Городские огни, мерцающие в ночи, давно стали символом современного мегаполиса, его энергии и ритма жизни. С начала космической эры они стали видеть из космоса как обширные светящиеся «созвездия». Однако фактическое понимание того, что именно создает этот на светящихся улицах и в городских пространствах, оставалось недостаточно изученным. Важнейшим прорывом в этой области стала реализация проектов гражданской науки, вовлекающих обычных жителей в сбор и систематизацию данных о ночном освещении, что позволило пролить свет на природу и структуру городского светового потока. Гражданская наука, включающая добровольное участие населения в научных исследованиях, открывает новые возможности для изучения городской среды.
Благодаря мобилизованному коллективу можно проводить масштабные наблюдения, которые были бы невозможны для традиционных научных коллективов из-за ограничений по ресурсам и времени. Одним из таких проектов стал «Нахтлихтер», где волонтеры фиксировали и классифицировали десятки тысяч световых источников на городских улицах Германии с помощью специального мобильного приложения. Суть проекта заключалась в подробном учете всех источников света – от уличных фонарей до рекламных вывесок и освещения в окнах зданий. Такой подход позволил разрушить устоявшийся миф о том, что уличные фонари составляют большую часть городского света. Напротив, исследования показали, что рекламные и декоративные светильники во многих случаях приносят большее световое загрязнение, чем привычные столбы освещения.
В густозаселенных городских районах количество рекламных огней и подсвечиваемых фасадов превосходило уличное освещение в 5-7 раз по количеству включенных источников света, особенно в ранние вечерние часы. Проведение таких наблюдений командой гражданских ученых выявило и особенности использования света в частных и коммерческих помещениях. Например, окна жилых домов оказались наиболее частым источником света на улицах. Многие из этих огней гаснут только глубокой ночью, что подчеркивает важность учета временных изменений в уличном освещении для понимания динамики светового загрязнения. Это помогает объяснить разницу между спутниковыми наблюдениями, которые фиксируют радиацию света ночью, и визуальными уровнями освещенности, воспринимаемыми человеком и экосистемой.
Связь между количеством источников света на земле и спутниковыми данными заслуживает особого внимания. Были найдены устойчивые корреляции между насыщенностью ночного освещения и числом зафиксированных огней на единицу площади. Это открывает путь для более точной интерпретации спутниковых снимков, связывая их с конкретными типами освещения на земле. Однако попытки создать модели, определяющие вклад каждого типа источника в общую яркость на спутниковых данных, столкнулись с трудностями, так как разные типы огней излучают свет с различной интенсивностью и направленностью, что не всегда учитывается в системах дистанционного зондирования. Гражданский подход к исследованию ночного освещения принес новый взгляд на проблему светового загрязнения, расширяя ее восприятие от формального управления общественным освещением к пониманию широкого спектра источников, включая частное и коммерческое имущество.
Это открывает новые горизонты для формирования энергетической и экологической политики, направленной на снижение негативного влияния чрезмерного и бессмысленного света на окружающую среду и здоровье человека. Одним из ключевых выводов проекта стала необходимость пересмотра городских стратегий освещения. Поскольку около половины уличных фонарей в Германии имеют полное или частичное экранирование, направляющее свет вниз, существует большой потенциал для совершенствования систем освещения. С другой стороны, рекламные вывески и фасадное освещение порой остаются без необходимого контроля, что ведет к увеличению распространения светового загрязнения и энергетических потерь. Важное место в проекте заняло изучение цветовой палитры используемых огней.
Уличные фонари чаще всего излучают оранжевый спектр, связанный с традиционными источниками света, тогда как белые огни преобладают в декоративном освещении. Цвет света влияет на восприятие ночного города, экосистемные процессы и даже биологические циклы многих видов. Более того, яркость и уровень экранирования разных светильников определяют степень светового распространения, особенно вверх, что способствует образованию т.н. светового «неба» – подсветки атмосферы, отрицательно влияющей на астрономические наблюдения и природный суточный ритм.
Ещё одним аспектом стало использование автоматических систем управления светом – датчиков движения и таймеров. Исследование показало, что подобные технологии применяются чаще в пригородных и сельских районах. В городских условиях их доля значительно ниже, что вызывает вопросы о необходимости более широкого внедрения адаптивного освещения для сокращения потребления энергии и уменьшения светового загрязнения. Экологические и социальные эффекты городского освещения выходят за пределы видимой его громоздкости. Чрезмерное, нерациональное или плохо направленное освещение наносят вред миграционным птицам, тем самым влияя на биоразнообразие.
Кроме того, световое загрязнение изменяет поведение животных и растений, нарушая природные циклы и способствуя снижению здоровья экосистем. На уровне человека высокий уровень искусственного освещения ночного времени связан с нарушениями сна, снижением качества жизни и роста энергоемкости городов. Результаты наблюдений могут стать важным ресурсом для власти и градостроителей. Они предоставляют конкретные данные, позволяющие принимать решения относительно модернизации уличного освещения, регулирования рекламных конструкций и поощрения более экологичных решений в частном секторе. Также предлагаются меры, например, выключение рекламного освещения в поздние часы или применение светозащитных штор в жилых помещениях, которые могут существенно снизить световое загрязнение без ущерба для городской эстетики и безопасности.
Проект «Нахтлихтер» стал примером того, как вовлеченность простых граждан позволяет получить уникальные данные, которые невозможно собрать иным способом. Он демонстрирует важность интеграции человеческого восприятия в научные исследования, расширяя возможности оценки и понимания ночной среды в городах. Кроме того, участие в подобных проектах повышает уровень осведомленности и стимулирует общественный диалог о разумном использовании искусственного света. Перспективы подобных гражданских инициатив велики. С развитием технологий спутникового наблюдения с более высокой чувствительностью и разрешением возможно проведение аналогичных проектов по всему миру, с возможностью учета региональных особенностей и культурных различий в практике освещения.
Повторные наблюдения позволят оценивать динамику изменений городского освещения, эффективность принимаемых мер и влияние новых технологий, таких как светодиодное освещение и интеллектуальные системы управления. Для устойчивого развития городов необходим комплексный подход к освещению, который учитывает не только энергоэффективность и безопасность, но и экологические и социальные аспекты. Гражданская наука в данном контексте является мощным инструментом, обеспечивающим плотный контакт исследований с реальными условиями городской жизни. Она помогает понять, какие именно типы источников света нуждаются в регулировании, как меняется освещение в течение ночи и каким образом можно добиться баланса между потребностями общества и охраной окружающей среды. В целом, проект «Нахтлихтер» и подобные инициативы показывают, что городские огни – это не просто эстетика и безопасность, но и сложный феномен, требующий пристального изучения и продуманного управления.
Эффективно освещенный город – это город, где свет служит людям, а не разрушает природные ритмы и не растрачивает ресурсы. Гражданская наука и современные технологии дают шанс сделать ночной город пространством комфорта, здоровья и гармонии с природой.
