Городские огни с высоты космоса воспринимаются как завораживающий пейзаж, сотканный из светящихся точек, очерчивающих контуры мегаполисов. Однако за этим визуальным великолепием скрывается сложная картина искусственного освещения, источники которого до недавнего времени оставались недостаточно изученными. Вопросы о том, какие именно светильники составляют ночное световое сопровождение города, на сколько они распространены и как влияют на окружающую среду, долгое время оставались открытыми. Прорыв в решении этих вопросов произошел благодаря проекту Nachtlichter – инициативе, в которой приняли участие сотни гражданских ученых, получивших возможность своими наблюдениями внести вклад в понимание ночного городского освещения. Nachtlichter – это приложение, созданное для проведения масштабных наблюдений за источниками искусственного освещения на земле.
Участники проекта в 2021 году обследовали площадь около 22 квадратных километров, в основном на территории Германии, подробно классифицируя более 230 тысяч индивидуальных источников света. Такой подход позволил собрать уникальный объем данных, сопоставимый с наблюдениями со спутников, однако обладающий значительно большей подробностью. В результате появилась возможность не только определить, сколько светильников горит в городах, но и узнать их виды и функциональное назначение. Один из ключевых выводов проекта показал, что уличные фонари – не основной источник городского света, как считалось ранее. Наоборот, в центральных районах немецких городов больше всего светильников используется для рекламных и декоративных целей, нежели для освещения улиц и тротуаров.
По оценкам команды Nachtlichter, в Германии около 78 миллионов отдельных источников света остаются включенными в полночь, что указывает на значительные резервы для снижения светового загрязнения и экономии энергии. Это открытие имеет большое значение для формирования политики в области городского освещения. До сих пор внимание преимущественно уделялось именно уличным фонарям, поскольку они находятся под непосредственным контролем муниципальных служб и существуют подробные инвентаризации этих устройств. В то же время, реклама, освещение витрин, частные окна и декоративные элементы часто не учитываются в официальных данных, несмотря на их значительный вклад в ночное сияние городов. Кроме того, данное исследование предоставляет данные, необходимые для улучшения моделей оценки светового загрязнения.
Искусственный свет влияет не только на погоду и климатические процессы, но и на экосистемы, поведение животных и человека. Излучение света в верхние слои атмосферы вызывает эффект «светового загрязнения» или «светового облака», которое лишает ночное небо естественной темноты. Влияние такого эффекта прослеживается даже в изменениях миграционных маршрутов птиц и процессов фотосинтеза растений. Проект Nachtlichter показал, что около половины уличных светильников в Германии оснащены щитками, которые направляют свет вниз, снижая его распространение вверх в атмосферу. Однако для освещения, установленного на зданиях, уровень защитного экранирования заметно ниже, что дополнительно способствует распространению света в ночное небо.
Подобные данные указывают на приоритетные направления, по которым следует работать политикам для улучшения качества городского освещения с учетом экологических эффектов. Применение данных из проекта демонстрирует, что эффект от регулирования уличного света может быть недостаточен для значительного сокращения общего светового загрязнения. Например, во время массовой замены уличных светильников на светодиодные аналоги в США ожидалось снижение светового загрязнения, однако наблюдения показали обратную тенденцию – его интенсивность продолжила расти примерно на 10% в год. Такая ситуация объясняется тем, что другие источники света, включая рекламные вывески и украшения, оставались без контроля и продолжали увеличивать общий уровень освещения. Современные подходы к регулированию освещения в городах должны принимать во внимание весь спектр источников света.
Законодательство некоторых стран уже начало вводить ограничения времени работы наружной рекламы и призывает к снижению освещенности в нерабочие часы. Внедрение датчиков движения, автоматических выключателей и регулировка яркости становятся эффективными инструментами для оптимизации освещения с учетом требований безопасности и комфорта. Еще одним важным моментом, выявленным в ходе исследования, является значительная роль частных окон и внутреннего освещения в общегородском световом балансе. Политика, поощряющая использование штор и жалюзи после заката, может существенно снизить общий уровень света, проникающего на улицы, чем определенно стоит заняться как часть комплексного управления городским освещением. Социальный аспект проекта Nachtlichter не менее важен.
Вовлечение граждан в сбор данных повышает уровень осведомленности населения о проблемах светового загрязнения и стимулирует диалог между жителями и муниципалитетами по вопросам устойчивости и экологии городской среды. Активное участие жителей способствует более эффективной реализации программ оптимизации освещения и внедрению инновационных практик. Проект служит примером того, как сотрудничество науки и общества может привести к более глубокому пониманию сложных природных и антропогенных процессов. Достигнутые результаты уже влияют на исследования в области экологии, урбанистики и здравоохранения, расширяя горизонты для будущих инициатив. В перспективе аналогичные исследования могут быть расширены в другие страны и регионы, что позволит сравнить особенности городского освещения и влияния светового загрязнения в разных культурных и экономических контекстах.
Повышение разрешающей способности космических наблюдений также позволит делать более точные оценки и интегрировать данные с наземными наблюдениями. Таким образом, научные проекты с активным участием граждан открывают новые возможности для решения экологических проблем, связанных с искусственным освещением городов. Они способствуют более рациональному и ответственному использованию света, что положительно сказывается на качестве жизни, сохранении природы и экономии ресурсов.
