В наше время ночное небо большинства городов ярко освещено тысячами искусственных источников света. Они формируют знаменитые спутниковые снимки Земли ночью, которые создают мозаику огней большого города. Однако до недавнего времени мы знали очень мало о том, какие именно источники света составляют этот камуфляж яркости, какой их масштаб и как они влияют на окружающую среду. Проект Nachtlichter, инициированный группой ученых и граждан-исследователей, стал прорывным шагом в раскрытии секретов городской ночной иллюминации. Более 250 волонтеров в Германии объединились для сбора данных о типах и количестве уличных светильников, рекламных табло, окон и других источников света, используя специально разработанное приложение.
Использование гражданской науки было продиктовано необходимостью получения больших объемов данных, охватывающих разные населенные пункты и районы. Самостоятельно ученым было бы не под силу провести столь масштабное наблюдение. Люди, использующие мобильное приложение, проходили по улицам, классифицируя светильники в несколько категорий и внося данные о их яркости, цвете и наличии экранов движения. В итоге программа помогла каталогизировать более 230 тысяч источников света по территориальному участку в 22 квадратных километра в 33 разных сообществах. Это позволило впервые «привязать» спутниковые данные о радиации света к самому реальному количеству установленных источников.
Основанный на собранных данных анализ показал, что городское освещение — это гораздо более сложный феномен, чем просто уличные фонари. Особенно в городских центрах большинство источников света предназначены для рекламы и эстетики, и лишь незначительная часть — для освещения улиц. Такие рекламные огни и витрины магазинов составляют существенный вклад в общую световую нагрузку, которую сложно оценить по спутниковым снимкам из-за ограниченной чувствительности приборов к типам источников света. Важным открытием стало то, что почти 78 миллионов светильников по всей Германии остаются включенными в полночь, что свидетельствует о большом потенциале для снижения светового загрязнения и энергопотребления. Световое загрязнение воспринимается как экологическая проблема не только из-за потребления электроэнергии, но и ввиду его негативного воздействия на окружающую среду и здоровье человека.
Ночное освещение влияет на миграцию птиц, дезориентируя их и нарушая природные ритмы. Оно также вносит изменения в поведение животных и даже растений, для которых естественный свет — важный элемент экологической системы. Приложение Nachtlichter и собранные с его помощью данные помогают понять, какие именно источники света следует регулировать и ограничивать для минимизации этих негативных последствий. Традиционные подходы к регулированию городского освещения фокусируются преимущественно на уличных фонарях, так как именно муниципалитеты несут ответственность за их содержание и обслуживание. Однако данные проекта показали, что узкая направленность на уличное освещение не решает проблему в целом.
Немаловажно обратить внимание также на рекламные подсветки, вывески, освещение зданий и окна жилых домов — все эти элементы играют существенную роль в общем свечении городов. Проект также выявил особенности использования защитных экранов и технологий управления светом, таких как датчики движения. Около половины уличных фонарей оснащены защитой, предотвращающей световое рассеивание вверх, способствующее ночному небу. В отличие от них, много других светильников остаются незащищенными, способствуя возникновению так называемого «небесного свечения». Современные методы управления светом могут снизить избыточное освещение, что особенно важно для «умных городов», стремящихся к энергосбережению и уменьшению негативного воздействия на природу.
Временной фактор включения света также проявился ключевым в понимании динамики городских огней. Например, многие окна жилых и коммерческих зданий затемняются к полуночи, что снижает общий уровень светового загрязнения в позднее время. Однако реклама и некоторые декоративные источники часто остаются активными гораздо дольше. Возможности регулирования рабочего времени светильников и вывесок могут стать важным инструментом в борьбе с перенасыщением ночного пространства светом. Данные со спутников, отражающие уровень светового излучения, тесно коррелируют с полнотой данных, собранных волонтерами, но не дают полного понимания типов источников и их характеристик.
Сложности в переводе спутниковых показателей в физически понятные величины связаны с разнообразием источников, архитектурой улиц, высотой зданий и условиями распространения света вверх. Проект Nachtlichter показал, что учет этих деталей необходим для точного моделирования политик и оценки эффективности мер по снижению светового загрязнения. Статистический и пространственный анализ позволил также выделить различия между типами населенных пунктов — от густозаселенных городов до пригородов и деревень. В менее плотных населенных пунктах декоративное и частное освещение имеет более значительную долю, чем в городах, где доминируют коммерческие и рекламные огни. Такая дифференциация необходима для разработки целевых экологических политик, учитывающих не только экономический, но и культурный контекст освещения конкретного региона.
Политические и социальные аспекты вопросов светового загрязнения также приобретают все большую значимость. В ряде стран предпринимаются активные шаги по ограничению доступа избыточного света, вплоть до законодательных инициатив. В Германии, например, пандемия энергетического кризиса усилила интерес к сокращению ненужного освещения, что подтверждает данные проекта о миллионах светильников, работающих без веской необходимости. Кроме практического влияния на явление светового загрязнения, проект Nachtlichter демонстрирует важность привлечения населения к научным исследованиям. Участие граждан в сборе и классификации информации способствует не только росту объема данных и их качества, но и повышению общественной осведомленности о проблеме.
Это способствует формированию «световой» культуры в обществе, развитию сознательного отношения к совместному окружающему пространству. Перспективы развития подобных мероприятий связаны с усовершенствованием технологий как спутникового наблюдения, так и инструментов гражданской науки. Новые спутники с более высоким пространственным разрешением и чувствительностью позволят получать более точные карты освещения. Развитие приложений для взаимодействия с добровольцами, а также поддержка долгосрочных наблюдательных кампаний, помогут обнаружить тенденции и выявить влияние новых законодательных мер. В итоге, для достижения устойчивого баланса между потребностями безопасного и комфортного освещения и нуждами природы и общества, необходима междисциплинарная, ориентированная на данные политика.
Проект рассчитан не только на немецкие города. Применение подобного метода в других странах могло бы раскрыть причины больших различий в световых выбросах даже среди городов с сопоставимым уровнем развития и доходов. Анализ таких тенденций поможет понять роль культурных, экономических и технических факторов в увеличении или снижении светового загрязнения. При этом обучение и адаптация методов в различных языковых и национальных контекстах будут ключевыми вызовами для следующих этапов исследований. Таким образом, гражданские проекты изучения городского освещения не только формируют полноценные базы данных, но и служат инструментом объективного мониторинга и оценки стратегий, направленных на сокращение ночного светового загрязнения.
Они помогают перевести спутниковые изображения в язык повседневных реалий, делая проблему понятной и управляемой. Будущее городов во многом зависит от того, как мы поймем и возьмем под контроль ту кастомную яркость, которую мы сами создаем в ночном пространстве.
