otstarbekaks kasutamiseks. Valgustite paigaldamisel rannavööndisse, looduskaitsealadele, puhkepiirkondadesse ja väljapoole asulaid ei arvestata mõjuga ümbritsevale keskkonnale ja miljööd kahjustava efektiga. Samuti kasutatakse linnas kõige ebaefektiivsemaid valgusteid just looduslikes kohtades nagu pargid. Kaaluda tuleks loobumist valgustatud reklaamide paigaldamisest väljaspool asulaid. Tihti kurdavad ka maale elama kolinud inimesed, et uued naabrid ei hinda naturaalset loodust ja pimedust ning rikuvad kohalike elanike poolt emotsionaalselt nauditava ümbruse kunstvalgusega. Asulate kesklinna piirkondades on valgusreostuse probleem vaieldamatult suurim. Tuppa tungiv valgus ei lase inimestel end korralikult välja puhata ja selle eest ei kaitse muu, kui paksud kardinad. Kogu öö jooksul valgustatud monumendid, fassaadid, lipumastid jne sümboliseerivad raiskamist. Eravaldusest avalikku ruumi kiiratavat häirivat valgust ei takista praegu ükski seadus. Halvemal juhul pimestatakse või häiritakse liiklejaid, mistõttu väheneb ohutus. Antud olukorras on siiski ka huvigruppe, kes soovivad energiakulusid kokku hoida, kasutada sihipärast valgustust ja ennetada valgusreostust. Kõige positiivsemaks näiteks on Tallinna linn. Põhjuseks on ilmselt asjaolu, et seal on valgusreostus kõige levinum ning energia säästmisest saadav kasu ka kõige suurem. Energia säästmisele mõtlevad ka teised, sest vahendeid napib. Kokkuvõttes on energiahinna tõus valgusreostuse vähenemist soosiv tegur, kuid sellegipoolest on suur vajadus vastava seaduse järele. 87

88 3.2 Esmased meetmed valgusreostuse vähendamiseks Seadused ja juhendid - Vajadus on nende järele suur. Kõikidel tasanditel puudub motivatsioon piirata valguse levikut sihtkohtadest mööda ja kasutada kaasaegsemaid valgusreostusevabu valgusteid. Riigis ei ole kohapeal testitud ega välja töötatud ühtegi valgustuse piirväärtust. Kindlasti on vajalikud juhised õige valgusti valikuks ja paigaldamiseks. Valgusreostuse piiramist peab toetama otseselt ka näiteks energiasäästu arengukava, ehitusseadus, liiklusseadus, keskkonnaseadused. Teadlikkuse suurendamine - Sihtgrupiks oleksid nii valguse projekteerijad, tellijad kui ka lõpptarbijad. Teadlikkuse suurendamiseks saab läbi viia kampaaniaid ja korraldada koolitusi. Väga oluline on lisada antud teema üldhariduskoolide programmi ning teatud erialade õppekavadesse. Kindlasti on abiks vastava infoportaali olemasolu. Korraldada vastavaid mõttetalguid. Välisvalgustuse kaasajastamise kiirendamine - Leida rahalisi vahendeid, maksta toetuseid ja innustada omavalitsusi uuendama välisvalgustust. Seejuures tuleb jälgida, et valgustust planeeritaks samuti kaasaegsete põhimõtete kohaselt. Üks võimalus kiirendada neid protsesse, on vähendada avalikuks valgustamiseks ettenähtud raha ja suurendada investeeriunguid. Kontrollorgani moodustamine - Selle eesmärk on auditeerida oma volituste piires valgustuse kasutamist, kontrollida valguspaigaldiste normidele vastavust, teha ettekirjutusi ning soovitusi olukorra parandamiseks. Vähendada valgustusnorme - Parema spektraaljaotusega valgustid võimaldavad madalama valgustaseme juures näha rohkem detaile, mistõttu pole põhjendatud seni kasutatud parameetrid. Samuti saab norme mitte arvestada olukorras, kus valgust ei vajata. Valgustundlikumates piirkondades on põhjendatud normide vähendamine. Energiasäästu suurendamine - Eesmärk tekitada vähem keskkonnamõjusid. Võimalus kirjutada toetustesse vastav eeltingimus, mis eeldab energiasäästlike valgussüsteemide kasutamist. Kiita agaramaid, laita laisemaid ning sundida kõiki energiasäästmist rakendama. Toetada ka eraalgatusi. Üks võimalikest meetmetest valgusmaksu kehtestamine, kui piirkonna valgustuse elektrikulu on suurem teatud piirväärtusest. Valgustusalase koostöö toetamine - Valgusobjektide rajamisel teha tihedamat koostööd kohalike elanikega, omanikuga, loodusteadlastega jne. Kompetentsi kaasamine - Kaasata välisvalgustuse projekteerimisse vastavaid spetsialiste, kelle abil oleks võimalik saada parim lahendus. 3.3 Üldised valgusreostuse piiramise põhimõtted Esemete, objektide valgustamist peab teostama selliselt, et valgus ei leviks horisondile, otse taevasse, elamute akendest sisse, kaitstud liikidega asustatud aladele (ka kaitsealad) ja looduslikesse veekogudesse. Välisvalgustuse projekteerimisel ja paigaldamisel tuleb valida sobiv valgustuse intensiivsus, ajastus, kestvus ja spektraalne jaotus selliselt, et see ei häiriks silma kohanemist pimedatel aladel, ei mõjutaks teiste liikide elurütme, ei suurendaks terviseriske, oleks tagatud ohutus liiklemisel ja oleks garanteeritud maksimaalne energia kokkuhoid. 88

89 Valgusreostuse vähendamiseks tuleb kehtestada öine ajakava ( ), millest võib kõrvale kalduda teatud juhtudel, kui valgustus on nõutav ohutuse, erinevate avalike tegevuste (tööstuslike, sportlike, kultuuriliste jm) läbi viimise ja avalike teenindusasutuste (haiglate jms) leidmise tagamiseks. Välisvalgustuseks tuleb kasutada üldjuhul valgusreostust mitte tekitavaid valgusteid, mis on paigaldatud selliselt ja mida kasutatakse viisil, et on tagatud energia minimaalne tarbimine ja valguse mitte levimine sihtkohtadest eemale. Valgussaaste tundlike alade (observatooriumid, looduskaitsealad, muud alad) kaitseks on vajalikud erikaitsetsoonid. Valgusreostuse sätteid ei kehtestata turvavalgustusele, signaalvalgustusele, tava- ja eriotstarbelistele töötuledele, sadamavalgustusele, lennujaamade valgustusele ja ehisvalgustusele (1. detsember kuni 15. jaanuar). 3.4 Konkreetsed ettepanekud valgusreostuse piiramiseks Valgustusseadmed Välisvalgustuseks kasutatakse valgusteid, mille intensiivsus üle 90 (soovitatavalt üle 70 ) on 0 cd. Kui valgusti ei vasta sellele, siis tuleb varjestada. Uuemad valgusallikad peavad olema varustatud eredust vähendavate kontrollseadmetega. Vanemat tüüpi valgusallikaid peab saama üksikult välja lülitada. Valgusallika intensiivsus ei tohi olla liiga suur, et silma kohanemisvõime pimedatel aladel oleks kõrge. Valgustid peavad väljastama silmale sobiva spektraaljaotusega valgust. Soovitatav on kasutada mittesümmeetrilise valgusnurgaga valgusteid. Ükski valgustusseade ei tohi olla paigaldatud selliselt, et tekib pimestumise oht, kui see häirib kohalikke elanikke või seda pole tehtud efektiivselt. Üldjuhul on keelatud kasutada elavhõbe-kvartslampe, kiirvalgusteid, vilkuvas re?iimis valgusteid. Keelatud on kasutada energiat raiskavaid ja liiga suure võimsusega lampe, kerakujulise kupliga lampe, mille ülemine poolsfäär pole läbipaistmatu ja kasutada valgusteid, mis asuvad maapinnast madalamal kui 0,25 m (ka juhul, kui kasutatakse kiiri suunavaid süsteeme). Kehtestada paigaldamise nõuded ehisvalgustuse, vertikaalpindade, rõhtpindade valgustamise korral. Astronoomilistes piirkondades piirata pidevspektriga lampide kasutamist. Küsida kohalike elanike käest luba, kui valgustid ületavad teatud võimsust või kui neid on rohkem teatud numbrist Valgustatavad objektid Ehitiste ja monumentide valgustamine peab toimuma ülevalt alla suunas. Kui seda pole võimalik teha, siis peab valgustatud ala piir asuma objekti servast 1 meetri kaugusel. Fassaadide pinna heledus peab olema piiratud. 89

90 Hoonete valgustamiseks ei tohi kasutada pöörlevaid, liikuvaid ja vilkuvaid valgusallikaid. Elumajade pindu võib valgustada juhul, kui tegemist on arhitektuurilise väärtusega ehitisega, mille fassaadi valgustatakse vaid ülevalt alla ning peetakse kinni valgustuse ööreºiimist. Fassaadide pinna heledus peab olema piiratud. Ehituspindadel tööaegadel piirangud puuduvad, kuid peale töö lõppu tuleb valgustus välja lülitada või kasutada vaid valgusreostuseta lampe. Spordiväljakutel võib kasutada nõuetekohaselt paigaldatud valgusreostuse vabu võimsuse piiranguta lampe, mis tuleb välja lülitada hiljemalt 1 tund peale ürituste lõppu. Kinnistel hoonetel, kus viibib tihti inimesi, tuleb seada piirangud valgustustihedusele (valgustatud pindade kaugusele ja valgusvoole), mis langeb akendele. Kaitstud loomaliikidega ehitise pindu ei tohi valgustada. Erinevate avaliku otstarbega ehitiste puhul kehtivad piirangud nähtava valguse kiirgustiheduse ja koguvõimsuse kohta. Erinevad nõuded on tööstusehitistel, ärihoonetel ja munitsipaalehitistel. Reklaamobjekte võib valgustada, kui nad on maksimaalselt teatud kaugusel valgustatud avalikust pinnast. Valgustatud reklaampindadele kehtivad võimsuse piirangud sõltuvalt pindalast Valgustusreºiimid Kõik välisvalgustid peavad olema välja lülitatud päevasel ajal. Erandina võib kasutada päevast valgustust lennujaamades ja sadamates või väga halbade ilmastikutingimuste korral ohutuse tagamiseks. Öise ajakava kehtestamine alates kuni (talveaja järgi). Sel ajal kehtivad järgmised nõuded: Öisel ajal tuleb vähendada välisvalgustuse taset vähemalt 50%. Kui valgustitel puuduvad vastavad juhtimisseadmed, siis peavad olema välja lülitatud pooled valgustid. Väljas asuvad valgustusega reklaamotstarbelised sildid ja ekraanid peavad olema täielikult välja lülitatud. Erandina võivad töötada nõuetele vastavad valgustusega sildid ja ekraanid teenindus ja kaubandushoonetel nende avaliku kasutuse ajal. Ehitiste välispindade ja monumentide valgustus peab olema välja lülitatud, välja arvatud juhtudel, kui toimuvad avalikud registreeritud üritused ja valgustus lülitatakse koheselt välja peale ürituse lõppu. Tööstus- ja ehitusvalgustus ei tohi väljuda hoonetest, levida elamuteni, häirida kohalikke elanikke ning peab olema välja lülitatud, kui tööd ei tehta. Öisest ajakavast ei pea kinni pidama kui välisvalgustus on ette nähtud ohutuse tagamiseks tööülesannete täitmisel või aktiivse liiklusega teedel (eriti ülekäiguradadel, ristmikel, kõnniteedel), teenindus- ja parkimisalade kasutamiseks nende avaliku kasutamise ajal, ööpäevaringselt avatud avalike asutuste (politsei, haiglad, päästekeskused) tähistamiseks, lennujaamade ning sadamate tööks, erakorraliste vältimatute tööde teostamiseks, kaitseehitiste turvamiseks ja suurürituste korral. Erikaitsetsoonis võib omavalitsus kehtestada erineva öise ajakava, kui see on põhjendatud. Ehisvalgustust võib kasutada ajavahemikul 1. detsember kuni 15. jaanuar. Kohaliku omavalitsuse kirjaliku loa korral ei pea valgustuse öisest ajare?iimidest kinni pidama. 90

91 3.4.4 Erikaitsetsoonid Valgussaaste suhtes eriti tundlikud asutused (observatooriumid) ja piirkonnad (looduskaitsealad ning omavalitsuste poolt määratud muud kohad) ümbritsetakse erikaitsetsoonidega. Selliste tsoonide raadius observatooriumidest on 20 km (asulas 5 km), looduskaitsealadest 5 km ja muudest aladest spetsialisti poolt määratud raadiusega. Erikaitsetsooni rajatakse valguspaigaldisi nii vähe kui võimalik. Valgustid ei tohi olla valgusreostust tekitavad ning uute valgustite paigaldamisel tehakse koostööd erikaitsetsooni haldajaga. Erikaitsetsoonis peab olema võimalik kõige segavamaid valgusteid välja lülitada. 3.5 Välisvalgustuse kooskõlastamine ja järelvalve Uute ja renoveeritavate välisvalgustuse projektide kooskõlastamist korraldab kohalik omavalitus. Omavalitsuse pädevuses on erikaitsetsoonide kehtestamine muudel valgusreostuse tundlikel aladel, milleks võib olla puutumatu loodusega koht, kaitstava liigiga veekogu jms. Seaduseandja määrab välisvalgustuse projektide järelvalvaja, kelleks on vastav spetsialist või pädev asutus. Järelvalve on vajalik ka energiasäästlikkuse, valguspaigaldiste tehnilistele parameetritele vastavuse ja valgusreostuse minimiseerimise kontrollimiseks. Ilutulestike kestusega 5 minutit või rohkem korraldamine erikaitsetsoonis eeldab kohaliku omavalitsuse ja erikaitsetsooni haldajaga kooskõlastamist. Kooskõlastused pole vajalikud, kui: eiratakse öise valgustuse ajareºiime ohutuse tagamise, avariitööde ja omavalitsuse kehtestatud igaaastase kalendri järgsete pidustuste tõttu valguspaigaldised asuvad riigikaitselistel objektidel ning kohalikke elanikke ei häirita valgustust kasutatakse ajutiselt ja lühiajaliselt ja valgustite võimsused pole suured ilutulestike korraldamisel registreeritud suurürituste ajal või ajavahemikul 31. detsember kuni 1. jaanuar. 91

92

93 4. Kokkuvõtted tehtud töödest 4.1 Mõisted Aruanne sisaldab valgusreostusega seotud mõisteid, nimetusi, sellega seotud füüsikalisi suuruseid ning nende denitsioone. Lugejal on võimalik selle info põhjal paremini orienteeruda antud teemas. Valgusreostust võib deneerida mitmeti. Kuna selle all võib mõista mittevajalikku valgust, kasutu valguse poolt tekitatud negatiivseid mõjusid või kunstvalguse mittesäästlikku kasutust, siis tuleb alati konteksti jälgida. 4.2 Seadused Projekti käigus koguti andmeid regulatsioonide, normide ja olukorra kohta teistes riikides. Sellest materjalist on tehtud kokkuvõtted või välja toodud olulisemat. Aruandest võib leida infot 13 eri riigi valgusreostuse piirangute kohta, Euroopa Liidus kehtivate määruste kohta ning seisust 6 Eesti omavalitsuses. 4.3 Mõõtmised Koguti mitut liiki andmeid, et uurida valgusreostuse ulatust, erinevusi ja muutuseid. Selleks, et uurida valgusreostuse pikaajalisi muutuseid Tallinnas analüüsiti Tallinna Tähetorni vaatlusandmeid aastatel ja võrreldi tulemusi aastal 2012 kogutud andmetega. Tulemuseks on see, et Tallinna taevafoon on jäänud samale tasemele või pisut vähenenud. See on oodatav tulemus, kuna valgusreostuse efekti suurendav õhureostus on nende aegade jooksul vähenenud, samuti on lõpetanud tegevuse või linnast lahkunud palju tööstusettevõtteid. Kindlasti ei saa ka välistada erinevatest mõõteseadmetest ja meetodist tingitud määramatusi. Kõige olulisemaks võib lugeda üle Eesti valgusreostuse mõõdistusi, mille põhjal on registreeritud 76 asula keskmine valgusreostuse ulatus. Andmed saadi põhimaanteesid läbides. Peale andmete redutseerimist koostati 2D ja 3D kaardid teekondade kohta. Veel teostati visuaalseid ja käsiseadmetega mõõtmisi kindlates punktides, mille tulemusi saab kasutada pilvisuse ja konkreetsete kohtade olukorra iseloomustamiseks. Reaalselt viidi läbi ka uuring asula tänavavalgustuse mõju kohta taevafoonile. Tuleb märkida, et projekt sisaldab esialgseid tulemusi. Suure andmemahu tõttu saab detailsemaid tulemusi peale põhjalikku uuringut. 4.4 Ettepanekud Siin on kõige tähtsam detailsete meetmete välja toomine valgusreostuse vähendamiseks, mida saab kasutada näidismaterjalina vastava seaduse või kohalike määruste koostamisel. Näidiseks on võetud eelkõige Sloveenia ja Itaalia Lombardia piirkonna seadused. Projekti käigus saadud info põhjal on Keskkonnaministeeriumit selles valdkonnas abistatud paari eelnõu koostamisel. Valgusreostuse ennetamise ja piiramise osas on pöördutud ka mitmete omavalitsuste poole. 93

94 4.5 Valgusreostuse probleemi tutvustamine Projekti üheks kõige suuremaks väljundiks oli temaatilise seminari korraldamine, kus tutvustati esimesi valgusreostuse mõõtmistulemusi ning valgusreostuse probleeme laiemalt. Osalejaid oli ca 100 paljudest riigiasutustest, arhitekte, projekteerijaid ja valgusinsenere koondavatest organisatsioonidest ning keskkonnauuringuid tegevatest rmadest. Seminari tagajärjel tuli välja see, et valgusreostuse probleeme tajutakse, kuid selle vastu ei osata midagi ette võtta. Ka on valgusreostuse piiramisest huvitatud isikud ilma toetuseta, mis muudab keeruliseks positiivsete tulemuste saavutamise. Lisaks tutvustati valgusreostuse probleeme Tartu Tähetornis ning anti intervjuu Vikerraadiole, Eesti Televisioonile ja mitmele teisele väljaandele. Antud projekti aktuaalsusest, tegevuste eesmärkidest ja asjade käigust on kursis hoitud u 80 gümnaasiumi õpilast, kes läbisid TTÜ Tehnoloogiakooli kursuseid. Anti välja valgusreostuse teemaline postkaart ja infovoldikud. Kuigi projekti eesmärk polnud tekitada info saamiseks veebilehekülge, siis on alustatud selle loomist esialgsel aadressil Projekti eesmärkide täitmine Projekti eesmärkideks oli: pikaajaliste valgusreostuse muutuste uurimine, valgusreostuse hetkeolukorra hindamine, valgusreostusega seotud teabe avalikustamine ja levitamine ning valgusreostusealase kompetentsuse tõstmine Eestis. Kõik eesmärgid said täidetud. Pikaajalisi muutuseid oli võimalik uurida ainult Tallinnas, sest mujal puuduvad vastavad astronoomilised andmed. Tulemuseks on see, et valgusreostuse olukord on olnud seni stabiilne. Tuleb tõdeda, et antud projekt ei saa jääda ainukeseks, sellega tuleb edasi minna ja taolistesse tegevustesse tuleb kaasata rohkem osapooli. 4.7 Muud tegevused ja tulemused Projekti raames koostati lihtsad vaatlusjuhendid, mille abil saab visuaalsel meetodil kindlaks määrata valgusreostuse olukorda. Juhendmaterjali sobib kasutamiseks näiteks üldhariduskoolides. Visuaalsed mõõtmised pole küll täpsed oma subjektiivsuse tõttu, kuid nende teostamine võimaldab levitada ja teadvustada valgusreostuse probleeme. Kaardistati Tallinna Tehnikaülikooli ümbruses valgusreostuse allikaid. Analüüsi tulemused koos olukorda parandavate ettepanekutega esitatakse TTÜ haldusosakonnale. See annab ühele tüüpilisele valgusreostuse tekitajale võimaluse teha vastavad järeldused välisvalgustuse puudujääkide kohta. Projekti käigus hangiti kaasaegne LED tänavalamp, millele ehitati juhtimisseade (võimaldab muuta väga suures ulatuses lambi heledust sujuvalt) ning mida uuritakse nii tootearenduse puudujääkide, kvaliteedinäitajate, füüsikaliste parameetrite, klimaatiliste tingimuste sobivuse jm aspektidest. Samuti on koostöös AS Viru Elektrikaubandusega sõlmitud kokkulepe teisel tehnoloogial põhineva tänavalambi võrdlemiseks ja uurimiseks. Jätkub töö juhtimisseadme täiustamiseks, mis võimaldab lambi tehaseseadetest veel säästlikumat ja vajaduspõhisemat kasutamist. Valgusreostuse teema edasise käsitlemise, uurimise ja selle vähendamise eesmärkidel on ühendust võtnud ja soovinud koostööd teha Keskkonnaministeerium, Tallinna Linnavalitsus, Valgustehnika Selts, Valgusselts, MTÜ Ökokratt ning MTÜ Suurkõrv. Antud tulemuseni aitas kindlasti jõuda valgusreostuse seminari korraldamine ja läbi viimine Tallinna Tehnikaülikoolis. 94

95 5. Lisad 5.1 Aruandes kasutatud mõõtühikud Fotomeetrilised ühikud 1. Valgustugevus (I) (luminous intensity) [cd] (EVS-EN 12665:2005) Valgusallikast lähtuva, antud suunda sisaldavas ruuminurgaelemendis dω leviva valgusvoo dφ ja nimetatud ruuminurgaelemendi jagatis: Mõõtühik on kandela (1cd = 1 lm/sr) I = dφ dω 2. Valgusvoog (Φ) (luminous ux) [lm] Valgusvooks nimetatakse kogu kiirgusvõimsust, mis väljub valgusallikast ja mida tajub silm, võttes arvesse silma tundlikkuse muutumist seoses lainepikkusega: Mõõtühik on luumen (1 lm = 1 cd sr) Φ = I ω 3. Valgustustihedus ehk valgustatus (E) (illuminance) [lux] Valgustustihedus näitab, mil määral mingi pind on valgustatud ning võrdub valgusvoo ja valgustatava pindala suhtega. Mõõtühik on luks (lx). Valgustustihedus on 1 lx, kui valgusvoog 1 lm jaotub ühtlaselt 1 m 2 suurusele pinnale A: E = Φ A Mõõtühik on lux (1lx = 1 lm/m 2 ) 4. Heledus (L) (luminance) [cd/m 2 ] See kirjeldab valgust kiirgava pinna valgustugevust vaatesuunaga risti asetseva pinna pindalaühiku kohta: L = I A Pinna keskmine heledus (L m ) [cd/m 2 ] arvestuspinna heleduse keskmine väärtus. Loorheledus (L v ) [cd/m 2 ] ühtlane ekvivalentne heledus, mis tuleneb vaatleja silma vaatamissuunaga risti langevast valgusest, mis tekitab võrkkestale uduse kujutise, vähendades selliselt silma võimet kontraste eristada. Loorheledus sõltub ühtlasi pimestava allika keskme ja vaatesuuna vahelisest nurgast 95

96 ning vaatleja silma füsioloogilisest seisundist. Loorheledus L v määratakse järgmise valemiga: L v = K Eg α 2 milles K on konstant, mis sõltub põhiliselt vaatleja vanusest ja kuigi see on muutuv tegur, võetakse keskmiseks väärtuseks 10, kui nurki mõõdetakse kraadides, ja , kui nurki mõõdetakse radiaanides. Eg on pupillile vaatesuunaga risti langev valgustustihedus luksides, mis puudutab vaatleja silma, α on pimestava allika ja vaatesuuna vaheline nurk, nimelt vaatleja vaatesuunast moodustuv nurk. Avaliku valgustuspaigaldise kogutulemuse saamiseks tuleb võtta arvesse iga valgusti kõiki loorheledusi, arvestades ka sellega, et esimesena tuleb arvesse võtta seda valgustit, mis moodustab rõhtpinnaga 20 nurga, nimelt: L v = K milles i on esimene valgusti, mille rõhtpinnaga moodustub 20 tõusunurk, mille puhul kehtib 1,5 < α < Valgusviljakus (luminous ecacy) [lm/w] Valgusviljakus on valgusallika poolt kiiratav valgusvoog tarbitava võimsuse kohta. Ühikuks on nitt, 1 nt = lm/w (luumen vati kohta) Radiomeetrilised ühikud 6. Kiirgusvoog (kiirguse võimsus) (Φ e ) (radiant ux) [W] Kiirgusvoog on määratud energiahulgaga, mida kiirgus kannab ajaühikus läbi pinna. Kiirgusvoo mõõtühikuks on 1 W. 7. Kirkus (L e ) (radiance) [W/ster/m 2 ] Kirkust kasutatakse ruum-, s.t mittepunktvalgusallikate iseloomustamiseks ja teda mõõdetakse kiirgusvooga dφ e antud suunas ruuminurka dω sõltuvana nähtava pinna suurusest: n i=1 E g α 2 L e = dφ e dω(da cos γ) 8. Kiirgustihedus (E e ) (irradiance) [W/m 2 ] Kiirgustihedust mõõdetakse pinnale da normaalselt langeva kiirgusvooga dφ e : mõõtühik 1 W/m 2 E e = dφ e da 9. Kiirgustugevus (I e ) (radiant intensity) [W/sr] See iseloomustab kiirguri kiirgusvoogu antud suunas ja on määratud ruuminurga elementi dω sattuva kiirgusvooga dφ e : I e = dφ e dω 96

97 5.1.3 Astronoomilised ühikud 10. Tähesuurus (apparent magnitude) [m] Tähesuurus ehk näiv tähesuurus ehk magnituud ehk suurusjärk on taevakeha näivat heledust väljendav arv. Mida heledam objekt näib, seda väiksem selle suurusjärgu väärtus. Absoluutne tähesuurus (absolute magnitude) [M] Tähe absoluutne tähesuurus deneeritakse astronoomias tähe näiva tähesuurusena tähest 10 parseki (ehk 32,6 valgusaasta) kaugusel asuva vaatleja jaoks. 11. Pindheledus (surface brightness) [m/arcsec 2, S10vis] Pindheledust mõõdetakse tähesuurustes ruutkaaresekundi kohta (m/arcsec 2 ). S10vis The surface brightness unit S10vis is a linear measure of brightness and is equivalent to the number of 10th (visual) magnitude stars per square degree producing ther same average surface brightness. 5.2 Põhioskussõnad ja terminid Valgusreostust deneeritakse erinevates maades veidi erinevalt. Näiteks Eesti standardis EVS-EN :2007 antud järgmine denitsioon: Valgusreostus ehk puistevalgus on valgustuspaigaldises tekitatud valgus, mis langeb väljapoole ala, mille jaoks valgustuspaigaldis on projekteeritud. Puistevalgus jaguneb omakorda: Pealetükkiv või häiriv valgus (intrusive or obtrusive light) Taeva helendus (taevakuma, taevafoon) (sky glow) Pimestav valgus (glare) (räigus) Pealetükkiv või häiriv valgus Pealetükkiv või häiriv valgus on tänavavalgustitest tulev soovimatu valgus, mis paistab naabruses olevate hoonete peale või tungib aladele, kus see ei ole vajalik, põhjustades sellega probleeme nagu ebamugavus, meeltesegadus, magamatus ning tekitades võimalikku kahjulikku toimet elanikele, liiklevatele linnakodanikele ja transpordisüsteemide kasutajatele. Tüüpiline näide on siin turvavalgustus, mis paistab magamistoa akendest sisse. (Allikas) Taeva helendus Taeva helendus on kombinatsioon valgustatud alalt üles taevasse peegelduva valguse ja antud alale halvasti suunatud valgusega, mis ka pääseb taevasse, olles atmosfääri poolt hajutatud tagasi maapinnale. Heledast öötaevast on eriti häiritud astronoomid, kelle võime jälgida taevakehi väheneb või isegi muutub võimatuks Räigus Räigus on nägemisolukord, mis tundub ebamugav või mille tagajärjel esemete nähtavus halveneb ja mis on tingitud heleduse ebasoodsast jaotusest, liigsest heledusest või liiga suurtest kontrastidest. (EVS-EN 12665:2005). See võib avalduda kas diskomfort- (ebamugavusräigus), pimestus- või läikivate pindade peegeldusest tingitud räigusest, mida nimetatakse tavaliselt loorpeegelduseks või peegeldusräiguseks. Et vältida vigu, väsimust ja õnnetusi, on tähtis, et räigus oleks piiratud (EVS-EN :2007). 97

98 5.2.4 Pimestusräigus, füsioloogiline räigus Pimestusräigus, füsioloogiline räigus halvendab esemete nähtavust, kuid ei pruugi seejuures esile kutsuda ebamugavust Diskomforträigus, psühholoogiline räigus Diskomforträigus, psühholoogiline räigus põhjustab ebamugavust, kuid ei pruugi seejuures halvendada esemete nähtavust Loorpeegeldus Loorpeegeldus on suundpeegeldus vaadeldaval esemel, mis vähendab kontrasti ning looritavad selle tagajärjel osaliselt või täielikult eseme elemente Valguse üleskiirguv osa (ULR - upward light ratio) Valguse üleskiirguv osa on valgusti(te) valgusvoo osa, mis kiirgub horisontaaltasandist ülespoole, kui valgusti(d) on kinnitatud oma paigalduskohal või -asendis. (EVS-EN :2007) (kasutuses on ka ULOR- upward light output ratio) (Förstudie utomhusbelysning) Valguse allapoole kiirguv osa (DLR - downward light ratio) Valguse allapoole kiirguv osa on valgusti(te) valgusvoo osa, mis kiirgub horisontaaltasandist allapoole, kui valgusti(d) on kinnitatud oma paigalduskohal või -asendis. (EVS-EN :2007) (kasutuses on ka DLOR - downwardo light output ratio) (Förstudie utomhusbelysning) 98

99 5.3 Eesti standardid Eesti standard EVS-EN 12665: Räigus - glare - nägemisolukord, mis tundub ebamugav või mille tagajärel esemete nähtavus halveneb ja mis on tingitud heleduse ebasoodsast jaotusest, liigsest heledusest või liiga suurtest kontrastidest. 2. Pimestusräigus (füsioloogiline räigus) - disability glare - räigus, mis halvendab esemete nähtavust, kuid ei pruugi seejuures esile kutsuda ebamugavust. 3. Diskomforträigus (psühholoogiline räigus) - diskomfort glare - räigus, mis põhjustab ebamugavust, kuid ei pruugi seejuures halvendada esemete nähtavust. 4. Värviesitus - colour rendering - valgusliigi mõju esemete värvimuljele, kui seda teadlikult või mitteteadlikult võrreldakse värvimuljega, mis tekib nende valgustamisel standardvalgusliigiga. 5. Värviesitus-üldindeks (Ra) - general colour rendering index - kaheksa kindla testvärvinäidise järgi määratud värviesitusindeksite keskväärtus. 6. Fotomeetria - photometry - kiirgust iseloomustavate suuruste mõõtmine nende hindamise teel antud spektraalse valgusliku efektiivsuse funktsiooni, nt. V(λ) või V'(λ) järgi. 7. Ahendamine (varjestamine) - cut-o - võte suure heledusega lampide ja pindade otsese nähtavuse piiramiseks räiguse vähendamise eesmärgil. 8. Tulvvalgustus, esiletõstevalgustus - mingi paiga, pinna või eseme valgustamine (tavaliselt proºektorite abil) selle valgustustiheduse oluliseks suurendamiseks ümbruse suhtes. Eesti standard EVS-EN : Piiranguaeg - curfew - aeg, mille kestel kehtivad valgustuse kasutamiseks rangemad nõuded eesmärgiga piirata häirivat valgust. Piirangud valgustusele kehtestab tavaliselt riiklik kontrollorgan või kohalik omavalitsus. 10. Enimalt lubatav räigustegur (GRL) - glare rating limit - CIE räigushindamissüsteemi järgi määratletud räiguse enimalt lubatav väärtus. 11. Häiriv valgus (pealetükkiv valgus) - light trespass (obtrusive light) - puistevalgus, mis oma koguse, suuna või spektraalkoostise tõttu suurendab antud oludes tülikust, ebamugavust, segadust või vähendab võimet näha olulist informatsiooni. 12. Puistevalgus - spill light (stray light) - valgustuspaigaldises tekitatud valgus, mis langeb väljapoole ala, mille jaoks valgustuspaigaldis on projekteeritud. 13. Valguse üleskiirguv osa (ULR või ULOR) - upward light (output) ratio - valgusti(te) valgusvoo osa, mis kiirgub horisontaaltasandist ülespoole, kui valgusti(d) on kinnitatud oma paigalduskohal ja -asendis. 14. Valguse allakiirguv osa (DLR või DLOR) - downward light (output) ratio - valgusti(te) valgusvoo osa, mis kiirgub horisontaaltasandist allapoole, kui valgusti(d) on kinnitatud oma paigalduskohal ja -asendis. 99

100 15. Taevakuma - skyglow - kombinatsioon valgustatud alalt üles taevasse peegelduva valguse ja antud alale halvasti suunatud valgusega, mis ka pääseb taevasse, olles atmosfääri poolt hajutatud tagasi maapinnale. Eesti standard EVS-EN : Helendusläve kõrgenemistegur (TI) - threshold increment - nähtavuse halvenemise määr tänavavalgustuspaigaldise valgustite pimestusräiguse toimel. 100

101 5.4 Välisvalgustuses kasutatavad valgusallikad Hõõglambid, halogeenlambid Lahenduslambid: madalrõhu- (luminofoorlambid, naatriumlambid, elavhõbedalambid) ja kõrgrõhulahenduslambid (elavhõbedalambid, metallhalogeniidlambid, naatriumlambid) LED lambid Madalarõhulampe Eestis praktiliselt ei kasutata Hõõglambid Kõige vanem elektriline valgusallikas Eelised Madal hind Lihtne kasutada Suur valik lampe ja valgusteid Ohtlike ainete puudumine Süttib viivitamatult Meeldivat tooni valgus Võimaldab valgust reguleerida Puudused Lühike tööiga ( tundi) 5-10 % muutub nähtavaks valguseks Varjestamata pimestab Madal valgusviljakus (8-20 lm/w) Kardab põrutusi ja ülepinget Valgusallikana ebaökonoomne Tulikuum pind Temperatuuri tõstmisel kasvab valgusviljakus ja värvitemperatuur, lambi tööiga aga kahaneb Halogeenlambid Halogeenlamp on põhimõttelt hõõglamp, kuid ta kolvis on halogeengaas, mis takistab hõõgniidist eralduva wolframi sadestumist kolvi sisepinnale, suunates selle tagasi hõõgniidile Eelised Suur valik lampe ja valgusteid Tavalise hõõglambiga võrreldes kaks korda pikem tööiga ( tundi) Valgusviljakus on % kõrgem võrreldes hõõglampidega Hea värviesitus Puudused Tulikuum pind Halogeenlambi tööiga sõltub tööpingest. Nii hõõglampide kui ka halogeenlampide puhul muutub valguseks ainult tagasihoidlik 10 % energiast, ülejäänud muutub soojuseks. 101

102 5.4.3 Fluorestsentslambid Neid lambpe kasutatakse enamasti siseruumides, mõnikord ka välistingimustes. Eelised Madalad ülalpidamis kulud ja nad on kõrge valgusviljakusega võrreldes hõõglampidega (40-70lm/W) Puudub soojenemise periood Hea värviesitus ja pikk eluiga(10-20 tuhat tundi) Puudused Kõrgemad esialgsed kulud võrreldes hõõglampidega Lambid on kogukad Madal valgusviljakus võrreldes teiste lambitüüpidega väljaarvatud hõõglambid Valgusvoo muutumine eluea jooksul Tõmbab ligi putukaid ja omab ohtlikke elavhõbedajäätmed.[teikari, 2007] Luminofoorlambid Eelised Kõrge valgusviljakus (2-5 korda võrreldes hõõglampidega) Pikk tööiga h Väga ökonoomsed Väga lai valik erinevaid võimsusi Ei pimesta ja ei põleta Puudused Suured mõõtmed võrreldes hõõglampidega Süttib viivitamisega Sisaldab keskkonnale ohtlikke aineid Lambi valgusvoog väheneb tööea lõpul (ca 30 % pärast töötundi) valguse värvus sõltub toru sisepinnal oleva luminestsentsivõimelise aine - luminofoori - koostisest. Värvitoone leidub üle kümne, külmvalgest soevalgeni. Tööiga mõjutab lülituste arv. Sõltub liiteseadisest, RA-indeksist Madalarõhu naatriumlambid Eelised Puudused Kõrge valgusviljakus Halb värviesitus (värviesitusindeks on 0) sest nad kiirgavad monokromaatset kollast valgust Energiasäästlikud Lühike tööiga Madala räigusindeksiga Hea nähtavusega ja madala hajuvusega Minimaalne mõju putukatele ja teistele metsloomadele Sisaldab vähe ohtlike elavhõbeda jäätmeid Neid kasutatakse laialdaselt osades Euroopa riikides ja mujal ning mõnes Ameerika linnades, eriti aktiivsete astronoomiliste uurimisasutuste lähedal. Linnas tänavavalgustuseks eriti sobilikud ei ole, Tallinnas ei ole kasutusel. 102

103 5.4.6 Kõrgrõhuelavhõbeda lambid Eelised Pikk tööiga (3 aastat) Puudused Lühike tööiga, valgusvoog alaneb tööea lõpul Madal valgusviljakus (2 korda väiksem kõrgrõhunaatriumlampide valgusviljakusest) Halb värviesitus (värviesitusindeks 40-60) Toodab palju ultraviolettkiirgust Värvitemperatuur 4000 kelvinit (külma valge valgusega) Antud lambitüüpi on hakatud asendama teiste tõhusate lambitüüpidega nagu metallhaliidvõi kõrgrõhunaatriumlampidega. Kasutatakse harva uutes seadmetes Metallhaliid ehk halogeniidlambid Metallhalogeniid lamp on põhimõtteliselt elavhõbelamp, mille kaarlahendustorus on lisaks elavhõbedale, argoonile, neoonile ja krüptoonile lisatud metalli halogeniidsooli (jodiide). Põhilisandiks on elavhõbe-, naatrium- ja skandiumjodiidid. Eelised Väga kõrge valgusviljakus (keskmine 100 lm/w) pikk tööiga ( tundi) Väga lai valik erinevaid võimsusi ( luumenit) Hea värviesitusindeks (Ra 80-90) Puudused Madal (15 % väiksem) valgusviljakus võrreldes kõrg- ja madalarõhunaatrium lampidega lühem lambi tööiga võrreldes kõrgrõhunaatriumlampidega Kõrge hind 2800 Kelviniliste lampide võimsuse valik väike Värvitemperatuur sõltuvalt lambi tüübist on 2800 (soe valge valgus) kuni 4500 kelvinit (külm valge valgus) Kõrgrõhunaatrium lambid Eelised Pikk tööiga (keskmiselt neli aastat) Suure valgusvooga lambid ( luumenit) Kõrge valgusviljakusega võrreldes teiste lampide liikidega, välja arvatud madalrõhunaatriumlambid Energiasäästlik Värviesitusindeks 20 Lai kättesaadavus ning mõõdukas lampide ja valgustite hind Puudused Halb värviesitus võrreldes metallhaliidlampidel ja hõõglampidel Ohtlikud elavhõbejäätmed Värvitemperatuur 2000 kelvinit (kollase valgusega) Viide süttimisel 103

104 Teevalgustuses kõige enam kasutatav lamp. Lambid on praegu kõige laialdasemalt kasutatavad sõiduteede ja parklate valgustuses, kuigi mõnes valdkonnas on metallhalogeen lambid muutumas üha populaarsemaks LED-lambid Eelised Väga ökonoomsed Suur valgusviljakus (sõltuvalt LED-i värvist kuni 150 lm/w) Pikk tööiga (üle tunni) Põrutuskindel Lai värvitoonide valik Valgusreostus puudub (sihtkohta jõuab 93 % tekkinud valgusest - valguskadu on minimaalne) Valgusreostus puudub, ei sisalda ohtlike aineid Ei emiteeri UV-kiirgust Lisaks elektriarve märkimisväärsele vähenemisele võimaldab LED-lamp poole võrra kahandada ka hoolduskulusid Olematu kuumusekiirgus Puudused Kõrge hind Vajavad muundureid, kuna töötavad madala pinge peal LED-e kasutatakse juba valgusfoorides, kuid tulevikus ka tänavate ja teede valgustites. 104

105 5.5 Valgusreostusega seotud organisatsioonid Õigus vaadelda selget öötaevast on samaväärne teiste keskkonnaga seotud õigustega. Viimastel aastatel on suuri jõupingutusi tehtud, et tunnistada seda õigust ning tagada selle tõhusus, suunates seda seaduste, määruste ja eeskirjadega, et püüda kaitsta seda ressurssi mitmest lähenemisviisist. Palju algatusi on tekkinud just astronoomide poolt, kuid vähehaaval on ka mitmed linnad ja piirkonnad erinevates valdkondades liitunud selle liikumisega. Kõigil neil on ühine eesmärk taotlemisega vähem valgusreostust öötaevas. (starlight) Mõned valgusreostusega seotud organisatsioonid ja link erinevatele valgusreostusega seotud üritustele: Cielobuio: Itaalia amatöörastronoomide poolt asutatud (dark sky, tume taevas) organisatsioon, mis koordineerib taevareostuse vastast võitlust. Nende poolt on loodud ka üks arvutusprogramm: Easylight Save the Sky, mis annab suunitlused reostuse vältimiseks juba valgustuse projekteerimisel. The Light Pollution Science and Technology Institute (ISTIL- Istituto di Scienza e Tecnologia dell'inquinamento Luminoso) On Itaalia mittetulundusühing, mille eesmärk on arendada ja edendada valgusreostuse teadusuuringuid, arendada ja levitada tehnoloogiaid ja meetodeid, et vähendada valgusreostust ning selle negatiivset mõju öö keskkonnale. Instituuti toetab avaliku ja erasektori organisatsioonid, annetused, jne. Save the night in Europe International Dark Sky Association (IDA) IDA on ainus rahvusvaheline mittetulundusühing, kes võitleb öötaeva säilitamisega ja võitleb valgusreostuega. Asutatud aastal 1988 USA-s. Dark sky Awareness: Tucson, USA See on üks 12 projektist, mis loodi aastal 2009 Rahvusvahelise Astronoomiaasta raames (IYA2009). Selle eesmärk on tõsta üldsuse teadlikkust kunstliku valgustuse negatiivsete mõjudest. The plight with light: Austrias tegutsev organisatsioon, mille eesmärk on juhtida tähelepanu millist negatiivset mõju avaldav kunstlik valgus ja pakkuda soovitusi energiasäästlike ja keskkonnasõbralike valgustusele. Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) on rahvusvaheline Hispaania uurimiskeskus. Astronomical society of South Australia - Lõuna Austraalia astronoomia ühendus

106 International Astronomical Union (IAU) Rahvusvaheline Astronoomia Liit (IAU) asutati aastal 1919 Prantsusmaal. Selle ülesanne on edendada ja kaitsta astronoomia kõiki aspekte rahvusvahelise koostöö kaudu. The British Astronomical Association's Campaign for Dark Skies (CfDS) eesmärk on säilitada ja taastada ilu öötaevas võideldes liigse, ebaefektiivse ja vastutustundetu valgustuse vastu. GLOBE at Night - rahvusvaheline kampaania, et tõsta üldsuse teadlikkust valgusreostuse mõjust, kutsumaks kodanikke ja teadlasi mõõtma oma öötaeva heledust ja esitama need tulemused kodulehel. Upcoming light pollution meetings: 106

107 5.6 Valgusreostuse hindamise juhend Valgusreostuse mõõtmiste eesmärgiks on välja selgitada tehisvalgusest tingitud taevafooni muutused konkreetses vaatluskohas ja antud ilmastiku tingimustel. Valgusreostuse lihtsaid mõõtmisi teostatakse visuaalselt silmaga või seadmega Sky Quality Meter (SQM) Visuaalsed vaatlused Tegevus seisneb piirtähesuuruse määramises, mis tähendab nõrgima silmaga nähtava tähe leidmist etteantud taevaalal. Taevaalasid võib olla üks või mitu. Mitut taevaala saavad kasutada kogenenumad mõõtjad või seda tehakse olukorras, kui põhiregiooni jälgimine on raskendatud (pilved, takistused, pimestumise oht jms) Kuidas teostada? 1. Valida välja sobiv vaatluskoht. Selle juures on kõige tähtsam, et läheduses puuduksid näiteks silmi pimestavad valgusallikad, aktiivse liiklusega sõiduteed, suured kortermajad jm. Juhul, kui segavaid valgusallikaid siiski leidub, siis tuleb nende mõju mõõtmistulemustele vähendada. Pöörata selg segavate valgusallikate poole, varjata käega üksikut valgustit, oodata lähemate autode möödumist või valida mõõtmisteks hilisem kellaaeg. 2. Koostada vaatluspaiga kaart. Nii visuaalsel kui seadmega mõõtmise juhul tuleb esmalt koostada vaatluspaiga kaart, mida võib ise joonistada või kasutada Maaameti aerofotosid. Linnas võiks kaardi läbimõõt olla näiteks 300m ja lagedamas vaatluskohas kuni kaks korda suurem. Kaardi asend peab olema selline, et põhi asub üleval. Vaatleja asukoht peab olema tähistatud ning kaardi kõrval tuleb esitada andmed takistuste kõrguse kohta (horisondist), näidata ära eredamad valgusallikad, anda infot maja akende arvu kohta (kui lähedal on kortermaja). Soovitatavalt võiks määrata enda geograalised koordinaadid. 3. Valida välja sobiv taevaala. Seejuures tuleks eelistada seniidile lähemaid piirkondi. Taevaalasid on kokku 8: Ursa Minor (Väike Vanker), Ursa Major (Suur Vanker), Cassiopeia (Kassiopeia), Auriga (Veomees), Gemini (Kaksikud), Perseus (Perseus), Cepheus (Kefeus) ja Bootes (Karjane). Näiteks aastaringselt mõõtmiseks sobib Väike Vanker, sügisel rohkem Kassiopeia, kevadel aga Suur Vanker. Taevaala valiku kohta tuleb teha märge märkuste lahtrisse. 4. Mõõtmiste teostamine ja tabeli täitmine. Kõige tähtsam on esmalt harjutada silmi pimedusega. Kuigi täielik kohanemine võtab aega kuni 60 minutit, siis linnas piisab tavaliselt ka juba 3-5 minutist. Pimedusega kohanemine algab sellest hetkest, kui välditakse otsese valguse silma sattumist. Pimestada võib nii mobiiltelefoni ekraan kui ka taskulamp. Tabelit täidetakse nii palju kui antud hetkel võimalik. Tähesuurused on taevaala kaartide abil määratavad. Kellaaega tuleks kseerida piisava täpsusega Mõõtmised seadmega SQM Kordusmõõtmiste abil määratakse seadme SQM lugem selle seniiti suunamisel Kuidas teostada? 1. Valida vaatluskoht. Tegevus sama nagu visuaalsetel mõõtmistel. 2. Koostada vaatluspaiga kaart. Sama nagu visuaalsetel mõõtmistel. 107

108 3. Seadme kasutamine. Suunata seniiti ja vajutada nuppu. Lugem tuleb üles kirjutada. Teostada sama protseduuri vähemalt 5 korda. 4. Tabeli täitmine Soovitused Mõõteandmete tabeli täitmine väga pimedas kohas võib osutuda keeruliseks. Sel juhul tuleks kasutada punast taskulampi või seadistada mobiiltelefoni ekraani heledus minimaalseks. Visuaalsetel mõõtmistel parima nägemise saavutamiseks tuleks aegajalt õigest kohast mööda vaadata, et kasutada ära silma servas asuvaid valgustundlikke närve. Tulemuste edasise analüüsi ja standardiseerimise lihtsustamiseks võiks pimedusega harjumise aeg olla konstantne. Näiteks võib kuulata kõrvaklappidega oma lemmikmuusikat. Loomulikult tuleks enne mõõdetava piirkonnaga tutvuda ja riietuda soojalt Protokoll Protokolli koostamine on kohustuslik. Protokoll peab sisaldama tiitellehte, vaatluspaiga kaarti, mõõtmiste tabelit ja järeldusi. Seda võib täita nii digitaalselt kui ka paberkandjal. 108

109 5.6.5 Protokollide näidised Vaatleja nimi: Valgusreostuse mootmiste protokoll (visuaalne) Asukoht Kuupaev Kellaaeg Pimendus Pilvisus Nahtavus Piirtahesuurus Markused Joonis 5.1: Visuaalsete vaatluste protokolli näidis Valgusreostuse mootmiste protokoll (SQM) Vaatleja nimi: SQM naidud Asukoht Kuupaev Kellaaeg Pilvisus Nahtavus Markused Joonis 5.2: Seadmega SQM tehtud vaatluste protokolli näidis 109

110 5.6.6 Taevaalade kaardid Joonis 5.3: Piirtähesuuruse määramiseks sobivad taevaalad. Põhialad on tähistatud kollasega ja abialad helesinisega 110