O tej porze roku ambitni właściciele domów zabierają się na trawniki i dachy, aby prześcignąć swoich sąsiadów w grze o to, kto może najpierw pokonać lokalną sieć energetyczną. Wyniki mogą być różne - od samotnych cukierków po pełnowymiarowe świąteczne lekkie smoki. Ale bez względu na to, czy wybierasz się na maksimum, czy wolisz niski pokaz świątecznej radości, jedno jest teraz prawdą: NASA patrzy.
powiązana zawartość
- Matka Wallabies opóźnia poród z powodu jasnego światła
- Pokaż nam dekoracje świąteczne w swoim sąsiedztwie
Naukowcy z Goddard Space Flight Center w Maryland i Yale University w Connecticut wykorzystali zdjęcia satelitarne do śledzenia wzorców świetlnych w 1200 miastach w ciągu dwóch i pół roku. Odkryli, że zwiększone światło doskonale koreluje z sezonami wakacyjnymi dla Ramadan na Bliskim Wschodzie, a także z Bożym Narodzeniem i Sylwestrem na całym świecie. Zespół zobaczył także różne sposoby obchodzenia świąt przez te miasta i ich okolice, zespół ogłosił w tym tygodniu podczas dorocznego spotkania American Geophysical Union w San Francisco.
„Podczas wakacji zmieniają się nasze wzorce” - mówi Miguel Román, fizyk z NASA Goddard. Na Zachodzie śpimy do późna pijąc ajerkoniak i wracając do domu z pracy wcześniej. „Te zmiany w zachowaniu są zmianami w lokalizacjach zapotrzebowania na usługi energetyczne”. Zrozumienie takich sezonowych zmian może ostatecznie powiedzieć nam, co powoduje emisje dwutlenku węgla na poziomie lokalnym.
W całych Stanach Zjednoczonych badacze zaobserwowali silniejszy ogólny wzrost światła na przedmieściach i małych miasteczkach w porównaniu z ośrodkami miejskimi. Zmiany w oświetleniu są kodowane kolorami: zielony oznacza wzrost, żółty oznacza płaski, a czerwony oznacza spadek. (Jesse Allen, Obserwatorium Ziemi NASA) 
San Francisco podąża za wzorcem wzrostu oświetlenia w podmiejskich obszarach miast. (Jesse Allen, Obserwatorium Ziemi NASA) 
Zielone obszary w północnych Dallas w Teksasie i podmiejskie obszary Houston w Teksasie wskazują na wzrost oświetlenia wakacyjnego. „To, co widzisz, to świąteczne lampki z kosmosu” - mówi Román. (Jesse Allen, Obserwatorium Ziemi NASA) 
Wzrost oświetlenia wakacyjnego można zaobserwować na przedmieściach Atlanty, tworząc zielony „pączek” wokół centrum miasta. (Jesse Allen, Obserwatorium Ziemi NASA) 
Obszar DC-Baltimore wykazuje silniejszy wzrost światła w hrabstwach podmiejskich, takich jak Loudon i Fairfax w Wirginii, które są znane z dużych, jednorodzinnych „McMansions” z dużymi podwórkami oferującymi dużo miejsca na oświetlenie zewnętrzne. (Jesse Allen, Obserwatorium Ziemi NASA) 
Mapowane użycie oświetlenia w miastach na Florydzie wykazało wzrost w okresie Bożego Narodzenia i Nowego Roku. (Jesse Allen, Obserwatorium Ziemi NASA) 
Los Angeles w Kalifornii pokazuje kraciaste wzory wzrostu oświetlenia w kolorze zielonym i stałe w kolorze żółtym w całym mieście, z większą ilością zieleni na krawędziach. (Jesse Allen, Obserwatorium Ziemi NASA) 
Z drugiej strony bardzo mieszkalny Phoenix w Arizonie pokazuje wzrost zieleni nawet w centrum miasta. (Jesse Allen, Obserwatorium Ziemi NASA) Z setkami satelitów krążących wokół Ziemi, może wydawać się łatwe zrobienie zdjęcia dokładnie tego, co jest poniżej. Jednak uzyskanie obrazów o naprawdę wysokiej rozdzielczości było trudne, zwłaszcza w warunkach miejskich. W 2011 roku satelita Suomi-NPP wystrzelił z fantazyjną kamerą schmancy na pokładzie. Ta konkretna kamera ma czujniki słabego światła, które mogą wychwytywać fale o długości od zielonej do podczerwieni i tworzyć bardziej intensywne obrazy. Aparat pozwala Suomi-NPP robić zdjęcia Ziemi około 1 w nocy czasu lokalnego każdej nocy w bardzo wysokiej rozdzielczości.
„Jest niezwykle wrażliwy. Pozwalając na prześwietlenie każdego piksela, możemy wybrać najsłabszy sygnał jak łódź rybacka u wybrzeży Somalii, a także bardzo jasne sygnały, takie jak magma wulkaniczna na Wielkiej Wyspie Hawajskiej ”- wyjaśnia Román.
W 2012 r. NOAA wykorzystała aparat do wykonania w nocy złożonego zdjęcia kilku miesięcy świateł. Aby zrobić taki obraz, musisz przeprowadzić nieprzetworzone dane za pomocą specjalnych algorytmów, aby skorygować szum biały, taki jak pożary, aerozole odbijające i światło księżyca. NASA chciała móc to robić codziennie, więc Román zaczął badać opcje. Aby uzyskać punkt odniesienia, spojrzał na obszary wiejskie o niewielkim zanieczyszczeniu światłem i na pustynie. Ale kiedy wziął kilka wstępnych danych dla Egiptu i Sahary, coś wyglądało dziwnie, jakby światła były przesycone.
„Działo się to na obszarach miejskich, więc przyjrzeliśmy się temu i zdaliśmy sobie sprawę, że widzieliśmy, że wzrost sygnału idealnie mierzy się z kalendarzem Ramadan”, wspomina Román. Wysłał e-maila do specjalistów urbanizacji z Yale i byli zaintrygowani. Rzeczywiście, znaleźli ten sam skok w przyszłym roku. Przez następne dwa i pół roku zespół zmierzył dane z trzech okresów wakacyjnych: trzy lata Ramadanu latem (w tym przypadku) i dwóch lat Świąt Bożego Narodzenia plus Nowy Rok od tygodnia Święta Dziękczynienia do pierwszego tygodnia w styczniu. Przeszukując obrazy za pomocą specjalnie zaprojektowanego algorytmu, porównali sygnał świetlny w tych okresach z resztą roku w trzech obszarach geograficznych: na Bliskim Wschodzie, w Ameryce Północnej i na Karaibach.
Śnieg okazał się dużym problemem. Patrząc na pierwszą rundę świątecznych danych z centralnych Stanów Zjednoczonych, Román zobaczył ogromny skok w Denver w 2012 roku. Ale to nie były tylko świąteczne lampki, to lampki odbijające świeży śnieg, więc musieli usunąć większość miast na północ z St. Louis. Mimo to udało im się poznać niektóre ogólne trendy i opracować mapy na okres wakacyjny.
W 70 miastach w USA światła świeciły jaśniej podczas świąt Bożego Narodzenia i Nowego Roku, niezależnie od czynników ekonomicznych lub innych. „Śledzenie tej wspólnej tradycji narodowej”, mówi Román. W szczególności przedmieścia miast wykazywały wzrost intensywności oświetlenia o 30 do 50 procent, podczas gdy większość centrów miejskich odnotowała wzrost o 20 do 30 procent. Jest to prawdopodobne, ponieważ większy dziedziniec oznacza więcej miejsca na wysadzenie Mikołajek i reniferów świecących w ciemności.
Zespół przyjrzał się wzorom światła dla 30 najbardziej zaludnionych miast w Puerto Rico. (Jesse Allen, Obserwatorium Ziemi NASA) W rodzinnym Portoryko Romana pojawił się również świąteczny wzór. Korzystając ze swojego algorytmu, naukowcy byli w stanie zgrupować centra kulturalne festiwali wakacyjnych, miast przemysłowych i większej liczby miejscowości wiejskich na podstawie nawyków energetycznych mieszkańców. „[My] możemy teraz klasyfikować miasta jako funkcję zachowań energetycznych jego mieszkańców. Zachowania oparte na normach, na tożsamości kultury”, wyjaśnia Román. „Jest to o wiele fajniejsze niż oglądanie świątecznych świateł z kosmosu”.
Na Bliskim Wschodzie światła głównych miast płonęły jaśniej podczas świętego miesiąca Ramadan, zwykle kończąc się szczytem związanym ze świętami Eid. Zasadniczo w centrum miasta wzrosła ilość światła podczas nocnych modlitw grupowych i wcześniejszych spotkań z ludźmi.
Różnice między krajami wyróżniały się. Arabia Saudyjska odnotowała największy wzrost Ramadanu, podczas gdy światła Stambułu były nieco słabsze. Arabia Saudyjska jest bardziej konserwatywna, a Turcja bardziej świecka. „Światła nocne naprawdę śledzą różnice kulturowe między tymi miastami a krajami, które je przyjmują” - mówi Eleanor Stokes, absolwentka Yale, która współpracowała przy badaniu. Szczególnie w Tel Awiwie nie doszło do wzrostu oświetlenia podczas muzułmańskiego świętego miesiąca. A miasta w Iraku i Libanie widziały zapady w nocnych światłach, które naukowcy łączą z niewiarygodną energią elektryczną. W Syrii zmniejszenie nocnego światła w Aleppo i Damaszku prawdopodobnie odpowiadało niepokojom politycznym i wojskowym. „Te nocne światła naprawdę są pod pewnymi względami podobne do EKG miasta” - mówi Stokes.
W Egipcie badacze przyjrzeli się bliżej 20 dzielnicom Kairu i odkryli, że biedniejsze obszary widziały mniejszy szczyt podczas Ramadanu, decydując się na wyłączenie światła ze względów finansowych lub kulturalnych. „Widać te odciski społeczne i kulturowe w samych podpisach energetycznych” - mówi Stokes.
Lekkie zużycie w saudyjskich miastach, takich jak Rijad i Dżudda, wzrosło o około 60 do 100 procent w ciągu miesiąca Ramadan. (Jesse Allen, Obserwatorium Ziemi NASA) 
Lekkie zużycie w tureckich miastach, takich jak Stambuł, wykazało wzrost, ale mniejszy. (Jesse Allen, Obserwatorium Ziemi NASA) 
W Kairze na całym świecie wzorce oświetlenia osiągnęły szczyt w ciągu miesiąca Ramadan, szczególnie w centrum miasta. Amman z Jordanii wykazał podobny wzorzec wzrostu. Nic dziwnego, że światła Tel Awiwu w Izraelu pozostały dość stałe. (Jesse Allen, Obserwatorium Ziemi NASA) Dane nie dają im dokładnego pomiaru całkowitego zużycia energii w bloku miasta, ale światła zapewniają dane pośrednie do śledzenia wzorców zużycia energii. „Jest to czynnik najbardziej wrażliwy na ludzkie zachowanie. Kiedy ludzie włączają światła, następną rzeczą, którą chcą włączyć, jest toster i grzejnik ”- mówi Román. „Staramy się dostrzec te wzorce zachowań”.
Obszary miejskie stanowią ogromną część zużycia energii i emisji, więc naukowcy mają nadzieję na uzupełnienie danych danymi dotyczącymi emisji dwutlenku węgla i zużycia energii w przyszłości. „Emisje dwutlenku węgla dają ci informację, kiedy, gdzie i ile. Ale to nie mówi, co je napędza” - mówi Román. Analiza danych dotyczących oświetlenia w odniesieniu do emisji może pomóc w opracowaniu bardziej zlokalizowanych strategii łagodzenia klimatu. Román podkreśla: „To, co będzie działać w Nowym Jorku, niekoniecznie będzie działać w Amarillo w Teksasie”.
W ten sposób obrazy zapewniają znacznie więcej niż ładne zdjęcia Ziemi z kosmosu.
Uwaga: ten artykuł został zaktualizowany, aby odzwierciedlić fakt, że na Kauai nie ma aktywnych wokano.
