광공해
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1. 개요
광공해는 인공적인 빛이 과도하게 존재하여 발생하는 현상으로, 주로 야외 환경에서 문제가 되지만 실내 조명도 영향을 미칠 수 있다. 이는 산업화의 부산물로 건물 조명, 광고, 가로등 등이 원인이며, 천문학 관측 방해, 생태계 교란, 에너지 낭비, 인간 건강 문제 등 다양한 부정적인 결과를 초래한다. 빛공해는 빛의 침입, 과도 조명, 눈부심, 빛의 혼란, 밤하늘 산란광 등 여러 유형으로 나타나며, 특히 도시 지역에서 심각하게 나타난다.
빛공해를 줄이기 위해 조명 기구 개선, 조명 사용 방식 변경, 광원 종류 변경, 조명 계획 재설계, 법적 규제 및 시민 인식 개선 등의 노력이 필요하다. 완전 차광 조명 기구 사용, 에너지 효율이 높은 광원 사용, 불필요한 조명 끄기 등이 방법으로 제시되며, 국제 밤하늘 협회(IDA)와 같은 단체는 광공해 감소를 위한 활동을 펼치고 있다. 각국은 관련 법규를 제정하고, 시민들의 인식 개선을 위한 교육 및 캠페인을 진행하며, 특히 천문대 주변 지역에서는 빛 방출을 엄격하게 제한하는 정책을 시행하고 있다.
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| 광공해 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 개요 | |
| 정의 | 과도한 인공 조명으로 인해 발생하는 환경 오염 |
| 영향 | 천문 관측 방해 생태계 교란 수면 장애 유발 |
| 원인 | 과도한 실외 조명 부적절한 조명 설계 불필요한 조명 사용 |
| 유형 | |
| 하늘빛 확산 (sky glow) | 밤하늘이 밝아져 별을 보기 어렵게 만드는 현상 |
| 눈부심 (glare) | 과도하게 밝은 조명이 눈에 직접적으로 들어와 시력에 불편함을 주는 현상 |
| 빛 침입 (light trespass) | 원하지 않는 곳으로 빛이 새어 들어오는 현상 |
| 어수선한 빛 (clutter) | 과도한 조명으로 인해 시각적으로 혼란스럽게 만드는 현상 |
| 발생 원인 | |
| 도시 지역 | 건물 조명 광고 조명 가로등 교통 조명 |
| 농촌 지역 | 농업용 조명 축사 조명 도로 조명 |
| 영향 | |
| 천문학 | 천체 관측 방해 및 천문 연구 어려움 초래 |
| 생태계 | 동물의 이동 및 번식 방해 식물의 생장 주기 변화 곤충의 행동 변화 |
| 인간 | 수면 장애 유발 호르몬 불균형 유발 시력 저하 유발 |
| 해결책 | |
| 조명 관리 | 조명 사용 시간 제한 조명 밝기 조절 적절한 조명 각도 사용 필요한 곳에만 조명 사용 |
| 조명 설계 | 빛을 아래로 향하게 설계 빛이 새어나가지 않도록 차단 적절한 색온도 사용 |
| 관련 법규 | 조명 오염 방지 관련 법규 제정 및 시행 |
| 시민 참여 | 빛 공해 문제 인식 개선 시민 단체 활동 참여 |
| 국제적인 노력 | |
| 국제 어두운 하늘 협회 (International Dark-Sky Association) | 빛 공해를 줄이기 위한 국제적인 활동을 하는 비영리 단체 |
| 어두운 하늘 보호 구역 (International Dark Sky Places) | 빛 공해가 적은 지역을 지정하여 보호하는 제도 |
| 측정 및 감시 | |
| 위성 관측 | 위성 영상을 통해 빛 공해의 확산 범위와 정도를 파악 |
| 지상 관측 | 지상에서 하늘 밝기를 측정하여 빛 공해 정도를 파악 |
| 기타 | |
| 관련 용어 | 인공 조명 밤하늘 천문학 생태계 환경 오염 |
| 증가 추세 | 전 세계적으로 빛 공해가 증가하는 추세이며, 특히 도시 지역에서 심각 |
2. 정의
빛공해는 그다지 필요하지 않은 인공 불빛으로부터 생겨나는 여러 가지 문제들을 가리킨다.[200] 빛공해는 빛의 침입, 과도 조명, 눈부심, 빛의 혼란, 밤하늘에의 영향 등으로 그 유형을 나눌 수 있다.[200] 하나의 광원은 종종 여러 가지 유형에 해당된다.
빛공해는 침입광, 과도 조명, 눈부심, 빛의 혼란, 밤하늘 산란광(Sky Glow) 등 다양한 유형으로 분류된다.[200] 하나의 광원이 여러 유형에 해당되기도 한다.
3. 유형
섬네일
일본에서는 1960년대 후반경 가와사키시에 거주하는 아마추어 천문가인 가와무라 미키오에 의해 "공해(公害)"의 일종으로 인식되어, 같은 발음을 가진 "광해(光害, こうがい)"라는 명칭이 붙여졌고, 이 용어가 퍼졌다. 최근에는 "공해(公害)"와 발음이 같아 혼란스럽다는 지적에 따라 현재는 "히카리가이(ひかりがい)"라는 명칭이 자주 사용된다.
이 외에도, 낮에 유리 건물이나 태양전지판 등에 태양광이 반사되어 발생하는 영향에 대해서도 일상생활이나 자동차 운전 등에 지장을 초래하는 등의 이유로 일종의 광해로 간주된다.[181][182]
3. 1. 침입광 (Light trespass)
침입광(light trespass)은 원치 않는 빛이 주거지에 들어올 때 일어나는 현상이다. 예를 들어 이웃 담장 너머를 비추는 경우가 이에 해당한다. 통상의 빛의 침입은 강한 불빛이 외부에서 누군가의 집 창문으로 들어갈 때 문제가 되며, 불면증을 유발하거나 조망권을 해치기도 한다.[20]
빛 공해는 원치 않는 빛이 이웃의 담을 넘어 자신의 재산으로 들어올 때 발생한다. 흔한 빛 공해 문제는 외부에서 강한 빛이 집 창문으로 들어와 수면 부족과 같은 문제를 일으키는 경우이다. 미국 내 여러 도시에서는 시민의 빛 공해로부터의 권리를 보호하기 위해 야외 조명에 대한 표준을 개발했다. 이를 지원하기 위해 국제 밤하늘 협회(International Dark-Sky Association)는 표준 조명 조례를 개발했다.[20]
3. 2. 과도 조명 (Over-illumination)
과도 조명(over-illumination)은 필요 이상의 빛을 사용하는 것을 말한다.
과도 조명은 다음과 같은 여러 가지 요인에 의해 발생한다.
조명의 과잉 사용과, 사람 생활권 바깥인 하늘을 향하여 빛이 새어 나가는 것은 에너지 낭비이다. 국제 에너지 기관에 의한 2006년의 발표에는 현재와 같이 부적절한 조명의 이용이 계속되면 2030년에는 조명에 사용되는 전력이 80% 증가되지만, 적절하게 사용하면 2030년이라도 현재와 같은 수준의 소비전력으로 억제할 수 있다고 주장하였다.
광해의 원인이 되는 빛은 가정, 회사, 공장, 가로등, 스포츠 경기장 조명, 파칭코점 조명, 각 시설의 라이트업이나 일루미네이션 등 다양한 곳에서 발생한다.
광해의 주요 원인 중 하나로 부적절한 형태의 가로등을 들 수 있다. 예를 들어, 광원 주위를 단순한 유리구로 덮은 가로등은 빛이 사방으로 발산되지만, 위쪽으로 향하는 빛은 전혀 낭비된다. 또한, 옆으로 향하는 빛은 눈부심(글레어)으로 운전자 등의 눈을 피로하게 만드는 원인이 된다. 이러한 부적절한 가로등 사용으로 인해 일본에서는 1년 동안 낭비되는 에너지가 전기료로 환산하면 최소 2000억엔에 달한다는 추산도 있다.[186]
일본에서는 오징어잡이 어선의 어화로 인해 바다까지 매우 밝아지는 경우가 있다. 어화의 빛은 선박의 연료 소비량의 약 절반이라는 막대한 에너지를 사용하여 점등되지만, 상공으로 그대로 날아가거나, 선박의 갑판이나 해면에서 반사되거나 흡수되어 대부분이 낭비된다. 해안 지역에서는 광해의 원인 중 하나가 되고 있다.
도로변 등에 야간에 밝은 빛을 방출하는 자판기가 설치되어 있는데, 이것도 광해의 원인 중 일부가 된다.
애니메이션 가수, 성우, 아이돌의 콘서트 등에서 개조된 응원봉을 소지하는 일부 팬들이 라이브 중에 필요 이상으로 응원봉을 휘두르거나, 사이리움을 머리 위로 들어 올려 계속해서 돌리는 등의 민폐 행위를 하는 예도 광해라고 일컬어진다.
2023년 샌프란시스코의 트위터 본사에 있는 거대한 "X" 간판이 스트로보처럼 점멸하여 주변 시민들로부터 민원이 발생했는데, 이것도 광해의 하나라고 할 수 있다.[187][188]
3. 3. 눈부심 (Glare)
눈부심(Glare)은 과도한 밝기나 빛의 산란으로 인해 시각적 불편함, 시력 저하 등을 유발하는 현상이다. 눈부심은 크게 다음과 같이 나눌 수 있다.[201]
과도한 가로등 불빛은 보행자와 운전자에게 위험을 초래할 수 있다. 밤에 가로등 광원에서 나오는 눈부신 빛(글레어, Glare영어)이 눈에 들어오면 눈이 부시고, 어두운 곳까지 볼 수 있도록 열려 있던 동공이 수축하여 어두운 부분이 보이지 않아 위험하다. 또한, 방범용 조명을 부적절하게 설치하면 조명으로 비춰진 밝은 곳만 보이고, 그 그림자에 침입자가 숨어 있다면 오히려 침입자가 보이지 않아 방범등으로서의 올바른 효과를 얻을 수 없다.
자동차 운전 중 마주 오는 차의 전조등(하이빔) 때문에 보행자를 식별하기 어려운 증발 현상(증발 현상)도 글레어에 의한 위험의 예시이다. 부적절한 가로등도 같은 위험을 유발할 수 있으므로, 개선된 제품으로 교체하는 움직임이 확산되고 있다.
일본에서는 부적절한 가로등 사용으로 인해 1년 동안 낭비되는 에너지가 전기료로 환산하면 최소 2000억엔에 달한다는 추산도 있다.[186]
3. 4. 빛의 혼란 (Light clutter)
과도한 조명이 한 곳에 집중되어 혼란을 야기하고, 주의를 산만하게 하며, 사고를 유발할 수 있는 현상이다. 빛공해의 원인이 되는 빛은 가정, 회사, 공장, 가로등, 스포츠 경기장 조명, 파칭코점 조명, 각 시설의 라이트업이나 일루미네이션 등 다양하다.
광해의 주요 원인 중 하나는 부적절한 형태의 가로등이다. 예를 들어, 광원 주위를 단순한 유리구로 덮은 가로등은 빛이 사방으로 발산되지만, 위쪽으로 향하는 빛은 낭비된다. 또한, 옆으로 향하는 빛은 눈부심(글레어)으로 운전자 등의 눈을 피로하게 만든다. 이러한 부적절한 가로등 사용으로 인해 일본에서는 1년 동안 낭비되는 에너지가 전기료로 환산하면 최소 2000억엔에 달한다는 추산도 있다.[186]
일본에서는 오징어잡이 어선의 어화로 인해 바다까지 매우 밝아지는 경우가 있다. 어화의 빛은 선박의 연료 소비량의 약 절반이라는 막대한 에너지를 사용하여 점등되지만, 상공으로 그대로 날아가거나, 선박의 갑판이나 해면에서 반사되거나 흡수되어 대부분이 낭비된다. 해안 지역에서는 광해의 원인 중 하나가 되고 있다.
도로변 등에 야간에 밝은 빛을 방출하는 자판기가 설치되어 있는데, 이것도 광해의 원인 중 일부가 된다.
2023년에는 샌프란시스코의 트위터 본사에 있는 거대한 "X" 간판이 스트로보처럼 점멸하여 주변 시민들로부터 민원이 발생했는데, 이것도 광해의 하나라고 할 수 있다.[187][188]
3. 5. 밤하늘 산란광 (Sky glow)
빛공해의 가장 대표적인 영향은 밤하늘이 밝아져 별이 보이지 않게 되는 현상이다. 자연 상태의 밤하늘에서는 육안으로 수천 개의 별과 은하수를 볼 수 있지만, 빛공해가 심한 지역에서는 은하수는 물론 육안으로 볼 수 있는 별도 매우 제한적이다. 현재 일본의 도시에서는 은하수를 보는 것이 불가능하다.
빛공해는 천문대나 아마추어 천문가의 천체 관측 및 사진 촬영을 방해한다. 민감한 천체 관측 기기는 작은 불빛에도 큰 영향을 받는다. 천문대가 만들어진 후 부근의 도시가 성장하여 가로등의 주황색 빛이 관측에 지장을 주기도 한다. 광공해가 있는 곳에서 천체 사진을 장시간 노출하면 가로등 빛 때문에 화면 전체가 밝은 녹색이 된다.
인공 조명으로 밤하늘이 밝아지면 천문대의 천체 관측이나 아마추어 천문가의 천체 관측 및 사진 촬영(영상 촬영)에 방해가 된다. 관측 한계 등급이 높아지고(특히 가시광선의 파장 영역에서 두드러지지만 적외선 파장 영역에서는 거의 문제가 되지 않음), 수은등에서 나오는 수은 스펙트럼선이 섞여 들어온다. 나트륨등의 주황색 빛은 광량 면에서 수은보다 영향이 적어, 관측이나 영상 촬영 시에는 무시해도 된다. 분광 관측에서 나트륨 스펙트럼선은 두 개뿐이며(나트륨 자체를 제외하고) 천체 관측에 중요한 스펙트럼선과 겹치지 않아 구별하고 분리하기 쉽다. 따라서 천문대 주변에 조명이 필요하면 나트륨등을 사용하는 경우가 많다.
인공위성 또한 광공해에 영향을 준다. 원웹과 스타링크와 같은 위성체계의 수가 늘면서, IAU을 비롯한 천문학계에서는 광공해가 상당히 증가할 것을 우려하며, 이는 위성 과밀 문제와 관련하여 언론에 보도된 여러 우려 중 하나이다.[39][40][41] 위성체계의 지속적인 배치를 둘러싼 공개적인 논의에는 천문학자와 시민 과학자들의 여러 청원이 포함되어 있으며,[42][43] 별빛을 가리는 인간의 행위에 대한 관할권을 어떤 규제 기관이 가지는지에 대한 질문을 제기했다.[44][45][46][47][48][49]
이탈리아의 광오염 과학기술 연구소(Light Pollution Science and Technology Institute)의 파비오 팔키(Fabio Falchi) 등은 수만 개의 지상 관측 지점과 지구관측위성 수오미 NPP(Suomi NPP)의 데이터를 이용하여 지구상 어느 지역에서 광오염이 얼마나 진행되고 있는지 추정하고 시각화했다.[183] 그에 따르면, 세계 인구의 83%, 일본의 거의 모든 인구가 밝은 인공 조명 아래에서 생활하고 있으며, 맨눈으로 은하수를 볼 수 없는 인구는 전 세계의 3분의 1 이상, 유럽의 60%, 북미의 거의 80%에 달한다.[184][185]
4. 원인
빛공해는 산업 문명의 부작용으로, 건물 외벽 및 내부 조명, 광고, 야외 조명(예: 주차장), 사무실, 공장, 가로등, 스포츠 경기장 조명 등에서 발생한다.[16] 가정, 회사, 공장, 가로등, 스포츠 경기장 조명, 파칭코점 조명, 각 시설의 라이트업이나 일루미네이션 등 다양한 곳에서 빛이 나온다.
부적절한 가로등 형태도 빛공해의 주요 원인 중 하나이다. 예를 들어, 광원 주위를 단순한 유리구로 덮은 가로등은 빛이 사방으로 발산되는데, 위쪽으로 향하는 빛은 낭비된다. 옆으로 향하는 빛은 눈부심(글레어)을 유발하여 운전자 등의 눈을 피로하게 만든다. 이러한 가로등 사용으로 인해 일본에서는 1년 동안 낭비되는 에너지가 전기료로 환산하면 최소 2조엔에 달한다는 추산도 있다.[186]
일본에서는 오징어잡이 어선의 어화로 인해 바다가 밝아지는 경우도 있다. 어화의 빛은 선박 연료 소비량의 약 절반을 사용하여 점등되지만, 대부분 낭비된다. 해안 지역에서는 광해가 되기도 한다. 도로변 등에 야간에 밝은 빛을 방출하는 자판기도 빛공해의 원인 중 일부가 된다.[186]
낮에는 유리 건물이나 태양전지판 등에 태양광이 반사되어 발생하는 영향도 일상생활이나 자동차 운전 등에 지장을 초래하여 일종의 광해로 간주된다.[181][182]
2023년에는 샌프란시스코의 트위터 본사에 있는 거대한 "X" 간판이 스트로보처럼 점멸하여 주변 시민들로부터 민원이 발생했는데, 이것도 광해의 하나라고 할 수 있다.[187][188]
5. 영향
빛공해는 다양한 측면에서 부정적인 영향을 미친다. 대표적으로 밤하늘이 밝아져 별과 은하수가 보이지 않게 된다. 자연 상태에서는 육안으로 수천 개의 별과 은하수를 볼 수 있지만, 빛공해가 심한 지역에서는 은하수는 물론이고 육안으로 볼 수 있는 별도 매우 적다.
빛공해는 천문대나 아마추어 천문가의 천체 관측, 동물, 곤충, 식물 등의 생태계, 에너지 낭비, 인간 건강 등에도 영향을 미친다.
5. 1. 천체 관측
빛공해는 밤하늘을 밝게 만들어 별과 은하수의 관측을 방해한다. 자연 상태의 밤하늘에서는 육안으로 수천 개의 별과 은하수를 볼 수 있지만, 빛공해가 심한 지역에서는 은하수는 물론이고 육안으로 볼 수 있는 별의 수도 매우 적어진다.[184][185]
천문대나 아마추어 천문가들은 빛공해로 인해 천체 관측과 사진 촬영에 어려움을 겪는다. 민감한 천체 관측 기기는 작은 빛에도 큰 영향을 받기 때문이다. 예를 들어, 천문대가 건설된 후 주변 도시가 성장하면서 가로등의 주황색 빛이 관측에 큰 지장을 주기도 한다. 또한, 광공해가 있는 지역에서 장시간 노출로 천체 사진을 촬영하면 가로등 빛 때문에 사진 전체가 밝은 녹색으로 나타나기도 한다.
인공 조명으로 밤하늘이 밝아지면 천문대의 천체 관측이나 아마추어 천문가의 천체 관측 및 사진 촬영(영상 촬영) 등에 방해가 되는 경우가 많다. 특히 가시광선 영역에서 관측 한계 등급이 상승하고, 수은등에서 나오는 수은 스펙트럼선이 섞여 들어오는 문제가 발생한다. 나트륨등의 주황색 빛은 광량 면에서는 수은등보다 영향이 적고, 분광 관측에서도 나트륨 스펙트럼선은 두 개뿐이어서 천체 관측에 중요한 스펙트럼선과 겹치지 않아 구별하기 쉽다. 따라서 천문대 주변에 조명이 필요한 경우 나트륨등을 사용하는 경우가 많다.
미국에서는 주요 천문대 주변에 광 방출이 엄격하게 제한되는 지역을 설정하기도 한다. 1980년에는 캘리포니아주 샌호세에서 근처 릭 천문대에 미치는 영향을 줄이기 위해 모든 가로등을 저압 나트륨램프로 교체하였다. 애리조나주 투손시에서는 조례를 통해 도시 전체에 광원 규제를 실시하고 있다. 특히, 킷 피크 국립 천문대 반경 35마일 및 마운트 호프킨스 천문대 반경 25마일 지역에서는 수은등, 메탈할라이드램프를 야외 조명으로 사용하는 것을 금지하고, 그 외 광원에 대해서도 완전 차광 또는 상향 광속 차광을 요구하고 있다. 하와이주 등에서도 비슷한 사업이 진행되고 있다.
5. 2. 생태계
빛공해는 인간은 물론이고 동물, 곤충, 식물 등의 행동에 영향을 미친다. 웰즐리 대학교의 마리안 무어는 호수 주변의 빛공해가 수면의 조류를 먹는 물고기의 포식행위를 막아 적조 등 해로운 조류가 증가하여 물고기를 전멸시키는 원인이 되었다고 주장한다. 이 외에도 밤에 피는 꽃을 옮기는 벌의 행동 변화 등 생태계에 영향을 줄 가능성이 있다. 많은 곤충학자들은 야간의 조명이 벌의 비행 능력을 방해하고 있다고 주장하며, 조류에게도 유사한 영향을 준다고 주장한다.[39][40][41]식물에 대한 영향도 보고되고 있다. 밝은 가로등 근처에서 야간에도 장시간 빛을 계속 쬐는 가로수 등에는 단풍이 늦어지는 등의 이상이 발생하는 경우가 있다. 이로 인해 식물의 수명이 짧아지는 경우가 있다. 벼도 근접한 밝은 가로등에 계속 비춰지는 경우, 이상 출수나 수확 장애가 발생한다는 보고가 있다.
5. 3. 에너지 낭비
과도한 조명 사용과 불필요한 방향으로 빛이 새어 나가는 것은 에너지 낭비이다. 국제 에너지 기구(IEA)의 2006년 발표에 따르면, 현재와 같이 부적절한 조명을 계속 사용하면 2030년에는 조명에 사용되는 전력이 80% 증가하지만, 적절하게 사용하면 2030년에도 현재와 같은 수준의 소비 전력으로 억제할 수 있다고 한다.[55]과도 조명은 다음과 같은 여러 요인에 의해 발생한다.
- 시한/감지 장치를 사용하지 않는 등, 필요할 때만 사용하도록 제어하지 않는 경우
- 부적당한 설계로 작업 공간에 필요한 것보다 많은 조명을 지정한 경우
- 정착물이나 전구를 잘못 선택하여 빛이 원하는 곳에 비추지 않는 경우
- 건축 관리자와 주민에 대한 교육이 불완전하여 조명 체계를 효과적으로 사용하지 못하는 경우
- 조명에 대한 관리 불충분으로 빛이 어긋나 전력이 낭비되는 경우
- 낡은 수은등을 보다 효율적인 나트륨이나 할로겐등으로 바꾸면서 같은 전력량의 것을 사용하는 경우
광해의 원인이 되는 빛은 가정, 회사, 공장, 가로등, 스포츠 경기장 조명, 파칭코점 조명, 각 시설의 라이트업이나 일루미네이션 등 다양한 곳에서 발생한다. 부적절한 형태의 가로등은 빛이 사방으로 발산되어 위쪽으로 향하는 빛은 낭비되고, 옆으로 향하는 빛은 눈부심을 유발한다. 이러한 가로등 사용으로 일본에서는 1년 동안 낭비되는 에너지가 전기료로 환산하면 최소 2000억엔에 달한다는 추산도 있다.[186]
일본에서는 오징어잡이 어선의 어화로 인해 바다까지 매우 밝아지는 경우가 있다. 어화의 빛은 선박 연료 소비량의 약 절반이라는 막대한 에너지를 사용하지만, 대부분 낭비된다. 해안 지역에서는 광해의 원인 중 하나가 되고 있다.
5. 4. 인간 건강
빛공해는 수면 장애, 호르몬 분비 이상, 암 발생률 증가 등 인간 건강에 악영향을 미칠 수 있다. 어두울 때 신체는 멜라토닌이라는 호르몬을 분비하는데, 이 호르몬은 암을 포함한 병을 막는 효과가 있다. 그러나 조금이라도 불빛이 있으면 이 호르몬은 생산이 중단된다.[201] 또한 빛공해는 운전자와 보행자의 시야를 방해하여 교통사고 위험을 높인다.5. 5. 기타 영향
가로등의 과도한 밝기는 보행자와 운전자에게 위험을 초래할 수 있다. 밤중에 가로등에서 나오는 눈부신 빛이 눈에 비치면 동공이 수축되어 어두운 곳을 보기 어려워진다.[201] 과도한 밝기는 오히려 범죄자에게 은폐 공간을 제공하여 범죄 예방 효과를 떨어뜨릴 수 있다는 실험 결과도 있다.6. 대책
다른 공해와는 달리, 빛공해는 빛을 없애면 바로 어두운 하늘을 되찾을 수 있다는 점에서 비교적 해결이 쉽다. 하지만, 빛공해는 사회의 산업화와 깊이 연관되어 있어 실제 해결은 매우 어렵다.[59]
빛공해 방지를 위해 다음과 같은 노력이 필요하다.
- 조명기구 개선: 가로등 윗부분에 반사재를 부착하여 불필요한 곳으로 빛이 새는 것을 막고, 에너지 효율이 좋은 광원을 사용한다.
- 조명 사용 방식 개선: 불필요한 조명을 끄고, 사람이 있을 때만 조명을 켜는 등 효율적인 조명 사용 습관을 들인다.
- 광원 종류 변경: 에너지 효율이 높고 빛공해 유발이 적은 광원으로 교체한다.
- 조명 계획 재설계: 기존 조명 계획을 검토하고, 필요에 따라 빛공해를 줄이는 방향으로 재설계한다.
- 법적 규제 및 정책 마련: 빛공해 방지를 위한 법적 규제를 마련하고, 관련 정책을 시행한다.
- 시민 인식 개선 및 교육: 빛공해의 심각성과 해결 필요성에 대한 시민들의 인식을 높이고, 교육을 통해 적극적인 참여를 유도한다.
2013년 3월, 홍콩은 '세계 최악'의 광공해 도시로 선정되었다.[59] 2016년 6월에는 전 세계 인구의 3분의 1이 은하수를 볼 수 없다는 연구 결과가 나왔는데, 이는 미국인의 80%, 유럽인의 60%에 해당한다. 싱가포르는 세계에서 가장 광공해가 심한 국가로 나타났다.[60][61] 지난 21년 동안 중국의 성도시들은 광공해가 크게 증가했으며, 특히 동부 해안 지역에 핫스팟이 형성되었다.[62]
6. 1. 조명기구 개선
가로등은 윗부분에 반사재가 있는 덮개를 부착하여 불필요한 방향으로 빛이 새는 것을 막고, 필요한 방향에만 높은 효율로 빛이 닿도록 개선해야 한다. 또한, 수은등을 대표로 하는 에너지 효율이 나쁜 광원[189] 대신 에너지 효율이 좋은 광원을 사용해야 한다.집 밖으로 불필요한 조명을 막는 것도 광공해 방지에 도움이 된다. 예를 들어, 사람이 있을 때에만 불을 켜는 등의 대책을 통해 빛공해를 줄이고 에너지를 절약할 수 있다.
6. 2. 조명 사용 방식 개선
광공해를 줄이기 위해서는 필요할 때만 조명을 사용하고, 적절한 밝기를 유지하는 것이 중요하다. 구체적인 방법은 다음과 같다.- 가로등 개선: 가로등 윗부분에 반사재가 있는 덮개를 설치하여 불필요한 방향으로 빛이 새는 것을 막고, 필요한 곳에만 빛이 비추도록 한다.
- 고효율 광원 사용: 에너지 효율이 낮은 수은등[189] 대신 효율이 좋은 광원을 사용한다.
- 불필요한 조명 끄기: 사람이 없을 때는 조명을 끄는 등 불필요한 조명 사용을 줄여 에너지를 절약하고 광공해를 방지한다. 예를 들어, 운동장 조명은 사람이 있을 때만 켠다.
- 더 어두운 조명 사용: 더 어두운 조명을 사용하여 눈부심을 줄일 수 있다.
이러한 조명 방식 개선을 통해 광공해를 줄이고, 에너지 효율을 높일 수 있다.
6. 3. 광원 종류 변경
에너지 효율이 높고 빛공해 유발 가능성이 낮은 광원을 사용해야 한다. 광원의 종류에 따라 효율과 분광 분포가 다르므로, 작업에 적합한 광원을 선택하는 것이 중요하다. 잘못된 광원 선택은 광공해와 에너지 낭비를 유발할 수 있다. 따라서 광원을 적절히 업데이트하면 에너지 사용량과 오염 효과를 줄이고 효율성과 가시성을 높일 수 있다.다음은 몇 가지 광원의 종류와 그 특성을 나타낸 표이다.[156][157]
| 광원 종류 | 색상 | 광효율 (루멘/와트) | 하늘빛 영향 (LPS 대비) |
|---|---|---|---|
| LED 가로등 (흰색) | 따뜻한 흰색 ~ 차가운 흰색 | 120 | 4–8 |
| 저압 나트륨램프 (LPS/SOX) | 노란색/호박색 | 110 | 1.0 |
| 고압 나트륨램프 (HPS/SON) | 분홍색/호박색-흰색 | 90 | 2.4 |
| 금속 할라이드 램프 | 따뜻한 흰색 ~ 차가운 흰색 | 70 | 4–8 |
| 백열전구 | 노란색/흰색 | 8–25 | 1.1 |
| PCA-LED | 호박색 | 2.4 |
많은 천문학자들은 저압 나트륨램프나 호박색 인듐 갈륨 인화물 LED 사용을 권장한다. 이 광원들은 방출되는 주요 파장을 비교적 쉽게 다루거나 필터링할 수 있기 때문이다.[158] 1980년 캘리포니아주 샌호세는 모든 가로등을 저압 나트륨램프로 교체하여 인근 릭 천문대에서 필터링하기 쉽게 만들었다.[158] 애리조나주와 하와이주에서도 유사한 프로그램이 시행되고 있다.
저압 나트륨램프는 운영 비용이 저렴하고, 노란색 빛은 시각적 하늘빛 영향을 줄여 별의 가시성을 향상시킨다.[159] 그러나 저압 나트륨램프는 다른 조명기구보다 크기가 크고, 단일 파장의 빛을 방출하여 색상 구분이 어렵다는 단점이 있다. 또한, 램프 크기가 커서 빛의 방향을 정밀하게 제어하기 어렵다.
최근에는 광학 장치와 차폐 장치를 개선한 저압 나트륨램프가 개발되어 광 효율을 유지하면서 에너지 소비와 가시 광공해를 줄이고 있다. 하지만 정보 부족으로 인해[160] 여전히 많은 조명 전문가들이 저압 나트륨램프를 비판하고 있다.
6. 4. 조명 계획 재설계
기존 조명 계획을 평가하고, 필요하다면 재설계하여 빛공해를 줄여야 한다.가로등은 상부에 반사재를 갖춘 덮개를 부착하여 불필요한 방향으로 빛이 새는 것을 막고, 필요한 방향으로만 빛이 효율적으로 비추도록 개선해야 한다. 또한, 에너지 효율이 낮은 광원[189] 대신 효율이 좋은 광원을 사용해야 한다.
불필요한 야외 조명을 끄고, 사람이 있을 때만 경기장 조명을 켜는 등 빛공해를 줄일 수 있다. 타이머는 이러한 목적에 특히 유용하다.
- 사례
- 미국 애리조나주 플래그스태프: 30년 이상 조례 제정을 통해 광공해를 줄이기 위한 노력을 해왔다. 주민, 정부, 지역 천문대 등의 협력으로 이루어졌다.[162][163][164][165]
- 영국: 환경 보존에 중점을 둔 시골 지역 조명 계획 설계를 위한 보고서를 발행했다.[166]
- 캘거리: 주택가 가로등을 에너지 효율이 높은 모델로 교체하여 운영 비용을 절감하고 환경을 보호하고 있다. 설치 비용은 6~7년 안에 에너지 절약을 통해 회수될 것으로 예상된다.[167]
- 스위스 에너지 효율 기관(SAFE): 도로 조명 진단 및 설계를 위한 "특정 전력 소비량(SEC)" 개념을 사용한다.[168] SAFE는 도로 폭에 따라 미터당 전력 소비량 목표 값을 정의하여 환경 보호 제약 조건을 제공한다.
광공해의 다양한 측면을 예측하고 측정하는 새로운 방법으로 렌셀러 폴리테크닉 연구소의 조명 연구 센터 과학자들이 개발한 야외 현장 조명 성능(OSP)이라는 포괄적인 방법이 있다. 이 방법을 사용하면 조명 설계 및 응용 프로그램의 성능을 정량화하고 최적화하여 빛공해를 최소화할 수 있다.[169]
연구원들은 "통합 광도계 시스템"을 개발하여 가시성, 안전성 및 보안에 대한 인식을 유지하거나 개선하면서 에너지 사용량을 줄이도록 조명 기구를 설계할 수 있도록 했다.[170] 이 시스템을 통해 야간 조건에서 가시성을 유지하거나 개선하면서 조명에 사용되는 전력량을 줄일 수 있다.[171]
6. 5. 법적 규제 및 정책 마련
다른 환경오염과 마찬가지로, 광해를 막는 것은 매우 어렵다. 불을 끄면 어두운 밤하늘이 바로 돌아온다. 그러나 실제로 광해는 사회의 산업화 및 치안 대책과 깊이 관련되어 있다.가로등은 상부에 반사재를 갖춘 덮개를 부착하는 등 불필요한 방향으로의 빛 누출을 방지하고, 이를 적절히 반사하여 필요한 방향으로만 효율적으로 빛이 비추도록 개선된 가로등으로 교체해야 한다. 또한, 사용 광원에 대해서도 수은등을 대표로 하는 에너지 효율이 나쁜[189] 광원의 사용을 피하고, 효율적인 광원의 이용을 촉진해야 한다. 그러나 아직도 그러한 대책이 전혀 시행되지 않은 조명도 많다.
광해는 야외에서 불필요한 조명을 끄는 등의 방법으로도 예방할 수 있다. 예를 들어, 운동장 등의 조명을 사람이 있을 때만 켜는 등의 대책을 취하면, 광해를 방지하는 동시에 에너지를 절약할 수 있다. 또한, 더 어두운 조명을 사용함으로써 눈부심을 줄일 수 있다.
6. 6. 시민 인식 개선 및 교육
광공해를 줄이기 위해서는 공동체의 인식 개선이 필요하다. 인공 조명의 영향에 대한 인식이 높아질수록 광공해 감소를 위한 효과적인 법 제정이 가능해진다.[174] 하지만 아직 광공해의 다양한 영향에 대해 완전히 알지 못하는 사람들도 있다. 예를 들어, 어떤 문화권에서는 어둠을 악과 연관시키고 빛을 진보와 연결 짓기도 한다.[174] 또한, 사회적 기준으로 인해 사람들은 낮 시간 동안 더 활동하게 되었고,[175] 이는 인식 개선을 더디게 하는 또 다른 중요한 이유가 될 수 있다. 그러나 최근 연구에 따르면 대중들은 이 문제에 대한 인식이 높아지고 있을 뿐만 아니라 과도한 인공 조명의 결과를 경험하고 있다.[176] 2020년 평가에서는 인터넷 검색 엔진의 이용 가능성과 전 세계적인 참여 능력 덕분에 20세기 후반 시민 인식이 증가했다고 밝혔다. 이 평가에서는 더 나아가 정보 접근성과 투표율 향상이 더 많은 시민들이 이 문제를 이해하고 관심을 갖도록 동기를 부여할 수 있다고 제안한다.[177]7. 국가별 현황 및 정책
미국, 일본 등 여러 국가에서 광공해 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다.
미국은 주요 천문대 주변에 빛 방출을 엄격하게 제한하는 지역을 설정하고, 가로등을 저압 나트륨램프로 교체하는 등의 조치를 취하고 있다. 일본은 '전국밤하늘계속관찰(全国星空継続観察일본어)'과 같은 시민 참여형 관측 활동과 더불어 '광해 대책 가이드라인(光害対策ガイドライン일본어)'을 제정하고, 지방 자치 단체별로 광공해 방지 조례를 제정하는 등 적극적인 노력을 기울이고 있다. 특히, 오징어잡이 배의 집어등을 청색 발광 다이오드(LED)로 대체하는 기술을 시험하고 있는데, 이는 에너지 소비를 줄이고 빛의 지향성을 높여 광공해를 줄이는 데 기여할 수 있다.
이 외에도, 중국은 동부 해안 도시를 중심으로 광공해가 증가하고 있으며, 양쯔강 삼각주, 주강 삼각주, 베이징-톈진 지역은 특히 광공해가 심각한 지역으로 나타났다.
7. 1. 대한민국
1992년부터 매년 8월, 동아일보와 과학동아에서 ‘대기오염 측정을 위한 전국 밤하늘 관측회’를 주최하였다. 도시와 근교를 중심으로 한 전국 11개 지역에서 3일간 관측하여 그 결과를 발표하였으며, 1994년까지 계속되었다.[202]2004년부터는 에너지시민연대를 중심으로 ‘불을 끄고 별을 켜다’라는 구호로 매년 8월 중 하루에 21시부터 5분간 자발적으로 소등하는 ‘에너지의 날’ 행사를 개최하고 있다.
2009년, 연세대학교 천문우주학과 연구팀은 한국과학창의재단의 학부생연구프로그램으로 서울·경기 지역의 밤하늘 밝기를 측정하여 빛공해 지도를 작성·발표하였다. 이에 따르면, 경기 일대의 밤하늘 평균 밝기는 17.19 등급이며 가장 어두운 곳은 평균 밝기 19.58 등급의 파주시 법원읍으로, 달 없는 밤에 평균 5등성까지 관측이 가능하다.[203]
2009년 9월에는 빛공해 방지 캠페인 홍보단인 "어두운 밤하늘을 사랑하는 사람들"이 창단되어 빛공해와 관련된 많은 행사 및 사업을 진행하고 있다.[204]
2009년 서울특별시는 빛공해를 방지하는 조례안을 만들어 입법예고하였고,[205] 2011년 2월 27일에는 〈빛 공해 방지 및 도시 조명관리 조례〉를 공포, 공공부문부터 시행하였다.[206]
2009년 9월 발의된 빛공해 방지법은 2012년 2월 1일 〈인공조명에 의한 빛공해 방지법〉으로 공포되어 2013년 2월부터 시행되었다.[207][208] 2014년 5월, 환경부는 빛공해 방지법에 따라 2018년까지 전국에 빛공해 기준을 적용하는 ‘제1차 빛공해방지종합계획’을 마련하였다고 발표하였다.[209][210]
7. 2. 미국
미국에서는 주요 천문대 주변에 지름 수십 km에 달하는, 빛 방출이 엄격하게 제한되는 지역이 설정되는 경우가 있다. 1980년에는 캘리포니아주 샌호세에서 근처 릭 천문대에 미치는 영향을 막기 위해 모든 가로등을 저압 나트륨램프로 교체되었다. 애리조나주 투손시에서는 조례에 따라 시 전역에 광원 규제를 실시하고 있다. 특히, 킷 피크 국립 천문대 반경 약 56.33km 및 마운트 호프킨스 천문대 반경 약 40.23km 지역에서는 석영등, 메탈할라이드램프를 야외 조명으로 사용하는 것을 금지하고 있으며, 그 외 광원에 대해서도 완전 차광 또는 상향 광속 차광을 요구하고 있다. 비슷한 사업이 하와이주 등에서도 이루어지고 있다.7. 3. 일본
일본에서는 1988년부터 빛공해와 대기오염 문제에 대한 관심을 높이기 위해 전국의 일반 시민이 참가하는 '전국밤하늘계속관찰(全国星空継続観察일본어)'이 열렸다.[190] 1998년 3월 30일에는 환경청(현 환경성)에 의해 '광해 대책 가이드라인(光害対策ガイドライン일본어)'이 책정되었다.[190]오카야마현 비세이정(현 이바라시)에서 1989년 11월 22일에 아름다운 별밤을 지키기 위한 '광공해방지조례'가 제정된 것을 시작으로,[191] 오카야마현, 사가현, 구마모토현에서도 현 차원에서 서치라이트를 금지하는 조례를 제정하였다.[192][193][194] 군마현에서는 군마현립 군마천문대 설치를 계기로 '별밤헌장'을 제정하였고,[195] 군마현 다카야마촌에서는 '다카야마촌 아름다운 별밤을 지키는 광환경조례'를 1998년 3월 20일에 제정하였다.[196]
2018년 3월 30일, 야에야마 제도 이리오모테이시가키 국립공원이 국제다크스카이협회(IDA) 미국 본부로부터 별밤보호구역 국제 인증지인 '다크스카이 파크'로 등록 인증되었다.[197] 2020년 12월 1일에는 코즈시마촌이 '다크스카이 파크'로 등록 인증되었고,[198] 2021년 11월 1일에는 오카야마현 이바라시 비세이정이 '다크스카이 커뮤니티'로 등록 인증되었다.[199]
오징어잡이 배의 집어등에 대한 대책으로 청색 발광 다이오드(LED)를 사용한 집어등이 시험 중이다. 종래의 메탈 할라이드 등을 사용한 집어등과 비교하면 소비전력이 1/50 ~ 1/100 정도로, 지향성이 높아 불필요한 방향으로 새는 빛도 적으며, 기기의 수명도 길지만, 아직 실용화되어 있지는 않다. 실용화되면 오징어 어업 종사자의 경비 대폭 감소, 오징어 어선에 의한 이산화탄소 배출량의 대폭 감소, 주변 지역 별밤의 개선 등의 효과가 기대되고 있다.
7. 4. 기타 국가
유럽 연합(EU)은 광공해 문제 해결을 위한 다양한 정책을 추진하고 있다. 개발도상국의 경우, 경제 성장과 도시화로 인해 빛공해 문제가 심화되고 있다.이탈리아의 여러 지역에서는 광공해 방지를 위해 완전 차광 조명 설계만을 허용하고 있다.[153] 롬바르디아(Lombardy) 지역 법률(롬바르디아 법 제17/2000호)은 치엘로부이오(Cielobuio)-밤하늘 보호를 위한 조정의 지원을 받아 제정되었으며, 2007년 이탈리아에서 1인당 공공 조명 에너지 소비량이 가장 낮았다.[153] 이 법은 가로등 간 최소 거리를 높이의 약 4배로 규정하여 완전 차광 가로등이 광공해와 전력 소비를 모두 줄이는 효과적인 해결책임을 보여준다.
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