Ночные огни городов неизменно притягивают внимание своей красотой и загадочностью. С высоты космоса они образуют подобие созвездий на темной поверхности Земли, демонстрируя область урбанизации и человеческой активности. Однако яркость и распространенность городского света — не только эстетический феномен, но и экологическая и социальная проблема мирового масштаба. И хотя с помощью спутников можно фиксировать общую интенсивность света, реальные источники и их характер до недавнего времени оставались закрытой картиной. Именно здесь на помощь приходит гражданская наука — методология, объединяющая профессиональных исследователей и обычных горожан для совместного сбора и анализа данных.
Проект Nachtlichter (Ночные огни), реализованный в Германии, стал одним из первых масштабных примеров успешного применения такого подхода к изучению городского освещения и его закономерностей. Ночные световые изображения с космоса давно стали привычным инструментом оценки антропогенного влияния на планету. Они демонстрируют концентрацию городов, интенсивность активности и даже позволяют отслеживать социально-экономическую динамику регионов по уровню потребления электроэнергии. Однако есть важный нюанс — спутниковые данные дают информацию о радиации, отражённой или излучаемой светом, наблюдаемом сверху, но не могут точно раскрыть, какие именно источники формируют подлинный ландшафт освещения. Городские улицы кажутся главными героями ночного сценария, так как сеть уличных фонарей четко просматривается на спутниковых снимках днем и ночью.
Из-за этого уличное освещение традиционно получало основное внимание в дискуссиях о световом загрязнении и энергосбережении. Но исследования, проведённые с применением методологии citizen science, демонстрируют иной расклад. Выяснилось, что уличные фонари отвечают лишь за часть искусственного света, тогда как основную массу составляют рекламные вывески, декоративная подсветка, свет в окнах жилых и коммерческих зданий, а также другие источники, которые не учитывались в больших официальных инвентаризациях координат и характеристик освещения. Проект Nachtlichter смог расширить наши знания благодаря мобилизации сотен волонтёров, участвовавших в сборе данных посредством специально разработанного приложения. Эти добровольцы ходили по заранее обозначенным маршрутам и фиксировали каждую видимую лампу, классифицируя её по 18 категориям.
Мобильное приложение обеспечивало простой и понятный интерфейс, а онлайн-обучение помогало стандартизировать и повысить качество вводимых данных. Так было собрано более чем 234 тысячи записей о световых источниках в районе площадью свыше 22 квадратных километров в основном на территории Германии. Сопоставление этих детальных наземных наблюдений и данных спутникового мониторинга позволило найти корреляцию между количеством источников света на единицу площади и зарегистрированным радиационным потоком. Особой важностью обладает выявленное несоответствие ожиданиям: в городских центрах свет, привлекающий внимание из космоса, формируется не так сильно уличными фонарями, как рекламой и эстетической подсветкой. Даже в поздние ночные часы уличные фонари составляют меньшую часть всех световых источников, уступая окнам и вывескам.
В целом по Германии в полночь горит порядка 78 миллионов индивидуальных источников света, что открывает большие резервы для снижения светового загрязнения через оптимизацию и регулирование. Этот масштабный краудсорсинговый подход приносит ряд ключевых преимуществ. Во-первых, он позволяет получить именно те данные, которых не достает спутниковым наблюдениям: информацию о типах светильников, их цвете, яркости и направленности света. Во-вторых, объединение усилий добровольцев в разных городах и странах обеспечивает высокую выборку и объективность результатов, снижая риск ошибок индивидуальных наблюдений. В-третьих, такой проект формирует у участников и общественности большую осведомлённость о проблеме светового загрязнения и способствует формированию культуры сознательного энергопотребления.
Важное открытие касается свойства освещения — факта, что менее половины уличных фонарей в Германии оснащены полным экранированием, предотвращающим избыточный свет вверх в небо. Это напрямую влияет на эффект светового загрязнения — яркий ночной свет искажается атмосферой, создавая «свинцовые» сияния, мешающие ночному небу и нарушающие поведение животных. Кроме того, было обнаружено, что около 58% прожекторов и внешних светильников в городе незащищены, что способствует излишнему рассеянию света. Учитывая, что значительная часть освещения управляется частными лицами или коммерческими структурами, где законодательство и нормы действуют по-разному, возникла необходимость разработки комплексных и многосторонних стратегий регулирования. Экологические последствия избыточного ночного освещения очевидны.
Например, миграционные пути птиц часто пролегают через ярко освещённые районы, что приводит к смертности и снижению популяций. Изменение светового режима влияет на поведение, размножение и рост растений, а также вызывает физиологические нарушения у людей, связанные с нарушением циркадных ритмов. В ответ на эти вызовы страны, такие как Франция, уже начали вводить ограничения на включение рекламных вывесок ночью, а также поощряют использование автоматических сенсоров движения и ограничение уличного освещения по времени. Применение citizen science в исследовании городского освещения служит отличным примером того, как наука может стать общедоступной площадкой для экологического просвещения и участия. Такие проекты способствуют не только накоплению данных, но и формированию активной гражданской позиции, что крайне важно для успешной реализации экологических инициатив и норм.
Несмотря на большие успехи, метод Nachtlichter и подобные ему подходы обладают некоторыми ограничениями. Они требуют адаптации для работы в другие страны и языковые среды, что связано с необходимостью перевода и локализации обучающих материалов и приложений. Кроме того, городской ландшафт с многоэтажными домами и промышленные парки затрудняют учёт освещения, которое может не быть видимым с уровня улицы. Будущие спутниковые миссии с улучшенными разрешением и чувствительностью могут значительно расширить возможности мониторинга, дополняя наземные наблюдения и повышая точность картирования. Обобщая, применение гражданской науки в изучении природа городских огней меняет подход к пониманию и контролю светового загрязнения.
Благодаря задействованию широких масс населения и современных цифровых технологий создаётся мощный инструмент для формирования устойчивой и экологически безопасной городской среды. Эти знания помогают не только выявить истинные масштабы явления, но и наметить рациональные меры, которые позволят сохранить ночное небо и здоровье экосистем, не жертвуя комфортом и безопасностью жителей.
