När satelliter tar bilder av jorden på natten, hur mycket av ljuset som de ser kommer från gatlyktor? Ett team av forskare från Tyskland, USA., och Irland har svarat på denna fråga för första gången, tack vare "smart city" ljusteknik som gör att städer kan dämpa sitt ljus. Resultaten publicerades idag i tidskriften Ljusforskning och teknik.

Teamet genomförde ett experiment genom att ändra ljusstyrkan på gatubelysningen i staden Tucson, Arizona, U.S., och observera hur detta förändrade hur ljus staden såg ut från rymden. Dr Christopher Kyba från GFZ German Research Center for Geosciences ledde teamet som genomförde experimentet, och sade att arbetet är viktigt eftersom det visar att smart stadsteknik kan användas för att utföra experiment i stadsskala.

"När sensorer och styrsystem installeras i en hel stad, det gör det möjligt att göra en förändring i hur staden fungerar, och sedan mäta vilken påverkan förändringen har på miljön, även från yttre rymden, sa Kyba.

Över 10 dagar i mars och april 2019, Tucson-tjänstemän ändrade ljusstyrkan för cirka 14, 000 av stadens 19, 500 gatlyktor. Vanligtvis, de flesta gatlyktor i Tucson börjar med 90 procent av sin maximalt möjliga belysning, och dämpas till 60 procent vid midnatt. Under experimentet, staden dämpade istället ljuset ända ner till 30 procent vissa nätter, och lyste upp dem till 100 procent på andra.

Stadens ljus observerades av den USA-drivna satelliten Suomi National Polar-orbiting Partnership (NPP), som är känd för sina globala kartor över ljus på natten. Satelliten tog molnfria bilder av Tucson under fyra nätter under testet, och två andra nätter med "normal" belysning efter testet. Genom att jämföra stadens ljusstyrka på de sex olika nätterna, forskarna fann att en vanlig natt, bara 20 procent av ljuset i satellitbilder av Tucson kommer från gatubelysning.

Resultaten har viktiga konsekvenser för hållbarhet, enligt studiens medförfattare Dr. John Barentine från International Dark-Sky Association. I ett andra experiment som genomfördes samtidigt, Barentine och hans medförfattare visade att Tucsons gatubelysning inte står för mer än 14 procent av det artificiella ljuset på natthimlen som upptäcks i zenit, bekräftar att det mesta av himlens ljusstyrka över Tucson också kommer från andra källor.

"Tagen tillsammans, dessa studier visar att i en stad med väldesignade gatubelysningar, det mesta av ljusemissionerna och ljusföroreningarna kommer från andra källor, som tända skyltar, fasader, eller idrottsplatser, " förklarade Barentine. Författarna säger att lokala och nationella myndigheter därför måste tänka på mer än bara gatubelysning när de försöker minska ljusföroreningarna.

Enligt forskarna, förändringarna i gatubelysningens ljusstyrka är knappt märkbara, eftersom människors ögon snabbt anpassar sig till ljusnivåerna. De rapporterar att staden inte fick några kommentarer eller klagomål på den ändrade belysningen under testet. Det finns inte heller några bevis eller antydan om att en minskning av belysningsnivåerna som en del av experimentet hade någon negativ effekt på den allmänna säkerheten.

Kyba är därför upphetsad av idén att utföra sådana experiment mer regelbundet, och i andra kommuner. "Istället för att dämpa ljuset till samma nivå sent varje kväll, en stad skulle istället kunna dämpas till 45 procent jämna dagar och 55 procent udda dagar, " föreslog Kyba. "Stadsbor skulle inte märka någon skillnad, men på så sätt kan vi mäta hur bidraget från olika ljustyper förändras över tiden."