Световое загрязнение окружающей среды - форма физического загрязнения, нарушающее естественную освещенность местности в результате действия искусственных источников света и приводящее к аномалиям в жизни растений и животных.
Свет представляет собой электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. Длины волн этого излучения заключены в интервале от 0,38 до 0,77 мкм.
Физические свойства электромагнитных волн близки к свойствам световых волн, хотя наш глаз и не чувствует их. Являясь волной, свет тем не менее распространяется по узкому прямолинейному каналу. Закон прямолинейного распространения света, известен с глубокой древности.
В природе не существует скорости, большей скорости света в вакууме. По современным измерениям эта скорость составляет около 300 000 км/с и не зависит от скорости источника.
Чувствительность человеческого глаза к видимому свету очень высока: от чрезвычайно малых световых потоков (от отдельных фотонов) до больших световых потоков, превосходящих наименьший световой поток, ощутимый глазом, в 1 триллион (1012) раз. Наш глаз хорошо различает цвета, т.е. по-разному воспринимает излучение в зависимости от его длины волны.
Структура светового луча состоит из двух взаимноперпендикулярных колебаний: колебаний электрического поля Е и колебаний магнитного поля Н. Частота колебаний равна скорости света, деленной на длину волны.. За одну секунду электрическое и магнитное поля в зеленом световом луче (l = 0,555 мкм) совершают 600 млрд. (6.1011) колебаний.
Свет поглощается веществом и передает ему свою энергию. Кроме того световой поток оказывает на тело и механическое воздействие, т.н. световое давление.
На 1 м2 площади поверхности в солнечный полдень световые лучи действуют с силой около 0,00039 Н.
Измерение параметров света производится с помощью установленных в Международной системе единиц СИ: кандела (входит в число 7 основных единиц), люмен, люкс, кандела на квадратный метр.
Кандела (кд) (от латин. “свеча”) - единица силы света. Кандела - сила света, испускаемого с площади, равной 1/600000 м2 (1,667 мм2) площади сечения полного излучателя при температуре затвердевания платины (2046 К при нормальном атмосферном давлении).
Люмен (лм) (от латин. “свет”) - единица светового потока, испускаемого точечным источником 1 кд в телесный угол 1 ср.
Люкс (лк) (от латин. “свет”) - единица освещенности.
Кандела на квадратный метр (кд/м2) - единица освещенности.
Все живое на Земле существует только благодаря лучистой энергии солнечного света. Солнце посылает на Землю колоссальную энергию, которая в большей части поглощается и отражается в атмосфере. За одну секунду солнечный свет приносит на нашу планету энергию, которая выделилась бы при сгорании 40 млн. т каменного угля.
Благодаря солнечной энергии на Земле возникла жизнь. От костра первобытного человека и до топлива космической ракеты - все это световая энергия, запасенная когда-то растениями и животными. Остановись на месяц солнечный поток излучения, и на Землю выпадут дожди из жидкого азота и кислорода. Температура станет почти равной абсолютному нулю. Земля покроется семиметровым ледяным панцирем из смерзшихся атмосферных газов.
Солнце обусловило существование жизни на Земле, поэтому и мыслить, и говорить о каком-либо негативном воздействии солнца на человека и все живые организмы абсолютно абсурдно. И если в жизни мы и наблюдаем некоторые неприятности от избытка радиации, то виноват в этом прежде всего человек. Именно неразумная деятельность человека привела к климатическим изменениям, опустыниванию земель, образованию озоновых дыр, парниковому эффекту. Жара и засухи, таяние снегов, ливнивые дожди и наводнения, смерчи и тайфуны во многом обусловлены хозяйственной и иной деятельностью общества.
Гениальное достижение человека - овладевание энергией атомных ядер - было поставлено в первую очередь на создание боеприпасов, массированное применение которых может привести к уничтожению жизни на планете Земля.
В числе поражающих факторов ядерного взрыва световое излучение по доле энергии, приходящейся на его образование (30 - 35%), занимает второе после ударной волны место. Источником светового излучения является светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры паров конструкционных материалов и воздуха. Температура поверхности светящейся области в фазе развития 5700 - 77000С, длительность свечения составляет от долей секунды (для взрывов сверхмалой мощности) до 20 - 40 с (для взрывов сверхкрупной мощности). Диаметр светящейся области для крупных боеприпасов достигает 2 - 5 км.
Поражающее действие светового излучения определяется световым импульсом, т.е. количеством световой энергии, падающей на 1 см2 поверхности, расположенной перпендикулярно распространению лучей. Величина светового импульса, измеряемая в калориях на квадратный сантиметр, прямо пропорциональна мощности взрыва и обратно пропорциональна квадрату расстояния до его центра.
Энергия светового излучения поглощается поверхностями освещаемых тел, которые при этом нагреваются вплоть до обугливания, оплавления и воспламенения. У людей световое излучение может вызвать ожоги открытых участков тела и поражение глаз. Различают четыре степени ожогов:
ожог первой степени представляет собой поверхностное поражение кожи - покраснение, образующееся при воздействии светового импульса - 2 - 4 кал/см2;
ожог второй степени характеризуется образованием пузырей при воздействии светового импульса - 4 - 9 кал/см2;
ожог третьей степени вызывает омертвение глубоких слоев кожи при импульсе - 10 - 12 кал/см2;
ожог четвертой степени обугливание кожи, подкожной клетчатки и более глубоких тканей - при импульсе более 12 кал/см2.
Заживление ожогов наступает в зависимости от тяжести через 2 - 4 дня (первой степени) и до 1 - 2 месяцев (3 - 4 степени). Ожоги четвертой степени отличаются необратимыми изменениями не только кожи, но и подкожной клетчатки, мышц, костей.
Защита от светового излучения более проста, чем от других поражающих факторов ядерного взрыва, поскольку любой непрозрачный объект может служить достаточной защитой. Все инженерные сооружения и военная техника полностью защищают от светового излучения. С целью повышения устойчивости военных объектов к световому излучению применяется побелка мелом, известью, покрытие поверхности красками светлых тонов, обмазка глиной, обсыпка грунтом, снегом, пропитка тканей огнезащитным составом; проведение противопожарных мероприятий (удаление сухой травы и других горючих материалов, создание просек и огнезащитных полос); использование в темное время суток средств защиты глаз (специальных очков, световых затворов и др.).
Необходимо учитывать, что от светового излучения возможно образование массовых пожаров и, как следствие, длительное задымление больших площадей. Нередко это становится важным фактором боевой обстановки. При взрыве американской атомной бомбы над японским городом Хиросимой 6 августа 1945 г. возник огненный шторм, который привел к поражению 70% жителей города, подвергнутого первой в истории атомной бомбардировке.
Радиусы зон возгорания военной техники от светового излучения соизмеримы с радиусами зон поражения личного состава. У автомобилей, танков, бронетранспортеров воспламеняются деревянные, резиновые, пластмассовые, тканевые детали. Хотя с приходом ударной волны открытое пламя может быть сбито с объектов техники, тлеющие куски органических материалов, оставшиеся на машинах, могут привести к возобновлению пожаров, особенно при повреждении топливной системы и разлива горючего.
В повседневной деятельности войск на типовом военном объекте источником светового загрязнения являются световые приборы прожекторных установок, навигационных и посадочных маяков, вспомогательного освещения, функционирующей боевой, транспортной и другой техники.
Световое загрязнение относится к оптическим видам загрязнения, т.е. к загрязнениям, меняющим оптические свойства среды. Оно заключается в существенном увеличении освещенности объектов окружающей среды, а также во внесении в среду обитания несвойственного ей режима освещения объектов (локальное освещение, освещение в темное время суток, увеличение контрастности освещения).
Световое загрязнение воздействует исключительно на живые организмы среды. Длительное воздействие может привести к временному ослеплению и даже к стойкой слепоте, расстройствам центральной нервной и сердечно-сосудистой системы.
Световое загрязнение резко меняет биоритмическую характеристику среды обитания, угнетая нервные реакции и уменьшая репродуктивную способность популяций. Высококонтрастное световое загрязнение является причиной массовой гибели птиц и насекомых при столкновении с ограждающими поверхностями осветительных приборов. Длительное воздействие потока ультрафиолетовых лучей может привести к практически полной потере зрения по причине необратимого разложения глазного пурпура.