Ночное освещение городов давно стало неотъемлемой частью современной городской жизни, создавая особое настроение, обеспечивая безопасность и улучшая экономическую активность. Однако с ростом урбанизации и распространением искусственного света возникают серьезные экологические и социальные проблемы, связанные с избыточным ночным освещением. Гражданская наука, как динамично развивающаяся форма научных исследований с активным участием общества, открывает новые горизонты в понимании структуры и влияния городских огней. Исследование природы городского освещения при участии добровольцев и использования специализированных приложений, таких как Nachtlichter, позволило впервые систематически собрать массу данных о типах и количестве уличных и коммерческих световых источников на обширных территориях. В 2021 году более 200 зарегистрированных участников в Германии посчитали и классифицировали более 230 тысяч источников света на площади около 22 квадратных километров.
Такая масштабная база данных не только дополнила спутниковые наблюдения, предоставив количественные меры числа источников освещения на каждый квадратный километр, но и выявила ключевые особенности светового ландшафта городов. Одним из наиболее важных открытий стало то, что уличное освещение далеко не является единственным или даже главным источником искусственного света в городских центрах Германии. Рекламные и декоративные световые установки, а также окна жилых и коммерческих зданий зачастую преобладают, особенно в вечерние часы. Анализ показал, что на большинство световых точек приходится использование в эстетических и рекламных целях, что значительно превышает количество уличных фонарей. Более того, в полночь в Германии продолжает светиться порядка 78 миллионов отдельных источников света, что подчеркивает огромный потенциал для снижения светового загрязнения путем управления использованием искусственного освещения.
Полученные данные о взаимосвязи плотности световых источников с радиацией искусственного света, зафиксированной спутниковыми приборами Visible Infrared Imaging Radiometer Suite Day–Night Band, позволяют преобразовать радиометрические единицы в более понятные показатели – количество светильников на квадратный километр. Это важный прорыв для городских планировщиков и экологов, так как облегчает оценку масштабов проблемы и планирование мер по ее снижению. Кроме того, исследование акцентирует внимание на разнообразии типов освещения, их характеристиках и особенностях использования. К примеру, было выявлено, что уличные фонари в Германии в основном оснащены защитными крышками, предотвращающими направленное вверх освещение, однако другие типы источников света, особенно установленные на фасадах зданий, часто имеют такую защиту в меньшей степени или отсутствуют вовсе. Такое излучение вверх увеличивает интенсивность светового загрязнения и влияет на формирование ночного светового сияния - так называемого светового «небесного свечения» или skyglow.
Исследование также подчеркивает временные изменения в ночной освещенности. За вечер и ночь многие коммерческие и рекламные огни постепенно выключаются, в то время как доля уличного освещения относительно увеличивается. Однако даже в поздние часы свет из жилых помещений сохраняет существенную часть общего уличного сияния. Такие данные показывают, насколько важно включать в политику по снижению светового загрязнения все виды освещения, а не ограничиваться исключительно уличным освещением. Экологические последствия чрезмерного ночного освещения трудно переоценить.
Световое загрязнение оказывает негативное воздействие на поведение птиц, которые сбиваются с путей миграции, привлеченные яркими огнями. Экосистемы, включая флору и фауну, изменяются под воздействием непривычного уровня освещенности, вызывая нарушения суточных циклов и биологических процессов. Для людей чрезмерный свет ночью связан с последствиями для здоровья – нарушением сна, снижением качества жизни и потенциальным увеличением риска заболеваний. Важнейшим аспектом данной работы является демонстрация эффективности и значимости инициатив гражданской науки. Привлекая население к активному вовлечению в сбор и классификацию данных об освещении, проект Nachtlichter не только повысил уровень научной достоверности и детализации данных, но и усилил экологическую осведомленность участников.
Такой подход позволяет формировать общественное мнение и стимулировать переход к более устойчивым и экологичным практикам освещения. Кроме научных достижений, результаты имеют важное прикладное значение для городской политики и регулирования использования искусственного света. Традиционно местные власти уделяли основное внимание оптимизации уличного освещения в целях экономии энергии и повышения безопасности. Однако новые данные показывают, что одна только модернизация уличных фонарей не решит проблему светового загрязнения в целом. В ряде стран уже предпринимаются шаги по ограничению включения рекламных и декоративных огней в ночное время, что не только снижает расход электроэнергии, но и улучшает качество ночного неба.
В Германии и Франции например введены нормативы, требующие выключать наружное освещение в определённые часы, если оно не требуется для безопасности. Такие меры способствуют сокращению общего уровня искусственного света, не причиняя ущерба социальным и экономическим функциям городского освещения. Инновационные технологии, включая адаптивное освещение с датчиками движения и временными контроллерами, позволяют направлять свет только тогда, когда это необходимо, уменьшая тем самым энергетические затраты и световое загрязнение. Практически на уровне индивидуальных пользователей важным направлением является продвижение закрытия штор в жилых помещениях после наступления темноты, что может значительно сократить световой поток, выходящий наружу. Несмотря на ряд достижений, остаются вызовы и пробелы в исследованиях городской освещенности.
Сложности в точной оценке отдельных видов светового излучения и разнообразия городского ландшафта требуют дальнейших многомасштабных исследований. Также необходимо проводить последовательные мониторинги с целью оценить эффективность внедряемых норм и технологий. Перспективы развития включают расширение применений гражданской науки в других странах, адаптацию методик для разных языков и культур, а также интеграцию данных с новыми спутниковыми системами, обладающими более высокой пространственной и временной разрешающей способностью. Такой комплексный подход позволит достичь более точного понимания динамики и причин светового загрязнения. В конечном итоге борьба с избыточным освещением в городах – это важный шаг на пути к устойчивому развитию, защите природы и обеспечению здоровья населения.
Современные исследования доказывают, что только объединение научных данных, инклюзивного подхода с участием граждан и активной политики может привести к успешному решению проблемы. Гражданская наука уже сегодня играет ключевую роль в освещении этой сложной темы, предлагая пути для более экологичного, красивого и безопасного городского ночного пространства.
