대학환경상공모수상집 Ⅰ. 서론 오늘날우리는급속하게진행된도시화와산업화의결과로이전보다더욱편리한생활을누리고있지만그로인해발생하는크고작은부작용들을감수할수밖에없게되었다. 그중에서도야간에사용하는조명등은우리에게활동상큰편의를안겨주고있지만, 반대로인공조명의과도하고부적절한

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창묵 평
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1 131 광공해의현실과실용적해결방안 조재상 배현진 추미현 이현영 김기원 연세대학교천문우주학과 목차 Ⅰ. 서론 Ⅲ. 광공해의영향 Ⅱ. 광공해의종류 Ⅳ. 광공해의해결책 Ⅴ. 결론 요약 산업과기술의급속한발전으로우리의삶이많이편리해졌지만많은부작용도함께생겨났다. 그부작용들중하나가우리가이논문에서다루는 ' 광공해 ' 이다. 광공해란불필요하거나필요이상의빛이인간이나자연환경등에피해를주는현상을말한다. 우리나라는외국과달리광공해에대한논의가이제막시작되고있는실정이다. 광공해의영향에대한해결책들을실행하기위해서는광공해의심각성을일반시민들이인식할수있도록환경단체가일반시민들과함께캠페인활동을시작해나가야하며, 나아가기업및대중매체가캠페인에나서게되는날에비로소광공해문제의해결책을함께제시할수있는성과를얻게될것이다. 이논문은날로심각성을더해가는환경문제를새롭게조명하고환경친화적사회실현을목표로쓰인논문이라고말할수있다.

132 2006 대학환경상공모수상집 Ⅰ. 서론 오늘날우리는급속하게진행된도시화와산업화의결과로이전보다더욱편리한생활을누리고있지만그로인해발생하는크고작은부작용들을감수할수밖에없게되었다.

2 대학환경상공모수상집 Ⅰ. 서론 오늘날우리는급속하게진행된도시화와산업화의결과로이전보다더욱편리한생활을누리고있지만그로인해발생하는크고작은부작용들을감수할수밖에없게되었다. 그중에서도야간에사용하는조명등은우리에게활동상큰편의를안겨주고있지만, 반대로인공조명의과도하고부적절한사용으로인한불쾌감과교통안전저해, 수면방해, 생태계교란등알게모르게인간과환경에적지않은피해를입히고있다. 이처럼인공적인조명에의해서여러가지피해가발생하는현상을통칭하여 광공해 라고한다. < 그림 1> 이탈리아반도의 1971 년과 1998 년의인공빛분포도와이를토대로 2025 년의모습을예측해본사진 (Pierantonio Cinzano, "Light pollution and the situation of the night sky in Europe, in Italy and in Veneto", 2002, the proceedings of the conference - Light pollution and the protection of the night environment) 광공해의심각성을가장먼저인지한것은천문학자단체였다. 1) 천문학자리에글러 (Gideon Riegler) 는이미 1910년에도시에서발생하는인공빛이천체관측을불가능하게함을지적하였으며, 이후 1970년대부터일부천문학자들이대중과학잡지에관련기사를투고하면서일반인에게광공해의존재가알려졌다. 특히, 1985년과 1986년사이에핼리혜성이지구가까이로접근했을때광공해로밤하늘이너무밝아져서혜성을육안으로관측하기가힘들다는것이알려지면서대중들은과도한야간조명이밤하늘의어두움을빼앗아갈뿐아니라에너지를불필요하게낭비하고남에게방해를주는공해의하나임을실감하게되었다. 2) 1) N. Sperling. "Light Pollution : A Challenge for Astronomers" (Mercury, vol.5, 1986), p ) 김경주, 광공해와밤하늘밝기 ( 한국우주과학회보, 제4권 2호, ) p.2041.

3 광공해의현실과실용적해결방안 133 일찍부터도시가발달하고옥외조명이활성화되어있는외국의경우는오래전부터광공해에대한인식이보편화되어왔다. 미국에서는약 100개이상의도시들에서안전하고쾌적한조명환경을실현하기위한옥외조명조례가제정되어있으며, 유럽에서도국제조명위원회 (CIE, Commission Internationale de I'Eclairage) 를중심으로광공해방지에대한관심이부각되고있다. 또한일본에서도 1998년환경청에서발표한광공해대책가이드를기반으로지자체별로조례를제정하여쾌적한조명환경구현을위해노력하고있다. 3) 그러나우리나라에서는 1990년대중반부터천문학자들에의해밤하늘관측에악영향을주는광공해에대한연구가시작되었으며, 2000년대가되어서야외부간판등에의한광공해피해에대한연구가진행되었다. 4) 이즈음부터비로소서울시등의도시에서야간경관에관련된계획을수립하여광공해에대한논의를시작하고있는실정이다. 5) 그러나아직까지는광공해의피해를줄이는것보다화려한야간경관을만드는데치중하는경향이있다. < 그림 2> 한강다리에설치된조명 ( 출처 : 과학동아, 2006 년 3 월 ) 그렇다면우리나라에서광공해대책은아직필요하지않은것일까하는의문이든다. 우리는 2006년 9월한달간일반시민을대상으로광공해인식에대한설문조사를다음과같이수행하였다. 3) 김유숙, 옥외조명의광공해실태및대책에관한연구, ( 서울 : 경희대대학원, 2004), pp ) 정인영, 안현태, 김정태, 복합빌딩의옥외조명으로인한광공해발생실태조사 ( 한국생태환경건축학회춘계발표대회 18(5), 2003), pp ) 이명기, 서울의밤재탄생 - 조명, 통제효율적관리연구, 서울시, 2005.

4 대학환경상공모수상집 -대상 : 성인남녀 441명 ( 여자 228명, 남자 213명 ) -기간 : 2006년 9월 1일 ~ 9월 30일 -지역 : 서울및경기도분당 -신뢰도 95%, 표본오차 ±4.7% 설문조사 1. 광공해라는용어를들어보신적이있나요? 1) 있다 105 명 (23.8%) 2) 없다 336 명 (76.2%) 2. 인공빛에불편함느껴본적있나요? 1) 있다 351 명 (79.6%) 2) 없다 90 명 (20.4%) 2-1. 있다면어떤경우인가요? ( 중복선택가능 ) 1) 가로등 30명 2) 옥외간판 198명 3) 자동차 105명 4) 각종광고물 120명 3. 인공빛으로피해를입을것으로예상되는대상은무엇일까요? ( 중복선택가능 ) 1) 일반시민 258명 2) 과학자 15명 3) 동물 33명 4) 식물 153명 5) 없거나적다 24명 6) 모두 21명 위설문결과에서알수있듯이, 시민들역시이미과도한인공조명의부작용을피부로직접느끼고있다. 다만광공해에대한인식부족으로인공조명의불편함을느끼면서도그것을적극적으로해결해나가야할대상으로는인지하지못하는것으로판단된다. 이번연구에서우리는광공해는어떻게발생하는가, 광공해로인해인간과환경이입는피해는무엇인가에대해서알아보고, 광공해에대한일반인의인식을넓히고문제를해결하기위해서는어떤활동을해야하는가에대해고찰해보았다. Ⅱ. 광공해의종류 광공해를일으키는원인은과도하거나부적절하게설치되고이용되고있는인공조명이다. 광공해는인간과환경에영향을미치는양상에따라서크게 5가지로분류된다.

광공해의현실과실용적해결방안 135 1, 하늘밝아짐 (sky glow) 하늘밝아짐현상이란백열등의불빛이대기중의수증기나안개에의해굴절, 산란되면서하늘의전체적인밝기를밝아지게하는현상이다. 이런현상은먼지, 꽃가루나박테리아, 식물의포자, 바다에서나오는염분이나공장과자동차에서내뿜는오염물질에의해서도일어날수있다.

5 광공해의현실과실용적해결방안 135 1, 하늘밝아짐 (sky glow) 하늘밝아짐현상이란백열등의불빛이대기중의수증기나안개에의해굴절, 산란되면서하늘의전체적인밝기를밝아지게하는현상이다. 이런현상은먼지, 꽃가루나박테리아, 식물의포자, 바다에서나오는염분이나공장과자동차에서내뿜는오염물질에의해서도일어날수있다. 대기중에오염물질이산재해있고백열등의사용도가높은도시지역에서더욱많이일어나는현상으로서하늘밝아짐현상은특히밤하늘의전체밝기를밝게만들어서일반인들에게나천문학자들에게별을관측할수없게만든다. 1929년허블이우주팽창을발견한것으로유명한윌슨산천문대의경우, 이근처에있는로스앤젤레스시의영향으로하늘의밝기가기존보다 6배나밝아져 1985년결국천문대를폐쇄해야했을정도로하늘밝아짐현상이천체관측환경에미치는영향은심각하다. 6) 도시의일반시민들, 특히자연과과학에대해순수한호기심을키워나가야할아이들이맨눈으로밤하늘의별과은하수를감상할수없는것도하늘밝아짐현상이인간에게끼치는피해라고하겠다. < 그림 3> 하늘밝아짐현상이나타나고있는미국엠파이어스테이트빌딩주변의하늘 ( 출처 : 6) 김경주, 광공해와밤하늘밝기 ( 한국우주과학회보 제 4 권 2 호, ), pp

136 2006 대학환경상공모수상집 2. 눈부심 (glare) 눈부심현상이란강렬한빛이우리의눈으로직접들어와서잠시동안시각을마비시키는현상이다. 교통사고의위험에직면한보행자나야생동물이자동차의강한헤드라이트불빛으로순간적인시각마비상태를일으켜움직일수없는상태에빠지는현상은우리주변에서흔히일어나고있다.

6 대학환경상공모수상집 2. 눈부심 (glare) 눈부심현상이란강렬한빛이우리의눈으로직접들어와서잠시동안시각을마비시키는현상이다. 교통사고의위험에직면한보행자나야생동물이자동차의강한헤드라이트불빛으로순간적인시각마비상태를일으켜움직일수없는상태에빠지는현상은우리주변에서흔히일어나고있다. 도시의각종광고물과조명등에서필요이상으로조도가밝게설치되어있는경우가있는데, 이러한조명이사람의눈으로직접들어오면자동차의헤드라이트와같은효과를일으켜보행자와운전자의안전을위협할수있다. < 그림 4> 눈부심현상을보여주고있는가로등 (Stephen Austin State University, Astronomy Department) Bob Mizon은이러한눈부심현상을세가지로분류하였다. 7) -Blinding Glare( 눈멈효과 ): 마치태양을바라봄으로써일어나는것과같은일시적인시각장애. 이로인해일시적으로완전히앞이보이지않게된다. -Disability Glare( 불능효과 ): 마치앞에서다가오는차의전조등을바라볼때와같은현상. 이로인해시각능력이현저하게감소한다. -Discomfort Glare( 불쾌효과 ) : 이자체로는위험의원인이되지않지만, 불쾌감을가장많이유발하게된다. 이현상을오랜기간에걸쳐겪게되면만성피로를유발할가능성 7) B. Mizon, Light Pollution: Responses and Remedies, London: Springer-Verlag, 2001.

7 광공해의현실과실용적해결방안 137 이있다. 3. 빛침해 (light trespass) 빛침해현상이란조명효과가의도하지않은구역까지침투해들어가피해를입히는현상을말한다. 가로등은보행자가지나가는영역만을밝히면충분하지만, 대부분의경우광공해의영향을고려하지않은설계로빛이사방으로퍼져나가게된다. 이렇게퍼져나간빛은야생동식물들의생체리듬을교란하며주택의창문으로직접침투해들어와서수면을방해하기도한다. 이와같은영향이장시간계속되면인간에게건강상의악영향을끼치거나, 생태계에심각한불균형을초래할수있다. 다음의그림은한가로등을기준으로빛의경로에따른분류를해놓은것이다. < 그림 5> 경로에따른가로등빛의분류 (Institution of Lighting Engineers, Guidance notes for the reduction of light pollution, 2000) 4. 군집된빛 (clutter) 군집된빛은한장소에과도하게모여있는빛을의미한다. 빛의군집은혼란스러움을가져올수있으며주의를산만하게할수있어, 조명을위한것이더라도사고의위험성이내재되어있다. 군집된빛은특히잘못설계된도로나길가에놓인밝은광고물들에의해

8 대학환경상공모수상집 많이나타난다. 조명이나광고물을설치한개인이나단체의목적에따라결정되는조형물의위치와디자인은운전자를방해할수있고주변의사고율을높일가능성이있다. 5. 과도한빛 (Over-illumination) 과도한빛은말그대로필요이상으로쓰이는빛을말한다. 특히미국에서는과도한빛에의해쓰이는에너지의양은하루에대략 5천만드럼통의석유가내는에너지의양과같다. 8) 이같이하루에쓰이는석유의양은다른모든에너지원으로환산해내기쉽다. 이러한양은미국전체의공장과가정에서쓰이는에너지의 30% 에달한다. 과도한빛은다음과같은몇몇요소에의해발생한다. -타이머를사용하지않거나, 불필요시자동으로빛을꺼주는센서미사용 -일하는장소에서사용되는조명디자인이개선되지않거나필요이상으로사용 -필요이상으로에너지를소모하는조명사용 -빌딩관리자의불충분한빛관리교육으로생기는에너지사용의비효율성 -에너지사용비용이높아졌음에도불구하고인지하지못하는태도 이와같은요소의대부분은쉽게고쳐질수있으나우선빛의남용에대한관심과남용을방지하는노력이필요하다. 가장중요한것은과도한빛을줄이는데에있어서먼저공공의인식향상이필요하다. Ⅲ. 광공해의영향 광공해는인간과자연환경을비롯한많은부분에서악영향을끼치고있다. 여기에서는각분야별로미치는영향을알아보았다. 1. 천문학에미치는영향 광공해는천문학자들이관측할수있는별의숫자를줄여어려운상황을만들뿐만아니라별을관측하기위해어두운곳으로멀리이동하도록한다. 실제로는전문적으로천문학을하는사람들보다는아마추어천문학자들이더어두운하늘을찾게되는데, 이는그들이소형망원경으로직접하늘을바라보며별을찾기때문이다. 아마추어천문학자들의이런수고들은전문적인천문학자들의연구에큰도움을주고있다. 깨끗하고어두운하늘은천 8)

9 광공해의현실과실용적해결방안 139 문학자들에게여러이점을제공하는데이러한조건의결여로천문학자들은많은어려움을겪는다. 하늘의밝기는별의등급을통해측정된다. 이는로그스케일로서우리눈이빛에반응하는방식이기도하다. 이스케일은음수에서양수로가게되는데, 가장밝은별은 1등급을갖는다. 6등급별은 1등급별보다 100배어둡다. 9) 밤하늘에있는별중에서가장밝은별은시리우스로 -1.4등급을갖는다. 예전의깨끗하고어두운밤하늘은어두운곳에서보면맨눈으로 6등급까지관측할수있었다. 이등급은은하수와안드로메다은하를관측하기위해서필요한조건이다. 그러나도심의하늘밝아짐현상때문에 1등급보다밝은별들만눈으로관측할수있으며, 이러한별들은전체밤하늘을합해도 16개밖에되지않는다. 4등급까지관측할수있는하늘의조건이아니라면맨눈으로은하수를볼수없을것이다. 제한등급 보이는별의수 <25 <50 < < 표 1> 제한등급에따른보이는별의개수 위의표 1에서는전체밤하늘에서평균적으로보이는별들의숫자를제한등급 ( 즉, 가장어두운등급 ) 에따라나타낸것이다. 이와같이제한등급이감소할수록 ( 즉, 하늘이밝아질수록 ) 관측할수있는별의개수는눈에띄게감소하는것을확인할수있다. 우리는이와같은현상을정량적으로확인해보기위해실험을계획하고실행하였다. 직접적인방법으로는제한등급을바꾸어가며실험하는것이사실상불가능하기때문에아래의연속된그림과같이컴퓨터소프트웨어상의모의실험기능 10) 을이용하여하늘밝기에따라보이는별의개수를세어보았다. 모의실험프로그램상의시간과장소는 10월 16일자정의서울로정하였고, 북극성 ( 정북쪽 ) 을중심으로하늘의약 1/3 영역을대상으로실험해보았다. 또한별의모습을잘확인할수있도록하늘색을반전시켰다. 9) Light Pollution and Astronomy (House of Commons Science and Technology Committee, ), pp ) 사용한소프트웨어는 Starry Night Pro 5.0(2004, Imaginova Canada Ltd.) 이다.

10 대학환경상공모수상집 < 그림 6> 하늘밝기가 1 등급인경우 : 2 개 < 그림 7> 하늘밝기가 2 등급인경우 : 7 개 < 그림 8> 하늘밝기가 3 등급인경우 : 27 개

11 광공해의현실과실용적해결방안 141 < 그림 9> 하늘밝기가 4 등급인경우 : 75 개 < 그림 10> 하늘밝기가 5 등급인경우 : 282 개 < 그림 11> 하늘밝기가 6 등급인경우 : 841 개

12 대학환경상공모수상집 밤하늘등급 보이는별의수 < 표 2> 밤하늘등급에따른별의개수 ( 모의실험 ) N = e Ms < 표 3> 밤하늘등급에따른별의개수그래프 ( 모의실험 ) 이모의실험을통해밤하늘등급이높아짐에따라별의개수가기하급수적으로증가한다 는것을확인할수있었다. 밤하늘밝기를 라고하고별의개수를 이라고하면, 로관계가나타남을표 3 을통해볼수있다. 이식을조금변형해보면, 이되므로, 이식을바탕으로실제밤하늘에보이는별의개수를세는방식 (Star-counting method) 을통해밤하늘의등급을구해볼수있다. 단우리가모의실험한구역이전체밤하늘의 1/3이었기때문에, 실제측정에있어서는전하늘의별의개수를 측정한뒤 ( ) 이를 3 으로나눈값을 으로넣어야한다. 이러한결과를바탕으로연세대학교과학관옥상에서달이없는일정기간에관측을통

13 광공해의현실과실용적해결방안 143 해서울밤하늘의별개수를측정하였는데, 관측결과와이에따른밤하늘등급은다음표와같다. 관측날짜 9월 21일 9월 22일 9월 23일 9월 24일 9월 25일 9월 26일 평균 전체별의개수 ( ) 밤하늘등급 ( ) < 표 4> 밤하늘등급에따른별의개수 ( 실측값 ) 관측이있던날은날씨가좋았으나서울밤하늘등급은대략 1.78등급으로측정되었다. 이처럼날씨가좋고달이없는밤하늘이었음에도불구하고 1.78등급밖에나오지않은이유는광공해의영향이라고볼수있다. 앞의표 1 에서본것처럼밤하늘등급이 2등급일경우맨눈으로볼수있는별은 25개미만이다. 이실험에서볼수있듯이도심속에서천문학자들이관측을통해좋은결과를얻기는거의불가능한수준이며, 일반시민들또한아름다운밤하늘을즐기기힘들다는사실을알수있다. 2. 에너지낭비및안전성문제 많은사람들이광공해는단지천문학자들만의문제라고생각한다. 그사람들은망원경을갖고있지않기때문에이러한문제에영향을받지않는다고생각한다. 하지만이것은사실이아니며, 광공해는우리모두의문제이다. 일반적으로시민들은이사실에대해인식하지못하고있다. 위에서도언급했듯이광공해는전세계적으로많은돈을낭비하게한다. 미국을기준으로볼때이러한낭비의규모는일반적인가정에서는매년 달러의비용인반면에, 국가적으로는매년 10억달러의비용이다. 11) 또한, 광공해는많은양의에너지를낭비하게한다. 우리는에너지의합리적인사용을위해현명하게대처해야한다. 도로, 가로등의옥외조명이주거지내에강하게비치면거주자의수면및개인생활등에악영향을끼칠위험이있다. 국제조명위원회는거실창면에있어서의조도에상한을규정하고있다. 창면조도는매우낮게하는것이바람직하며, 대책으로서는조명기구의설치위치를검토하는것과조명기구에차광판을설치하여배광제어를하는것등이있다. 가로등의선정과설치가부적절한경우에는필요한조도가얻어지지못할뿐만아니라보 11)

14 대학환경상공모수상집 행자에게불쾌한눈부심현상을발생시킬가능성이있다. 또방범상안전성에해를입힐가능성이있다. 많은사람들이밤에안전함을느끼기위해충분한빛이필요하다고생각하고있다. 그러나광공해의감소에대해캠페인을벌이는사람들은부적절하게설치된등이안전을감소할수있다고주장한다. 최소한단순히밤에빛이증가하면안전또한높아질것이라는추측은잘못된것이다. 예를들어, 국제어두운밤하늘협회 (IDA, International Dark-Sky Association) 는빛과범죄사이의관계를확실하게내는좋은과학적근거가없다고주장한다. 나아가협회는잘못설치된인공빛은범죄가숨을만한많은그림자를만들수있다고주장한다. 12) 이때문에주변환경을고려한적절한조명기구의설치가필요하다. 또한, 뉴잉글랜드광공해자문단 (New England Light Pollution Advisory Group) 은빛의분산과흩어짐때문에이러한빛이운전자, 보행자와자전거타는사람들에게상당한위험을야기한다고주장한다. 13) 야외활동등에대한영향은여전히논쟁중이며, 특정지역에대한공식적연구는아직없는상황이다. 14) 3. 신체에미치는영향 고혈압은심장혈관의병과발기부전을악화시킬수있다. 이는오랜기간누적된빛에대한노출과이에따른혈압증가와관련된결과이다. 이러한메커니즘은아드레날린생성에의한스트레스인것으로판단된다. 15) 아드레날린이혈류로방출될때혈관수축을일으킨다. 이러한현상은고혈압과발기부전의원인으로알려져있다. 여성생식기에서도이와유사한부작용이발생한다. 일주기성리듬분열은너무많거나적은빛또는부적절한스펙트럼으로인해생긴다. 이는뇌에빛의신호를보내어하루를인식하게하는송과선에지나친또는부족한자극이주어질때에일어난다. 만약신체에긴시간동안완전히빛을주지않는다면생체시계는망가질것이다. 밝은빛은멜라토닌의생산을억제하며, 멜라토닌은초과산화생산을줄인다. 실제로대부분의노동자들사이에서가장흔하게나타나는부작용은태양스펙트럼과는큰차이를보이는강한형광등빛때문이다. 연구자들에의하면신체는이러한환경을암흑 (total darkness) 으로인식하고, 생체시계를부정확하게맞춘다. 16) 이러한결과로인 12) "The Problem with Light Pollution" [Information Sheet 1] (International Dark-Sky Association, ) 13) "Estimating the Level of Sky Glow Due to Cities" [Information Sheet 11] (International Dark-Sky Association, ) 14) 15) Narisada Kohei and Duco Schreude, Light Pollution Handbook, (Netherlands : Springer, 2004) 16) Peter R. Boyce, Human Factors in Lighting (2nd ed..; London : Taylor & Francis, 2003)

15 광공해의현실과실용적해결방안 145 해몸이피로해질뿐아니라암의발생확률이증가된다. 유방암소식지 (the Breast Cancer Action Newsletter) 의 2000년 9, 10월호에실린한기사는일주기성리듬과밤에분비되고암에대항하는특성을가진호르몬인멜라토닌과일주기성리듬의상관관계에대해논하고있다. 이기사는과도한빛이암생성에어떻게연관되는지에대한세명의연구자들의성과를보고하고있다. 멜라토닌은밤에생산되며, 우리가매일일정시간에자고일어나는행동양식인일주기성리듬을규칙적으로만든다. 인공적으로낮과밤을바꾸면우리신체는그에따라멜라토닌의생산량을조절한다. 사람이나이를먹으면서칼슘은멜라토닌을생산하는송과선에축적된다. 그리고어떤연구자들은멜라토닌수준과수면시간모두감소될것이라고추측한다. 또한멜라토닌은암에대항하는성분을갖고있다. 암의 75% 는산화된 DNA 손상을보인다. 멜라토닌은에스트로겐이산화되는효과와방사능에저항하는능력에서비타민 C와맞먹는다. 기본적으로모든종들이멜라토닌을생산한다고여겨진다. 우리가밤에접하는매우작은빛이라도멜라토닌을분열시키며이러한결과로종양이자라난다. 이를입증하듯송과선을없애게되면종양성장이촉진되는것을확인할수있다. 위에서언급한것처럼멜라토닌은시험관안에서유방암세포의성장을 30~40% 억제한다. 이를통해밤에빛에대한노출을줄이면유방암발생비율이감소될것이라고예측할수있다. 이러한멜라토닌의약학적이용은암을다루는데에효과적일것이다. 17) 이외에도과도한빛이건강에미치는영향은다양하게나타난다. 편두통의경우과도한빛에의해유발된다고알려져있다. 밝은빛뿐만아니라부적절한스펙트럼은이러한두통에기여한다. 또한노동현장에서느끼는피로는과도한빛, 특히형광성빛에노출된사람들의공통된증상이다. 어떤연구들은형광등에서결합된깜박임과과도한조도가매우높은피로를야기한다는것을보여주고있다. 인간의일주기리듬에대한조사에서형광등의부적절한색스펙트럼으로부터피로가발생한다는것이드러났다. 한편, 스트레스와불안역시과도한빛노출하에서일하게될때흔히나타나는증상이다. 밝은빛에의한불쾌감이의학적스트레스를일으킨다는연구도보고되었다. 18) 또한어린이들에게과도한빛은학습과정을방해한다. 예를들어, 글쓰기를배우는것에어려움을호소하는경우가생기며, 광과민성간질과같은증상도나타난다. 형광등빛은또한광장공포증과같은다른정신병을악화시킨다 19) 17) S. Batt, What Light Through Yonder Window Wreaks Circadian Rhythms and Breast Cancer, (The Breast Cancer Action Newsletter, #61, 2000) 18) L. Pijnenburg, M. Camps & G. Jongmans-Liedekerken, "Looking closer at assimilation lighting", (Noord-Limburg, 1991), 19) J. Hazell and A. J. Wilkins, "A contribution of fluorescent lighting to agoraphobia", (Psychological Medicine, 20, 1990), pp

16 대학환경상공모수상집 4. 생태계피해 광공해에의한피해는앞에서지적한것과같이인간생활뿐아니라동식물을포함한생태계에도심각한영향을미치고있다는것이여러연구를통해서알려져있다. 잘알려진피해로는먼저호수주변의광공해피해가있다. 호수주위에세워진가로등에의해서호수표면에살고있는물벼룩과같은동물성플랑크톤은성장에방해를받게된다. 동물성플랑크톤은조류를먹고성장하는데, 결국이러한이유로호수에녹조현상이발생하게된다. 이로인해호수의동식물은죽게되며호수의수질에도악영향을미치게된다. 20) 나방을비롯한야행성곤충들의비행능력에과도한인공빛이간섭을주게된다는보고도있다. 이로인해야간에개화하는꽃들은수분을해주는매개자가없어지게되어결국그근처의식물종들은번식이불가능하게되어감소하게되고, 장기적으로는그지역의생태계변화까지야기한다. 21) 인공빛은하늘의새들에게도영향을미친다. 계절에따라이동하는철새들은큰건물에서나오는밝은빛에의해서방향을잘못찾을가능성이높아진다. USFWS(U.S. Fish and Wildlife Service) 의추정에의하면매년 4~5백만마리에서천만마리정도의새들이큰건물을쫓아가다가부딪쳐죽고있다고한다. 22) 이러한현상을막기위해캐나다토론토와주변다른도시들의건물소유주들은 FLAP(Fatal Light Awareness Program) 을통해철새들의이동기간에는건물의빛을끔으로써높은철새사망률을감소시키려노력하고있다. 23) 또다른잘알려진광공해의희생자는해안가에있는둥지로부터갓부화한바다거북들이다. 부화한바다거북들이달빛에이끌려움직인다는것은많은사람들이오해하고있는것중하나이다. 바다거북은암갈색의어두운윤곽과그들이있던풀밭에서의멀어짐을통해바다의위치를찾아가게된다. 이러한방향감각역시인공적인불빛에의해영향을받게된다. 24) 이와같은방향감각상실은어린바다새들에게도나타나며, 둥지를떠나바다로날아오를때방향상실로어려움을느끼게된다. 야행성인개구리와도롱뇽들도야간인공빛에의한피해를입고있는데, 인공빛은개구리와도롱뇽의활동시간을늦추게되어결국짝짓기를통해번식할시간을적게만들고있다. 25) 20) M. V. Moore et al., "Urban light pollution alters the diel vertical migration of Daphnia", (2000) 21) K. D. Frank, "Impact of outdoor lighting on moths", Journal of the Lepidopterists (1988) 22) D. Malakoff, "Faulty towers", (Audubon Magazine, vol. 5, 2001) 23) 24) M. Salmon, "Artificial night lighting and sea turtles", (Biologist, 52(4), 2003), pp ) T. Longcore & C. Rich, "Ecological light pollution", (Frontiers in Ecology and the Environment, 2(4), 2004), pp

17 광공해의현실과실용적해결방안 147 우리나라에서는가로등에의한벼농사피해를막기위해시골의논주변가로등을소등하는곳이있다. 이런와중에서도대도시에서각종행사시건물앞나무에밝은조명을달아놓음으로써가로수를비롯한나무들을혹사하고있는상황은모순적이라하겠다. 26)27) Ⅳ. 광공해의해결책 광공해를줄이는것은하늘밝아짐현상감소, 눈부심현상감소, 빛침해현상감소, 그리고군집된빛감소등여러가지를포함하고있다. 따라서광공해를감소하는가장좋은방법은주어진사례들로부터문제가무엇인지를정확히알아내해결하는것이다. 다음은가장널리알려진광공해해결방안의예이다. 1 빛의목적에맞는최소한의광도로빛을사용한다. 2 필요하지않을때수동으로혹은시간을맞추어 ( 타이머기능이용 ) 불을끈다. 3 전등의구조물을개조한다. 그러면그것들은덜필요한곳에피해없이정확히필요한곳을향해비출것이다. 4 빛의용도에따라밝기나방향을맞추어정확히사용하여심각한광공해문제들을일으키지않게한다. 우리는여러해결책들중에서다른접근방법도탐색한후가장효율적인방법을중심으로해결책을마련해볼것이다. 접근방법중에는대기오염의문제점을중심으로전개해나갈수있다. 요즘차량 10부제운행, 차와공장의매연측정등등공기오염을줄이기위한다양한법적인제한들이있다. 게다가사람들의대다수가공기오염의심각성을인식하고있고, 여러환경단체가활동하고있어장기적으로공기오염이감소될것으로기대된다. 과도한인공빛을줄이기위한물리적방법에대해살펴본다. 먼저과도한빛을막을수있게설계된갓모양전등의사용은광공해를줄이기위한캠페인을하는거의모든사람들에의해추진되어왔다. 빛을필요로하는영역에최대한의효과를주면서낮은전력의전구를설치한전등의사용은이러한캠페인에서공통적으로추천되어왔다. 정확히설치되었을때갓구조는수직위로솟는빛을감소한다. 이러한개선된전등갓사용은불필요하게하늘로솟는빛을막아줌으로써하늘밝아짐현상의감소를도울것이다. 갓구조는보통시야에직접들어오는빛을막게되어가로등에서느끼는눈부심효과역시감소될것이다. 캠페인하는사람들은갓구조가다른구조들보다효율적이라고주장하고있다. 26) 27) C. Rich & T. Longcore, Ecological consequences of artificial night lighting, (Island Press, 2006)

18 대학환경상공모수상집 갓구조는효율적으로빛을관리하기때문에기존의전구보다낮은전력의전구를사용해도같은효과가있다. 일부하늘밝아짐현상은땅으로부터의반사에의해생기기도한다. 그러나이반사된빛은전등안에있는전구의높은전력사용을피하고적절히배치함으로써감소시킬수있다. < 그림 12> 새나가는빛차단강도에따른위치별광량비교 갓모양전등에대한공통적인비판은그것이때때로미관상좋지않다는것이다. 이러한비판은역사적으로갓모양구조물이큰시장을가지고있지못하여세분화되지않았기때문에나온것으로판단된다. 갓구조의또다른비판은갓모양에의한빛이같은구역을비추기위해서는일반적으로많은수의전등을설치할필요가있다는것이다. 따라서기존에사용된전등과비교할때초기비용, 유지비, 관리비, 에너지사용, 에너지공해, 그리고광공해를증가시킨다는주장이다. 28) 이러한단점을극복하고최대효과를낼수있도록하기위해서설치전문가를통해갓모양전등의적절한배치를정하고, 이를통해이전의전등보다효율적으로빛을사용할수있도록해야한다. 하지만전등을모두교체하는데비용이많이들므로일반적으로기존의전등을개조하는데주력하고있다. 기존의전등을손쉽게개조할수있는방법은아직까지전무한상황이므로이러한개조제품개발이절실하다. 서울에는약 35만여개의가로등이큰길은물 28) D. Keith, Correlations of Roadway UUD Values to UPD, Uplight and Classification, (Journal of the IES, v32n1)

29) < 그림 13> 갓모양전등의예시 인공빛을줄이는또다른방법은낮은전력의빛을사용하는것으로에너지낭비뿐만아니라광공해피해도줄일수있다.

19 광공해의현실과실용적해결방안 149 론주택가골목마다설치되어있다. 이러한기존전등위에손쉽게부착할수있는갓모양덮개는광공해를줄이기위해들어가는비용을줄일수있는가장효과적인방법이다. 물론, 새로설치되는전등의경우는수직상방으로빛을내지않는새로운모양의전등을설치하는것이바람직하다. 29) < 그림 13> 갓모양전등의예시 인공빛을줄이는또다른방법은낮은전력의빛을사용하는것으로에너지낭비뿐만아니라광공해피해도줄일수있다. 많은학자들은가능한걸러지기쉬운단일파장을가지고있고낮은전력을소모하는나트륨등의사용을선호한다. 나트륨등의또다른특징은관리비가적게든다는점이다. 나트륨등을사용하면비용절감은물론전등에의한광공해피해도줄일수있다. < 그림 14> 거리의나트륨등 29)

20 대학환경상공모수상집 < 그림 15> 나트륨등과빛에대한눈의민감도 가장확실하게긍정적이고효율적인효과를얻기위해서는강력하게시행할수있는법적규정을만들어야한다. 우리나라에는현재옥외광고물등관리법이있으며시행령으로옥외광고물의크기, 개수및색깔을제한하고있다. 하지만시민들이느끼는불편과피해를고려한엄격한조도제한과설치위치에대한조항이현행법에추가해야할것이다. 이러한과정에서과도하게낭비되는빛과정말필요한빛사이에서조화를이루는것이무엇보다중요하다는점에유의해야한다. 예를들면, 경기장의경우불필요한외부등을끄고사람이경기장안에있을때만불을켬으로서광공해를감소시킬수있다. 타이머는특히이목적에있어서가장효율적이다. 또한광공해대책을법제화하여모든도시및지역설계과정을광공해를줄이는쪽으로맞추어나가도록하는것이바람직하다. 예를들면, 1988년동계올림픽개최지였던캐나다의캘거리시는최근에모든가로등을광공해를줄이고에너지효율이높은제품으로교체하였다. 설치비용은 6~7년동안의에너지비용을절감해서마련할수있을것으로보고있다. 이러한모델에따라우리나라에서도지방자치단체별로에너지절약및광공해방지를위한개선방향을설계해볼수있을것이다. Ⅴ. 결론 본논문에서우리는광공해의종류와피해사례그리고해결책에대해서알아보았다. 실시한설문조사에서볼수있듯이가장큰문제는시민들이광공해를포함하여다른과도한빛들에의한피해를인식하지못하는점일것이다. 결국이를해결하기위해서는본논문

21 광공해의현실과실용적해결방안 151 이제시한방법에앞서우리나라에서도광공해에대한인식을높이기위한캠페인이벌어지기를희망한다. 환경단체및학생동아리그리고아마추어천문모임등단체들이시민들과함께캠페인을시작할수있을것이다. 광공해의개념과영향에대한캠페인을통해동식물의피해상황과같은피부에와닿을수있는정보를전달하고시민들이지속적으로참여하도록유도해야한다. 이러한과정에서시민들은광공해의문제점과심각성을인식할수있을것이다. 이러한노력을통해도미노효과가발생하여각종기업및대중매체에서관심을갖게되는순간이오면광공해를방지하기위한자연스러운여론이형성될것이다. 그러면본논문에제시한해결책을비롯해광공해방지를실천하고있는이들의활동이우리나라에도반영되어에너지절약및환경보호에큰역할을하게될것이다. 본논문에서아쉬운점은참고할수있는문헌이제한되어있어, 이로인해많은참고문헌들이상호중복되어있었고, 국내의관련자료부족으로많은자료를외국에서참고할수밖에없었던점이다. 또한짧은기간동안제한된지역에서밤하늘의밝기를측정해보았지만장기간에걸쳐다양한지역에서이와비슷한실험들이많은이들에의해이뤄지기를바란다. 그리고동물에대한광공해영향에대한실험은상당부분이루어져왔지만식물에대한영향은아직까지명확하지않은실정이다. 게다가우리나라에서는동물에대한실험마저도전무한상황이다. 이러한실험과연구가광공해를주제로다양한분야에서이루어지길바라며논문을마친다.

22 대학환경상공모수상집 < 참고문헌 > 1. 김경주, 광공해와밤하늘밝기, 한국우주과학회보, 제4권 2호, 김유숙. " 옥외조명의광공해실태및대책에관한연구 ", 서울 : 경희대대학원, 이명기, " 서울의밤재탄생-조명, 통제효율적관리연구 ", 서울특별시, 정인영, 안현태, 김정태, 복합빌딩의옥외조명으로인한광공해발생실태조사, 한국생태환경건축학회춘계발표대회, B.Mizon., Light Pollution: Responses and Remedies, London : Springer-Verlag, C. Rich & T. Longcore. Ecological consequences of artificial night lighting, Island Press, D.Keith, Correlations of Roadway UUD Values to UPD, Uplight and Classification, Journal of the IES, D.Malakoff, Faulty towers, Audubon Magazine, vol. 5, House of Commons Science and Technology Committee, Light Pollution and Astronomy, London : the House of Commons, 7th Report, International Dark-Sky Association, The Problem with Light Pollution, Information Sheet 1, International Dark-Sky Association, Estimating the Level of Sky Glow Due to Cities, Information Sheet 11, J.Hazell & A. J. Wilkins, A contribution of fluorescent lighting to agoraphobia, Psychological Medicine, K.D.Frank, Impact of outdoor lighting on moths, Journal of the Lepidopterists, L.Pijnenburg, M.Camps & G.Jongmans-Liedekerken, Looking closer at assimilation lighting, Noord-Limburg, M.V. Moore, S. M. Pierce, H.M. Walsh, S.K. Kvalvik & J.D. Lim, Urban light pollution alters the diel vertical migration of Daphnia, Verh. Internat. Verein. Limnol M.Salmon, Artificial night lighting and sea turtles, Biologist, N.Kohei & D. Schreude, Light Pollution Handbook, Netherlands: Springer, N.Sperling, Light Pollution : A Challenge for Astronomers, Mercury, vol.5, 1986.

23 광공해의현실과실용적해결방안 P.R. Boyce, Human Factors in Lighting, 2nd ed., London: Taylor & Francis, S.Batt, What Light Through Yonder Window Wreaks Circadian Rhythms and Breast Cancer, The Breast Cancer Action Newsletter, #61, T.Longcore & C. Rich, Ecological light pollution, Frontiers in Ecology and the Environment, < 웹페이지 > 1. Energy Information Administration: 2. FATAL LIGHT AWARENESS PROGRAM: 3. The Urban Wildlands Group: 4. Utah Skies: 5. Wikipedia:

제49회 부산과학전람회

제49회 부산과학전람회 작품번호 1507 출품분야학생부출품부문지구과학 2012. 07. 10 구분성명 출품학생 지도교사 윤정관 이경훈 그림 1> 전세계광해분포지도 (Globe at Night 포스터 ) - 1 - 그림 2> 우리나라의광해분포지도 (Cinzano et al., 2001) - 2 - - 3 - 그림 3> 광해에의한하늘밝아짐이천체관측에미치는영향 (Stellarium