Quelle: Ruhr-Universität Bochum 31. August 2023.

Bochum, 31. August 2023. Der Frage gehen Forschende der Ruhr-Universität Bochum im September und Oktober 2023 nach und bitten die Öffentlichkeit um Mithilfe: Mit der App „Nachtlichter“ erheben Bürgerwissenschaftler*innen die Daten. Ziel ist es, zu messen, wie viel Prozent der verschiedenen Lichtarten zu welcher Zeit in der Nacht ausgeschaltet werden. „Das ist für die Wissenschaft nützlich, denn die einzigen weltweiten Satellitenbilder der Erde werden erst sehr spät in der Nacht aufgenommen und geben kein genaues Bild des frühen Abends wieder“, sagt Dr. Christopher Kyba, Projektleiter aus der Arbeitsgruppe Interdisziplinäre Geoinformationswissenschaften an der Ruhr-Universität Bochum. Interessierte finden alle Infos zum Mitmachen auf der Projektwebseite.

Daten sollen die Beleuchtung effektiver machen
„Dank einer Nachtlichter-Kampagne im Jahr 2021 haben wir den Zusammenhang zwischen der Anzahl der Lichter am Boden und der von Satelliten gemessenen Helligkeit besser verstanden“, sagt Christopher Kyba. „Was wir noch nicht wissen, ist, welche Lichter sich wann ausschalten.“

Das Organisationsteam bittet Teilnehmende daher diesmal darum, die Lichter in den Straßen zu zählen, in denen sie wohnen, aber auch in Straßen mit Gewerbebetrieben. Die Citizen Scientists gehen dazu langsam von einer Straßenecke zur nächsten und zählen mit der Nachtlichter-App die Anzahl und Art der Lichter, die sie sehen. Das Projektteam interessiert sich nicht nur für Straßenlaternen, sondern für jede Art von Außenbeleuchtung, einschließlich Schildern, Fenstern, beleuchteten Fassaden und anderen Arten von Lichtern. Vor der Teilnahme absolvieren die Citizen Scientists ein Online-Tutorial, damit gewährleistet ist, dass sie die Lichter einheitlich zählen und kategorisieren. Im Rahmen der diesjährigen Kampagne „Zeit für die Nacht“ steht die Veränderung der Beleuchtung im Mittelpunkt. Um sie zu untersuchen, zählen die Teilnehmenden die Lichter zu zwei oder mehr Zeitpunkten, zwischen denen mindestens eine Stunde liegen sollte.

Ein neuer Aspekt der Datenerhebung ist in diesem Jahr die Messung, wie viele Menschen sich zum Zeitpunkt der Erhebung auf der Straße aufhalten. Das Projektteam hofft, dass diese Daten den Städten und Unternehmen helfen können, die Beleuchtung effizienter zu nutzen, indem sie die Zeiten, in denen die Beleuchtung eingeschaltet ist, besser auf die Spitzenzeiten der Aktivität abstimmen.

Bürgerforschung als mächtiges Instrument
Die Nachtlichter-App kam schon einmal zu Einsatz: Im Jahr 2021 zählten und klassifizierten mehr als 200 Citizen Scientists in rund 4.500 Erhebungen weltweit fast eine Viertelmillion künstlicher Lichtquellen. Die gleiche Anzahl an Erhebungen will das Projektteam auch 2023 wieder durchführen, diesmal aber an einer kleineren Anzahl einzelner Straßen. Bürgerwissenschaftler Sicco Bauer ist seit Beginn des Projekts dabei. Ihn motivierten seine Erfahrungen als Amateurastronom zur Teilnahme. „Als ich mich mit dem Thema beschäftigt habe, habe ich gelernt, dass Lichtverschmutzung nicht nur Auswirkungen auf die Astronomie hat. Sie wirkt sich zum Beispiel stark auf die Umwelt aus.“ Bauer hat 2021 eine große Nachtlichter-Aktion in Dresden mitorganisiert und wird dies auch in diesem Jahr tun. „Bürgerwissenschaft ist ein mächtiges Instrument, denn als Forschende können wir nicht überall sein“, sagt Kyba. Er lädt alle Interessierten ein, auf die Straße zu gehen und Lichter zu zählen, und betont, dass jede zusätzliche Erhebung nützliche Daten zum Verständnis der Lichtnutzung liefert.

Förderung
Das Nachtlichter-Projekt ist Teil eines größeren Projekts namens Nachtlicht-BüHNE, das im Rahmen des Wissenschaftsjahres 2023 – Unser Universum vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und Wissenschaft im Dialog gefördert wird.

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• Lichtverschmutzung

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Quelle: GFZ 20. Januar 2023.

20. Januar 2023 – Menschen sehen weltweit immer weniger Sterne am Nachthimmel. Ursache hierfür ist vermutlich die Lichtverschmutzung in den Abend- und Nachtstunden, die pro Jahr um 7-10 Prozent zunimmt. Diese Änderungsrate ist größer, als es Satellitenmessungen der künstlichen Lichtemissionen auf der Erde vermuten ließen. Zu diesem Befund kommt jetzt eine Studie im Fachmagazin Science, durchgeführt von einer Forschungsgruppe um Christopher Kyba vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ und der Ruhr-Universität Bochum mit Kolleg*innen vom GFZ und vom NOIRLab der US National Science Foundation. Im Rahmen des Citizen Science Projekts „Globe at Night“ haben sie hierfür aus dem Zeitraum 2011 bis 2022 mehr als 50.000 Beobachtungen mit bloßem Auge von Bürgerwissenschaftler*innen auf der ganzen Welt ausgewertet. Die Studie zeigt auch, dass die Citizen-Science-Daten eine wichtige Ergänzung zu bisherigen Messverfahren darstellen.

Hintergrund Lichtverschmutzung
Über einem Großteil der Landoberfläche der Erde erstrahlt der Himmel auch lange nach Sonnenuntergang noch in einer – künstlichen – Dämmerung. Dieses künstliche Leuchten des Nachthimmels ist eine Form der Lichtverschmutzung, die gravierende Auswirkungen auf die Umwelt hat und daher im Blick der Forschung stehen sollte, wie Constance Walker, Mitautorin der Studie und seit dessen Gründung Leiterin des Projekts Globe at Night des NOIRLab der NSF betont. Denn viele Verhaltensweisen und physiologische Prozesse von Lebewesen sind von tageszeitlichen und saisonalen Rhythmen bestimmt – und damit vom Licht beeinflusst. „Das Himmelsleuchten beeinträchtigt sowohl tag- als auch nachtaktive Tiere und zerstört außerdem einen wichtigen Teil unseres kulturellen Erbes“, sagt Walker. Die Erscheinung des Nachthimmels verändert sich, mit negativen Auswirkungen auf Sternenbeobachtung und Astronomie.

Bedarf an geeigneten Messverfahren
Die Änderung der Lichtverschmutzung ist global gesehen und im Laufe der Zeit bislang nicht gut bekannt. Zwar kann das künstliche Himmelsleuchten im Prinzip von Satelliten gemessen werden. Doch die einzigen Instrumente im All, die die gesamte Erde überwachen können, haben keine ausreichende Messgenauigkeit und Empfindlichkeit.

Ein vielversprechender Ansatz ist es daher, die Beobachtungskraft der Menschen und damit das menschliche Auge als Sensor zu nutzen, und dabei – im Rahmen von Citizen Science Experimenten – auf „die Macht der Vielen“ zu setzen. Bereits seit 2006 läuft das Projekt „Globe at Night“, initiiert vom NOIRLab der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF). Hieran können sich Menschen auf der ganzen Welt beteiligen.

Mit Citizen-Science…
Die Teilnehmenden betrachten ihren Nachthimmel und geben dann in einem Online-Formular an, welche von acht Sternkarten am besten zu dem passt, was sie sehen. Jede Karte zeigt den Himmel unter verschiedenen Graden an Lichtverschmutzung.

„Die Beiträge der einzelnen Menschen wirken zusammen wie ein globales Sensornetz, das uns einen ganz neuen Forschungsansatz ermöglicht“, sagt Christopher Kyba vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ in Potsdam und der Ruhr-Universität Bochum. Gemeinsam mit seinem GFZ-Kollegen Yigit Öner Altıntas sowie Constance E. Walker und Mark Newhouse vom NOIRLab hat er Daten von 51.351 Beobachtungen auf der ganzen Welt ausgewertet, die zwischen 2011 und 2022 in wolken- und mondfreien Nächten gemacht wurden. Sie repräsentieren 19.262 Standorte weltweit, davon 3.699 Orte in Europa und 9.488 Orte in Nordamerika.

Um aus diesen Daten eine Veränderungsrate der Himmelshelligkeit zu errechnen und dabei zu berücksichtigen, dass sich die Beobachtenden auch über die Jahre jeweils an anderen Standorten befanden, haben sie zusätzlich ein globales Modell für die Himmelshelligkeit benutzt, das auf Satellitendaten des Jahres 2014 basiert.

…zu überraschenden Erkenntnissen
„Die Geschwindigkeit, mit der Sterne für Menschen in städtischen Umgebungen unsichtbar werden, ist dramatisch“, resümiert Christopher Kyba, Erstautor der Studie. Die Forschenden schätzten die Änderungen der Himmelshelligkeit anhand der Anzahl der sichtbaren Sterne ab. So ergaben sich für Europa 6,5 Prozent mehr Helligkeit pro Jahr, für Nordamerika ein Plus von 10,4 Prozent.

Um diese Zahlen zu veranschaulichen, erläutert Kyba die Konsequenzen, die sich für die Beobachtbarkeit von Sternen an einem Ort mit einer Helligkeitszunahme von 9,6 Prozent pro Jahr ergeben würden. Das entspricht dem aktuell ermittelten weltweiten Durchschnitt. „Wenn die Entwicklung so fortschreitet, wird ein Kind, das an einem Ort geboren wird, an dem 250 Sterne sichtbar sind, dort an seinem 18. Geburtstag nur noch 100 Sterne sehen können.“

Die Geschwindigkeit dieser Entwicklung hatten die Forschenden – nach Analyse der Satellitendaten – so nicht erwartet. Im Gegenteil hatten diese für die Standorte der Beobachtenden sogar darauf hingedeutet, dass die künstliche Helligkeit leicht abgenommen hat (um 0,3 Prozent pro Jahr in Europa, um 0,8 Prozent in Nordamerika).

Ursachen für den Unterschied zwischen Messungen von der Erde und aus dem All
Christopher Kyba glaubt, dass der Unterschied zwischen der menschlichen Beobachtung und den Satellitenmessungen wahrscheinlich auf Veränderungen in der Beleuchtungspraxis zurückzuführen ist: „Satelliten reagieren am empfindlichsten auf Licht, das nach oben gen Himmel gerichtet ist. Aber es ist horizontal abgestrahltes Licht, das den größten Teil des Himmelsleuchtens ausmacht“, erklärt Kyba. „Wenn also Werbung und Fassadenbeleuchtungen häufiger, größer oder heller werden, könnten sie einen großen Einfluss haben, ohne dass sich das auf den Satellitenbildern entsprechend widerspiegelt.“

Als weiteren Faktor nennen die Autoren die weit verbreitete Umstellung von orangefarbenen Natriumdampflampen auf weiße LEDs, die u.a. auch blaues Licht aussenden. „Unsere Augen sind nachts empfindlicher für blaues Licht, und blaues Licht wird in der Atmosphäre eher gestreut, trägt also stärker zum Himmelsleuchten bei“, sagt Kyba. „Aber der einzige Satellit, der die ganze Erde bei Nacht abbilden kann, ist im Wellenlängenbereich des blauen Lichts nicht empfindlich.“

Grenzen der Studie und weitere Potenziale
Auch der Citizen Science Ansatz hat allerdings seine Limitierungen. So bestimmt die Anzahl der Teilnehmenden aus den verschiedenen Regionen der Welt die Aussagekraft über räumliche und zeitliche Trends. Bislang beteiligen sich vor allem Menschen aus Nordamerika und Europa an dem Experiment, und die Hälfte der asiatischen Beiträge stammt aus einem einzigen Land: Japan. „Die meisten Daten stammen aus den Regionen der Erde, in denen das Himmelsleuchten derzeit am stärksten ausgeprägt ist. Das ist nützlich, aber es bedeutet, dass wir nicht viel über die Veränderungen des Himmelslichts in Regionen mit wenigen Beobachtungen sagen können“, betont Kyba. Gerade in Entwicklungsländern werden rasche Veränderungen der künstlichen Himmelsbeleuchtung vermutet, aber dort gibt es bislang nur wenige Beobachtungen.

Zwei Schlussfolgerungen: Beleuchtungspolitik und Citizen Science
Aus ihren Ergebnissen ziehen die Forschenden zwei wesentliche Schlüsse: Zum einen zeige sich, dass die aktuelle Beleuchtungspraxis und -politik etwa durch den zunehmenden Einsatz von LEDs trotz wachsenden Bewusstseins hinsichtlich der Lichtverschmutzung zumindest auf kontinentaler Ebene noch keine Verbesserung bewirkt hat.

„Und zum anderen konnten wir demonstrieren, dass die Citizen Science Daten eine wichtige Ergänzung zu den bisherigen Messverfahren darstellen“, wie Kyba betont.
Constance Walker fügt hinzu: „Hätten wir eine breitere Beteiligung, könnten wir Trends für andere Kontinente und möglicherweise sogar für einzelne Staaten und Städte ermitteln. Das Projekt ist noch nicht abgeschlossen, also schauen Sie heute Abend ruhig mal rein und sagen Sie uns, was Sie sehen!“

Weitere Informationen zum Projekt “Globe at Night” finden Sie hier:
https://globeatnight.org/

Originalpublikation:
Christopher C. M. Kyba, Yigit Öner Altıntas, Constance E. Walker, Mark Newhouse, Citizen scientists report global rapid reductions in the visibility of stars from 2011 to 2022, Science (2023),
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq7781

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• Lichtverschmutzung

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Quelle: Ruhr-Universität Bochum 12. Dezember 2022.

12. Dezember 2022 – Federführend beteiligt an beiden Projekten ist Dr. Christopher Kyba von der Arbeitsgruppe Interdisziplinäre Geoinformationswissenschaften der Ruhr-Universität Bochum.

Alle können mitzählen
„Ziel des Projekts ‚Nachtlichter‘ ist es, das Verhältnis von nächtlichen Lichtquellen und Satellitendaten besser zu verstehen und sich ein genaues Bild des Energieverbrauchs durch nächtliche Beleuchtung zu machen“, erklärt Christopher Kyba. Im Jahr 2021 wurde eine App zum Zählen von Lichtquellen entwickelt und von Bürgerwissenschaftlern genutzt, um fast eine Viertelmillion Lichter auf 22 Quadratkilometern zu klassifizieren. Im Rahmen des neuen Projekts werden völlig neue Methoden und Funktionen für die App entwickelt, um zu untersuchen, wie Veränderungen der Beleuchtung mit Veränderungen der Anzahl der Menschen auf der Straße zusammenhängen. Alle Interessierten in ganz Deutschland sind eingeladen, sich an der Konzeption des Forschungsprojekts und im Herbst 2023 an der Zählung der Lichtquellen zu beteiligen. Weitere Informationen über die App und das Projekt ist zu finden auf der Projektwebseite: https://nachtlicht-buehne.de.

Kooperationspartner
Das Projekt wird durchgeführt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt, der Ruhr-Universität Bochum und dem Deutschen GeoForschungsZentrum Potsdam im Rahmen des Wissenschaftsjahres 2023 – Unser Universum, einer Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gemeinsam mit Wissenschaft im Dialog (WiD).

Konzept für einen Satelliten
Das Projekt Night Watch dient der Konzeption eines europäischen Satelliten, der eines Tages die nächtliche Beleuchtung weltweit beobachten könnte. Forschende aus aller Welt tragen in dem einjährigen Projekt ihre Bedarfe für solche Satellitendaten zusammen. Anhand von Luftbildern und Simulationen wollen die Beteiligten außerdem simulieren, wie Satellitenbilder unter verschiedenen Bedingungen aussehen würden. „In Europa haben wir zurzeit keine ausreichende Datenquelle für nächtliche Beleuchtung“, erklärt Christopher Kyba. „Die Daten aktueller Nachtlichtsatelliten sind problematisch, weil zum Beispiel blaues Licht nicht aufgenommen wird oder die Satelliten während der normalen Schlafenszeit ihre Bilder aufnehmen.“ Die Forschenden wollen mehr über nächtliche Beleuchtung wissen, da sie nicht nur ein Indiz für menschliche Aktivitäten ist, sondern auch eine bedeutende Art der globalen Umweltveränderung ist. „Eine verbesserte Übersicht wäre deswegen sehr nützlich“, so Kyba.

Kooperationspartner
An dem Projekt unter der Koordination von Christopher Kyba sind fünf internationale Partner beteiligt: das Cégep de Sherbrooke, das Deutsche Geoforschungszentrum, das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei, die Stiftung „Stars4all“ und die Universität Twente. Das Projekt wird gefördert von der European Space Agency.

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• Lichtverschmutzung

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Quelle: Austria in Space

Inhaltsbeschreibung
Die NAEC Tagung „Schule und Weltraum 2022″ soll Schüler*innen, Pädagog*innen und Wissenschafter*innen zusammenbringen, um Informationen zur aktuellen Forschung, zu Citizen-Science Projekten und zu Projekten für Schulen auszutauschen und Kontakte zu knüpfen.

Veranstalter
IAU – International Astronomical Union;
NAEC – National Astronomy Education Coordinators;
ÖAW – Österreichische Akademie der Wissenschaften;
ESERO Austria – European Space Education Resource Office;
ÖGAA – Österreichische Gesellschaft für Astronomie und Astrophysik

Darüber hinaus werden im Rahmen dieser Tagung Preise für die besten Vorwissenschaftlichen Arbeiten (AHS) bzw. Diplomarbeiten (BHS) aus den Themenbereichen Astronomie, Astrophysik, Weltraummissionen und Raumfahrt vergeben.

Programm
13:00-13:10 NAEC-Austria: Begrüßung / zum Ablauf
13:10-13:20 Grußworte der Veranstalter
13:20-13:45 Bettina Anderl (ESERO Austria): Teach with Space – ESERO Austria
13:45-14:10 Nora Eisner (University of Oxford): Zooniverse – TESS Planet Hunters
14:10-15:10 Daniela Tirsch (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) -Keynote: Aktuelle Marsmissionen und die Suche nach Spuren von Leben auf unserem Nachbarplaneten
15:10-15:45 Pause
15:45-16:30 Preisverleihung: VWA-Preis
16:30-16:55 Phil Gartlehner (ESERO Austria): Earth Observations – Schulmaterial
16:55-17:20 Andreas Buhl (Beyond Gravity Austria): Vom Mond zum Mars: Raumfahrttechnik aus Österreich
17:20-17:45 Roland Ottensamer (Institut für Astronomie, Wien): Space @ Uni Vienna
17:45 Abschluss & Ausklang

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Programm als pdf

Zielpublikum
Lehrer*innen aller Schulstufen, Schüler*innen, Wissenschaftler*innen, Weltrauminteressierte.

Teilnahme-Information
Die Teilnahme ist kostenlos.
Anmeldung über Link: Veranstaltungsanmeldung Konferenz „Schule und Weltraum“
Das Symposium wird auch gestreamt.

Veranstaltungsort
Österreichische Akademie der Wissenschaften, Theatersaal, Sonnenfelsgasse 19, 1010 Wien

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• Terminvorschau auf Veranstaltungen

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