Про проєкт Night Lights: перше в Україні дослідження світлового забруднення територій на основі супутникових знімків

Комітет екомоніторингу Професійної асоціації екологів України у співпраці з Інститутом космічних досліджень НАН України проводить перше в Україні дослідження світлового забруднення територій на основі супутникових знімків.

Мета проекту:

Виявити кореляційні взаємозв’язки між рівнем впровадження вуличного (зовнішнього) LED-освітлення та рівнем світлового забруднення території України в розрізі регіонів та окремо взятих населених пунктів за допомогою супутникового моніторингу.

Завдання проекту:

• Проаналізувати рівень світлового забруднення територій на рівні регіонів України на підставі даних моніторингу соціально-економічного розвитку регіонів за 2015-2018 рр.
• Проаналізувати рівень світлового забруднення окремо взятих населених пунктів.
• Дослідити питому вагу LED в структурі застосованих джерел освітлення органами місцевого самоврядування.
• Проаналізувати проектно-кошторисну документацію проектів модернізації освітлення на предмет наявності прорахунку екологічного навантаження на довкілля у зв’язку із застосуванням LED-освітлення.
• Встановити причинно-наслідкові зв’язки між рівнем впровадження вуличного освітлення ( у т.ч. LED) та зростанням світлового рівня України.
• Порівняти рівень світлого забруднення України зі світловим забрудненням інших країн, застосовуючи максимально релевантні підходи.
• Розробити прогноз зміни світлового забруднення України принаймні на 5 років, враховуючи наявні прогнози впровадження зовнішнього LED-освітлення.

Звідки взагалі виникла така потреба?

Постановою Кабінету Міністрів України від 21.10.2015 року № 856 затверджено Порядок та Методику проведення моніторингу та оцінки результативності реалізації державної регіональної політики. Згідно з даним нормативним документом одним з показників щорічної оцінки соціально-економічного розвитку за напрямком Відновлювана енергетика та енергоефективність є рівень впровадження енергозберігаючих джерел світла у зовнішньому освітленні населених пунктів, відсотків до загальної кількості світлоточок.

Варто зазначити, що використовується поняття «моніторинг», яке передбачає використання такої аналітичної операції як здійснення прогнозування зміни показника.

Що стосується відстеження трендів, то показник «рівень впровадження енергозберігаючих джерел світла у зовнішньому освітленні населених пунктів, відсотків до загальної кількості світлоточок» не входить до переліку тенденцій, що аналізуються. 

Порядок розроблення Державної стратегії регіонального розвитку України і плану заходів з її реалізації, а також проведення моніторингу та оцінки результативності реалізації зазначених Стратегії і плану заходів, затверджений постановою Кабінету міністрів України від 11.11.2015 № 931 не дає визначення поняття «моніторинг».

В частині прогнозування як однієї з головних функцій моніторингу у статті 10 зазначається, що: «Результати реалізації Стратегії визначаються на підставі проведення моніторингу стану виконання плану заходів шляхом порівняння фактично отриманих значень індикаторів оцінки результативності виконання завдань і їх прогнозних значень».

Так само, в Порядку розроблення регіональних стратегій розвитку і планів заходів з їх реалізації, а також проведення моніторингу та оцінки результативності реалізації зазначених регіональних стратегій і планів заходів, затвердженому постановою Кабінету Міністрів України від 11.11.2015 № 932 у розділі «Проведення моніторингу та оцінки результативності реалізації регіональних стратегій і виконання планів заходів», стаття 13, зазначено, що «результати реалізації регіональної стратегії визначаються на підставі проведення моніторингу: стану виконання плану заходів шляхом порівняння фактично отриманих значень індикаторів оцінки результативності виконання завдань і їх прогнозних значень».

У статті 2 Порядку проведення моніторингу та оцінки результативності реалізації державної регіональної політики зазначено, що «Моніторинг та оцінка результативності реалізації державної регіональної політики проводяться з метою спостереження за процесом її реалізації, виявлення проблем розвитку регіонів та причин їх виникнення, підвищення ефективності управлінських рішень».

Як саме має здійснюватись прогнозування значень індикаторів не згадується у документі.

У статті 4 вищезгаданого Порядку є відсилання до Закону України “Про засади державної регіональної політики”, у якому у статті 1 визначено, що моніторинг та оцінка результативності реалізації державної регіональної політики - періодичне відстеження відповідних індикаторів на основі офіційних статистичних даних та інформації центральних органів виконавчої влади, органів місцевого самоврядування та проведення на підставі даних моніторингу оцінки результативності виконання індикаторів шляхом порівняння отриманих результатів з їх цільовими значеннями.

Таким чином, моніторинг розглядається не як постійне відстеження, а періодичне.

Визначення прогнозування ми знаходимо у Законі України “Про державне прогнозування та розроблення програм економічного і соціального розвитку України” від 23.03.2000 № 1602-ІІІ

Стаття 1 зазначає, що державне прогнозування економічного і соціального розвитку – науково обґрунтоване передбачення напрямів розвитку країни, окремих галузей економіки або окремих адміністративно-територіальних одиниць, можливого стану економіки та соціальної сфери в майбутньому, а також альтернативних шляхів і строків досягнення параметрів економічного і соціального розвитку.

Таким чином, нам не відомо чи здійснюється моніторинг рівня впровадження енергозберігаючих джерел світла у зовнішньому освітленні населених пунктів належним чином і як саме використовується інструментарій прогнозування тренду даного показника.

Відсутність прогнозу зміни рівня даного показника зумовлює невизначеність щодо можливості прогнозу й рівня світлового забруднення території України, що є неприйнятним у зв’язку з прямим впливом даного чинника на стан довкілля, зокрема людського здоров’я, рослинний та тваринний світ. 

Супутникові дані вже є невід’ємною частиною нашого повсякденного життя. На них ґрунтується як розумне фермерство так і розумне планування міста. Більшість оптичних супутників знаходяться на синхронізованій за сонцем орбітою та знімають у денний час, проте нічні знімки є не менш інформативними.

Так звані «Нічні Вогні» це оптичні супутникові дані, які відображають інтенсивність світлового випромінювання, джерела якого знаходяться на землі і можуть бути помічені із космосу.

Переважна більшість цих нічних вогнів пов’язані із штучними джерелами світла.

Починаючи з 70-их років цей тип супутникових даних є ключовим у дослідженні економічної активності людства, розвитку інфраструктури та розвитку регіонів. У часовому розрізі ці дані показують як розширяються міські території та зникають сільські.

На сьогоднішній день великій частині людства недоступний огляд зоряного нічного неба.

Цей ефект називається світловим забрудненням і виникає за рахунок розсіяння світла від штучних джерел освітлення у навколишньому середовищі та атмосфері. Вже довгий час йде дослідження як світлове забруднення та порушення циклу дня та ночі, спричинене ним впливає на людей та інших живих організмів. Проте фактом є те, що цей вплив не є позитивним і може виражатися як у безсонні так у порушені гормонального балансу для людей.

Також важливим аспектом є проблеми у функціонуванні дослідницьких обсерваторій у умовах світлового освітлення та труднощі в управлінні літальних апаратів. Важливим кроком для вирішення цієї проблеми є оптимізація використання штучного освітлення у нічний час.

Технології розумних міст, такі як автоматизовані освітлювальні станції та LED освітлення сприяють як економії коштів на освітлення так і на зменшення негативного впливу освітлення на навколишнє середовище.

Тепер трохи детальніше про дані «нічних вогнів».

Починаючи з 2011-го року активною є місія Національного управління з аеронавтики і дослідження космічного простору США (NASA) та Національного управління океанічних і атмосферних досліджень (NOAA) Suomi National Polar-orbiting Partnership (NPP). Для роботи з цими даними було розроблено велику кількість алгоритмів та програмного забезпечення призначених для обробки цих даних за рахунок врахування впливу на зображення сезонної вегетації, хмар, аерозолів в атмосфері, снігу та льоду. При обробці цих даних вагомим є навіть фаза місяця, за допомогою якої має бути вирахувана і додана поправка на рівень природного нічного освітлення територій. Це все необхідно, щоб надавати науковій спільноті високо рівневі продукти штучного освітлення землі. Ці продукти доступні у системі NASA's Earth Observing Satellite Data and Information System (EOSDIS).