دانشمندان معتقدند تابش مداوم و شدید نور در شهرها باعث شده درختان به خزان زودرس مبتلا شوند که بعد از چند سال رو به ضعف می‌روند و با یک عامل بیرونی نظیر بادهای شدید به‌راحتی سرنگون می‌شوند و عمرشان پایان می‌یابد، همچنین طبق پژوهشی که در سال ۲۰۱۵ انجام شد، ۴۰ درصد گونه‌های حشرات در کل دنیا کاهش پیدا کرده و سرعت نابودی گونه‌هایی از زنبور و مورچه نسبت به پرندگان و خزندگان، 2 برابر شده و در سال‌های اخیر جمعیت بسیاری از آنها کاهش پیدا کرده است. با پیشرفت این وضعیت، نگرانی دانشمندان از به‌خطر افتادن چرخه زیستی کره زمین در آینده‌ای نه‌چندان دور، مشهود است. صمت در این گزارش به بررسی اهمیت کاربرد روشنایی هوشمند در کاهش آلودگی نوری شهرها با توان دانش‌بنیان‌ها پرداخته است.

شب‌های روشن، بلای جان حشرات در شهرها

از آنجایی که بیش از نیمی از گونه‌های حشرات دنیا شب‌زی هستند و بیشتر فعالیت‌های آنها شبانه است، در حقیقت آنها در شب به‌دنبال غذا می‌روند و عموما در تاریکی می‌توانند از شکار فرار کنند؛ به‌همین دلیل فیزیولوژی بدن حشرات با شب و با تاریکی عجین شده است، اما وقتی نور شب توسط انسان به‌صورت مصنوعی زیاد شود، سیستم متابولیسمی حشرات به‌هم می‌خورد، در واقع تخم‌ریزی حشرات در نور مصنوعی دچار اختلال می‌شود و برخی حشرات از طریق انعکاس نور، ممکن است محیط‌هایی را برای تخم‌ریزی انتخاب کنند که مناسب نباشد. با افزایش نور مصنوعی در محیط زندگی حشرات، به‌نوعی فضا را برای آنها ناامن می‌کنیم و باعث می‌شویم که بسیاری از این حشرات شکار شوند.

از آنجایی که حشرات به‌سمت نورها به‌ویژه نورهای مصنوعی جذب می‌شوند، وقتی که توسط یک مهاجم یا شکارچی موردتهدید قرار بگیرند، باعث می‌شود که جمعیت آنها کم شود.

اختلال در روند جفت‌گیری حشرات با نور شب

حامد میرزاخلیل، فعال آسمان شب و پژوهشگر در گفت‌وگو با خبرنگار صمت درباره تاثیر آلودگی نوری بر محیط‌زیست حشرات و دیگر جانداران شب‌زی گفت: عوامل زیادی در کاهش گونه‌های حشرات به‌ویژه در شهرها دخیل هستند که آلودگی نوری یکی از مهم‌ترین‌ها است که به‌تازگی در پژوهش‌ها موضوعی مهم به‌شمار می‌آید، چرا که تا پیش از این، به آن توجه زیادی نمی‌شد؛ زنبورها، مورچه‌ها و سوسک‌ها آسیب‌پذیرترند.

میرزاخلیل افزود: حشراتی چون مورچه‌ها، زنبورها و سوسک‌ها حرکت بیشتری را در زمین نسبت به دیگر حشرات دارند؛ به‌همین دلیل هم، بیشتر تحت‌تاثیر آلودگی نوری قرار می‌گیرند. گفتنی است، آلودگی نوری به‌عنوان یک مخاطره در چرخه زیستی حشرات قرار دارد.

وی گفت: در شرایطی که نور مصنوعی شب از طریق چراغ‌های نصب‌شده در محیط زندگی حشرات زیاد شود، روند جفت‌گیری آنان مختل می‌شود. بنا بر آمارهای موجود، امنیت کرم شب‌تاب در دهه‌های اخیر به نصف کاهش پیدا کرده؛ نوری که کرم شب‌تاب برای پیدا کردن جفت و تولیدمثل از خود تولید می‌کند، از فاصله 14 متری برای جفتش قابل‌تشخیص است؛ اما وقتی چراغ‌ها در شب روشن باشد، نور مصنوعی، این فرآیند را با مشکل روبه‌رو می‌کند و کرم شب‌تاب نمی‌تواند جفت خود را پیدا کند، همچنین حشراتی که در شب به‌دنبال غذا می‌گردند، باوجود نورهای مصنوعی تا حد زیادی محیط‌شان ناامن می‌شود.

وی ادامه داد: واکنش حشرات در مقابله با شکارچیان نظیر خفاش‌ها یا پرندگان حشره‌خوار در شب، حرکات نامنظم و شیرجه‌وار است تا بتوانند از آنها فرار کنند، اما در شرایط نور مصنوعی نمی‌توانند واکنش دفاعی مناسب از خود نشان دهند. بی‌دفاعی آنها باعث می‌شود که سیستم دفاعی آنها به‌مرور ضعیف شود و کار شکارچی‌ها راحت‌تر شود، بنابراین در شب‌های روشن، مکانیزم دفاعی حشرات کاهش پیدا می‌کند.

خزان زودرس درختان

وی بااشاره به سلامت درختان و چرخه زیستی آنها با نورپردازی زیاد گفت: نور سفید و نورپردازی‌های بلندمدت چرخه زیستی، درختان را با اختلال مواجه می‌کند. ممکن است درخت در همان سال‌ها خشک نشود، اما سیستم ایمنی آن بسیار ضعیف می‌شود و در نتیجه با یک بیماری و تنش مضاعف واردشده به درخت، از پا در می‌آید و رنجور می‌شود، در واقع به‌شدت آسیب‌پذیر می‌شود و نمی‌تواند تنش‌های زودگذر را رد کند، به‌همین دلیل، بسیاری از درختان تهران، خشک یا رنجور هستند و نمی‌توانند بسیاری از تنش‌ها را تحمل کنند و از گرمای شدید تابستان سربلند بیرون بیایند، به‌همین سبب توانایی کمی در تحمل تنش‌های تابستانه دارند.

راهکارها چیست؟

وی بااشاره به راهکارهای موجود در کاهش آلودگی نوری و آسیب‌هایی که به جمعیت حشرات وارد کرده، گفت: نخستین راهکاری که برای حل این معضل ارائه می‌شود، کاهش میزان روشنایی از ساعات پایانی شب تا پیش از صبح است؛ کاهش ساعات روشنایی شبانه، تا حدی سبب کاهش مرگ و میر حشرات جلوگیری می‌شود. گفتنی است، این کاهش روشنایی در محیط‌های بیرون شهری که احتمال وقوع بزهکاری کمتر است، آسان‌تر انجام می‌گیرد تا برخی مکان‌های شهری که روشنایی مانع از بروز جرم می‌شود.

به‌گفته این پژوهشگر، این راهکار باید در مکان‌هایی انجام شود که تاثیر جدی بر مسائل اجتماعی نداشته باشد. راهکار دوم، ایجاد حسگرهای حرکتی در مکان‌هایی است که تمام ساعات شب نیازی به نور ندارند؛ همچنین نورپردازی در طول موج‌های مناسب با رنگ نورهای زرد و قرمز هم دیگر را گزینه مهم در حل این معضل است.

یک دستاورد با چند کارآیی

امروزه در شهرهای هوشمند، میزان نور یک منطقه را با میزان فعالیت مردم در همان منطقه تنظیم می‌کنند. این باعث می‌شود تا روشنایی در جایی که ازدحام جمعیت بیشتر است، افزایش یابد، در عین حال، وقتی سنسورها تشخیص دهند که تعداد افراد یا اتومبیل‌ها در یک منطقه کمتر است، میزان نور و روشنایی در آن منطقه را کاهش می‌دهند. کمال یاوریان، مدیرعامل یک شرکت دانش‌بنیان در زمینه تولید روشنایی‌های معابر با فناوری‌های نو در گفت‌وگو با صمت درباره ماهیت فناوری هوشمندسازی معابر گفت: عنوان فعالیت این شرکت، روشنایی شهر هوشمند با پوشش ال‌ ای دی است و این فناوری یکی از اولویت‌های مهم دنیا برای کاهش مصرف انرژی است. از آنجایی که ساعت ۹ تا 12 شب، اوج رفت‌وآمد در معابر شهری است، نیاز به روشنایی الزامی است؛ اما از این ساعت به بعد تا ساعات اولیه صبح،روشنایی زیادی موردنیاز نیست، به‌همین دلیل این سیستم نیاز به هوشمندسازی داشت.

وی افزود: این شرکت دانش‌بنیان در راستای کاهش مصرف انرژی و افزایش بازدهی آن در 2 گام مهم، فناوری روشنایی معابر شهری و جاده‌ای را تولید کرد. در گام نخست، امکان‌سازی کنترل روشنایی چراغ‌های معابر و جاده‌ها و اتوبان‌ها را با استفاده از گوشی‌، تبلت و سیستم‌های نرم‌افزاری فراهم کرد و در گام دوم، نوعی فناوری برای رفع آلودگی لامپ‌های نصب‌شده به‌کار گرفت که به‌صورت خودکار عمل‌کند.

یاوریان گفت: یکی از مشکلات سخت‌افزاری در روشنایی معابر، آلودگی چراغ‌ها است که وقتی در خیابان‌ها نصب می‌شود، پس از 3 تا ۶ ماه، به‌علت آلودگی تا 30 درصد میزان روشنایی آن کاهش می‌یابد، در واقع این آلودگی باعث کاهش روشنایی و چون در بسیاری از موارد تمیز نمی‌شود، همواره کمتر از میزان معمول، روشنایی از چراغ ساطع می‌شود؛ به‌همین دلیل گام دوم این فناوری استفاده از پوشش نانو با قابلیت خودتمیزشوندگی است.

وی در تشریح استفاده از تلفن‌های هوشمند و سیستم‌های نرم‌افزاری افراد در استفاده از روشنایی معابر گفت: برای مثال اتوبان قزوین تا تهران را در نظر بگیرید که در ساعت ۹ شب که پیک عبور و مرور است، در شرایط فعلی به‌دلیل کمبود سفرها و برای کاهش مصرف انرژی در حالت خاموش قرار دارد؛ در این شرایط افراد می‌توانند با تلفن‌های هوشمند خود و با سیستم اندروید یا از طریق نرم‌افزارهای ارائه‌شده با ارسال پیام به مرکز تعیین‌شده به هر میزان که می‌خواهند روشنایی معابر را افزایش یا حتی کاهش دهند، در واقع پیامکی به مرکز از سوی مردم ارسال می‌شود که به‌معنای افزایش یا کاهش روشنایی معابر موردنظر است.

این کارآفرین بااشاره به تاثیری که فناوری هوشمندسازی معابر بر محیط‌زیست و سلامت درختان دارد، گفت: می‌توان گفت این فناوری تاثیر زیادی بر محیط‌زیست و سلامت درختان دارد و می‌توان به‌نوعی به حفظ سلامت گیاهان در شهر پرداخت. نخستین موضوع این است که از ساعت 12 شب تا ۶ صبح می‌توان روشنایی چراغ‌ها را به 30 درصد کاهش داد که این امر موجب کاهش 70 درصدی انرژی و بهبود شرایط محیط‌زیست می‌شود. دومین نکته حفظ سلامت درختان در پارک‌ها و مناطق سبز با تاریکی طبیعی است. درختان باید شب و روز را احساس کنند و اگر تمام شبانه‌روز چراغ‌ها روشن باشد، این برای درختان مضر است، چرا که تفاوت شب و روز برای آنها محسوس نیست.

به‌گفته وی، کاهش نور معابر باعث می‌شود درختان به اندازه کافی نور و روشنایی از ماه دریافت کنند و این خود به سلامت آنان در شبانه‌روز کمک می‌کند.

یاوریان، روشنایی هوشمند داخل ساختمان‌ها را به‌عنوان فعالیت کنونی این شرکت دانست و در تشریح آن گفت: یکی از برنامه‌های آینده ما، روشنایی و هوشمندسازی روشنایی داخل ساختمان‌ها است، در واقع بعد از اینکه توانستیم این فناوری را در معابر شهری، جاده‌ها و اتوبان‌ها پیاده کنیم، اکنون می‌خواهیم برای کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌ها به‌ویژه ساختمان‌های اداری، این روند را به‌ثمر برسانیم و هدف ما انبوه‌سازی این طرح، در مکان‌های گوناگون اداری و غیراداری است.

وی بااشاره به حمایت‌های انجام‌گرفته از صاحبان منصب در سازمان‌های مرتبط با این فناوری اعم از شهرداری‌ها و وزارت نیرو گفت: تحریم‌ها و در واقع محدودیت‌های مالی از جمله موانعی بوده که صاحبان مناصب در وزارت نیرو و شهرداری‌ها چندان از ما حمایت به‌عمل نیاوردند. گفتنی است، مهم‌ترین مجموعه‌ای که در رشد و فروش محصول، کمک‌های ارزنده‌ای به ما کرد، صندوق نوآوری و شکوفایی بوده است.

سخن پایانی

باتوجه به موارد یادشده، امکان کنترل و مدیریت از راه دور نورپردازی‌های هوشمند اجازه می‌دهد تا سطح روشنایی را باتوجه به‌شدت ترافیک تنظیم کرد. پیشرفته‌ترین سیستم‌های روشنایی در شهرهای هوشمند، حداکثر اطمینان را برای حمل‌ونقل بی‌خطر وسایل نقلیه، پیاده‌ها و دوچرخه‌سواران ارائه می‌دهد.

سیستم روشنایی هوشمند را می‌توان از یک مرکز واحد کنترل کرد که در همه جاده‌ها، معابر شهری، خیابان‌ها، تقاطع‌ها و میادین اعمال می‌شود، اما عدم‌درک فناوری‌های کنترل هوشمند سیستم‌های روشنایی می‌تواند به چالش متقاعد کردن ذی‌نفعان برای حمایت از پروژه‌های روشنایی هوشمند بیفزاید، با این حال، تعداد فزاینده‌ای از شهرهای هوشمند در سطح جهان، مزایای نورپردازی هوشمندانه در سطح شهر را به‌رسمیت می‌شناسند. بهره‌وری انرژی، کاهش انتشار کربن، بهبود ایمنی عمومی، بهبود بینش داده‌ها و ... از جمله مواردی هستند که هر روز شهرهای بیشتری را به‌سمت پیاده‌سازی نورپردازی هوشمند تشویق می‌کنند.