Ночная карта Земли с изображением городов, ярко освещённых искусственным светом, стала одним из самых узнаваемых символов современности. Однако несмотря на эту наглядность, многие аспекты, связанные с источниками света и их воздействием, остаются слабо изученными. До недавнего времени постоянное применение космических спутниковых данных позволяли лишь оценить светимость городов с орбиты, не давая ответа на вопросы о типах источников света и их распределения в городской среде. Это существенно усложняло разработку эффективных стратегий борьбы с загрязнением ночного неба и с экономическими потерями, связанными с чрезмерным и неэффективным освещением. Проект Nachtlichter, реализованный в Германии с 2021 года при участии сотен гражданских учёных посредством мобильного приложения, стал прорывом в изучении городского света.
Волонтёры прошли специальное онлайн-обучение и с помощью приложения классифицировали свыше 230 тысяч источников света на площади около 22 квадратных километров, охватывая при этом как крупные города, так и пригороды и небольшие населённые пункты. Данные были связаны с спутниковыми наблюдениями, позволив впервые «перевести» спутниковую яркость в реальные единицы – количество установленных светильников на квадратный километр. Результаты исследования удивили многих специалистов и политиков. Оказалось, что в центрах немецких городов протяжённость света для рекламы и декоративных целей превышает количество уличных фонарей. Это бросает вызов устоявшемуся мнению о том, что именно уличное освещение является главным источником светового загрязнения в городах.
В сумме по Германии остаются включёнными около 78 миллионов индивидуальных светильников в полночь, что символизирует огромный потенциал для снижения потребления электроэнергии и улучшения экологической ситуации. Помимо количественного учёта, приложение позволяло выявить и другие важные характеристики источников света: степень их экранирования, цвет и яркость. В частности, почти половина уличных фонарей в Германии полностью защищена и направлена вниз, что снижает выброс света вверх и уменьшает световое загрязнение. Однако более половины светильников, установленных на фасадах зданий, не имеют такого экрана, что ведёт к значительным потерям света в небо. Интересно, что декоративные и рекламные огни зачастую более яркие и менее контролируемые, чем уличное освещение, что требует переосмысления политики регулирования городской иллюминации.
Полученные данные помогают более объективно оценить влияние городского света на окружающую среду, в том числе на естественные экосистемы и здоровье человека. Известно, что искусственное освещение ночью привлекает птиц, что часто приводит к их гибели. Нарушение естественных ритмов также негативно сказывается на поведении многих видов животных, растений и даже на самочувствии людей. В то же время избыточный свет ложится дополнительной нагрузкой на энергосистемы и способствует выбросам парниковых газов. Особую важность данные приобретают в контексте мировой тенденции к развитию умных городов.
Адаптивное освещение, использующее датчики движения и времени суток, может значительно снизить избыточное освещение. Проект Nachtlichter выявил, что подобные технологии пока широко используются лишь в слабоосвещённых районах и пригородах, а в крупных городах их внедрение происходит медленно. Тем не менее, эффект от их использования может быть значительным для энергосбережения и уменьшения светового загрязнения. Гражданская наука, задействованная в проекте, позволила провести массовые полевые исследования, которые в одиночку были бы невозможны из-за огромного объёма и разнообразия городской среды. Использование приложения облегчало стандартизацию данных, минимизировало ошибки благодаря обучению участников и позволяло создавать высококачественные базы данных.
Такой подход увеличивает вовлечённость населения в экологические инициативы и способствует более осознанному отношению к городскому освещению. Одним из важных аспектов исследования стало выявление различий в городском освещении в зависимости от типа застройки и использования территории. В густонаселённых районах преобладали светильники для декоративных и рекламных целей, тогда как в пригородах и небольших населённых пунктах чаще встречались садовые и частные огни. Это позволяет целенаправленно разрабатывать рекомендации, учитывающие локальные особенности и потребности. Исследование также подтвердило, что спутниковые данные не всегда могут полноценно отражать реальное состояние освещения, поскольку измеряемая яркость зависит не только от количества источников света, но и от их характеристик, направленности и высоты установки.
Это значит, что для разработки дорогостоящих и энергоёмких проектов по модернизации освещения требуется более детальное изучение на местах, а не только анализ данных из космоса. Последствия работы Nachtlichter выходят за рамки экологического мониторинга. Потенциальные выгоды для городской инфраструктуры включают повышение безопасности дорожного движения за счёт детального учёта и оптимизации уличного освещения. Улучшение качества жизни горожан достигается снижением светового дискомфорта, а также натуральной ночной атмосферы, что влияет на психологическое состояние и здоровье. Правительственные меры, направленные только на обновление уличных фонарей с применением светодиодных технологий, обещают ощутимую экономию энергии, однако игнорирование частного и рекламного освещения сводит эти усилия на нет.
Именно поэтому появление полной базы данных всех источников света позволяет взглянуть на проблему системно и добиваться реального снижения светового загрязнения в городах. На примере Германии уже появляются законодательные инициативы, которые регулируют часы работы рекламного освещения и рекомендуют использование штор в жилых помещениях для уменьшения светового выброса ночью. Такие меры, как показывают исследования проекта Nachtlichter, могут привести к значительному сокращению общего потребления света без ущерба для городской жизни и бизнеса. Всё это доказывает, что комплексный подход к проблеме светового загрязнения требует совместных усилий учёных, граждан, городских властей и бизнеса. Гражданская наука становится важным инструментом, позволяющим получать достоверные и детальные данные, на основе которых формируются эффективные и устойчивые урбанистические решения.
В ближайшем будущем расширение подобных проектов за пределы Германии и использование новых высокоточных спутниковых систем наблюдения откроют новые возможности для борьбы с негативными последствиями светового загрязнения. Повышение осведомлённости населения и развитие технологий экологического освещения будут способствовать не только экономии ресурсов, но и сохранению естественных ночных экосистем и улучшению качества жизни во всех уголках земного шара.
