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

Die zunehmende Verbreitung künstlicher Außenbeleuchtung hat vielfältige Auswirkungen. Neben den beabsichtigten Wirkungen kann sie auch unerwünschte Nebenfolgen mit sich bringen. Durch künstliche Beleuchtung kann etwa der biologische Tag-Nacht-Rhythmus und damit das Gesamtgefüge des Naturhaushalts beeinflusst werden, denn Licht ist ein wichtiger Zeitgeber, an dessen natürlichen Rhythmus sich Menschen, Tiere und Pflanzen über lange Zeiträume angepasst haben. Vermutet wird auch, dass permanent oder periodisch veränderte Lichtverhältnisse durch künstliche Beleuchtung negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben können.
Die langfristigen Folgen für Lebensgemeinschaften, ganze Populationen oder auch Landschaften sind jedoch noch wenig verstanden und erforscht. Vor diesem Hintergrund wurde das TAB mit einer Untersuchung zu den nichtintendierten Wirkungen künstlicher Außenbeleuchtung beauftragt. Der TAB-Abeitsbericht fasst den wissenschaftlichen Erkenntnisstand im Hinblick auf Umfang und Trends dieser Lichtverschmutzung sowie ihre wirtschaftlichen und soziokulturellen, humanmedizinischen und ökologischen Wirkungen zusammen.
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Auf Basis dieser Erkenntnisse und aktueller beleuchtungstechnologischer und lichtplanerischer Möglichkeiten werden Handlungsoptionen abgeleitet, die eine Verringerung der Lichtverschmutzung unterstützen können. Diese beinhalten etwa Vorschläge für Forschungs- und Förderprogramme, Mess- und Monitoringsysteme, Steuerungsinstrumente, Möglichkeiten der Entwicklung integrierter lokaler und regionaler Lichtkonzepte sowie Aspekte sinnvoller Orientierungshilfen für Bund, Länder und Kommunen zur Unterstützung planerischer und rechtlicher Angelegenheiten z.B. hinsichtlich der Bedeutung von Industrienormen für Straßen-, Gebäude- und andere Außenbeleuchtungen.
Bezüglich möglicher Regulierungsansätze und Maßnahmen eines Lichtemissionsschutzes werden auch die Aktivitäten einiger europäischer Nachbarländer beschrieben, die etwa Gesetze gegen Lichtverschmutzung verabschiedet und Grenzwerte für Beleuchtungsintensitäten gesetzt haben.

Inhalt
Zusammenfassung 9
1 Einleitung 23
2 Umfang und Trends künstlicher Außenbeleuchtung in der Nacht 29
2.1 Methoden zur Erfassung und Messung künstlicher nächtlicher Beleuchtung 29
2.1.1 Wichtige fotometrische Messgrößen 29
2.1.2 Leuchtenkataster 32
2.1.3 Horizontale Luft- und Satellitenbildaufnahmen 32
2.1.4 Vertikale Fotografien 35
2.1.5 Messung und Simulation der Himmelshelligkeit 37
2.1.6 Einsatzmöglichkeiten der Methoden 39
2.2 Ausmaß und Variabilität künstlicher Beleuchtung in der Nacht 41
2.2.1 Ausmaß und räumliche Verteilung des nach oben emittierten Lichts 42
2.2.2 Ausmaß und räumliche Verteilung der Himmelshelligkeit 44
2.2.3 Zeitliche Veränderung der künstlichen Beleuchtung 47
2.3 Entwicklung von Lichtemissionen und Himmelshelligkeit 50
2.3.1 Veränderung der Lichtemissionen 50
2.3.2 Veränderung der Himmelshelligkeit 53
2.4 Veränderungen der Beleuchtungstechnologie und Trends in der Nutzung künstlicher Beleuchtung 54
2.4.1 Veränderungen der Beleuchtungstechnologie 55
2.4.2 Trends bei Ordnungslicht 57
2.4.3 Trends bei Gestaltung, Inszenierung und Marketing mit Licht 59
2.4.4 Zurückhaltender Umgang mit künstlicher Beleuchtung 61
3 Stand des Wissens zu den Wirkungen künstlicher Außenbeleuchtung in der Nacht 63
3.1 Wirtschaftliche und soziokulturelle Wirkungen 63
3.1.1 Wesentliche Innovationsschritte der Beleuchtungstechnik 63
3.1.2 Erwünschte Beleuchtungswirkungen 64
3.1.3 Unerwünschte Beleuchtungswirkungen 68
3.2 Humanmedizinische Wirkungen 73
3.2.1 Visuelle und nichtvisuelle Wirkungen von Licht 73
3.2.2 Biologische Grundlagen nichtvisueller Wirkungen von Licht 75
3.2.3 Humanmedizinische Wirkungen von Licht in der Nacht 77
3.2.4 Stand der wissenschaftlichen Erkenntnis zu den humanmedizinischen Wirkungen 80
3.2.5 Fazit aus humanmedizinischer Sicht 84
3.3 Ökologische Wirkungen 86
3.3.1 Wirkungen auf Pflanzen 87
3.3.2 Wirkungen auf Tiere 89
3.3.3 Wirkungen von Lichtverschmutzung im ökosystemaren Zusammenhang 106
3.3.4 Schwellenwerte zur Vermeidung negativer ökologischer Wirkungen von Lichtverschmutzung 111
3.3.5 Fazit aus ökologischer Sicht 113
4 Optionen zur Vermeidung von Lichtverschmutzung 115
4.1 Regulierung von Außenbeleuchtung 115
4.1.1 Rechtliche Regelungen in Deutschland 116
4.1.2 Weitere Instrumente zur Reduzierung von Lichtverschmutzung 121
4.1.3 Regelungen auf EU-Ebene 127
4.1.4 Regelungen in europäischen Ländern 130
4.2 Technologische Optimierung von Beleuchtungsanlagen 143
4.2.1 Notwendigkeit von Beleuchtung 143
4.2.2 Beleuchtungsintensität und Platzierung von Anlagen 144
4.2.3 Zeitliche Abschaltung öffentlicher Beleuchtung 146
4.2.4 Abschirmung und Abstrahlungsgeometrie 147
4.2.5 Spektrale Zusammensetzung 149
5 Handlungsoptionen 153
5.1 Effektivierung der Steuerungsmöglichkeiten für Außenbeleuchtung 153
5.2 Erhöhung des Bewusstseins für Lichtverschmutzung 157
5.3 Förderung von wissenschaftlicher Forschung zu den Wirkungen von Lichtverschmutzung 159
5.3.1 Forschungen zu Ausmaß und Gründen zunehmender Beleuchtung 159
5.3.2 Forschungen zu humanmedizinischen Wirkungen 161
5.3.3 Forschungen zu ökologischen Wirkungen 162
6 Literatur 165
6.1 In Auftrag gegebene Gutachten 165
6.2 Weitere Literatur 165
7 Anhang 195
7.1 Abbildungen 195
7.2 Tabellen 197