Свет городских огней, отражающийся на ночном небе Земли, давно стал символом человеческой цивилизации. Однако за этим ярким сиянием скрываются сложные экологические и социальные проблемы, связанные с искусственным освещением. Несмотря на визуальную привычность ночных городских пейзажей, точное понимание источников искусственного света и их влияния на окружающую среду долгое время оставалось ограниченным. В последние годы прогресс в технологиях спутникового наблюдения дал первые данные о масштабах светового загрязнения, однако эти наблюдения часто не позволяют определить специфику света, его источники и локализацию. Эту проблему успешно решила инициатива, основанная на науке граждан — проект Nachtlichter, с участием добровольцев, которые систематически собирали данные о ночном освещении на месте.
Благодаря такому подходу появилась возможность глубже понять природу и структуру городских огней, что играет важную роль в формировании экологических стратегий и урбанистической политики. Феномен светового загрязнения значительно выходит за рамки эстетики ночного города. Яркий ночной свет воздействует на экосистемы, изменяет поведение животных, влияет на здоровье человека и способствует излишнему потреблению электроэнергии. Оценки показывают, что искусственное освещение распространяется на четверть суши Земли и охватывает более 88% территории Европы. Несмотря на это, статистика, подробно указывающая, какие именно световые источники ответственны за эти излучения, до недавнего времени была недостаточно точной.
Традиционные публичные базы данных и даже современные спутниковые снимки не могли детализировать типы источников освещения, будь то уличные фонари, рекламные вывески, фасадное или декоративное освещение. Проект Nachtlichter решил эту задачу, предложив вовлечь широкую аудиторию в процесс наблюдения с помощью мобильного приложения. Гражданские ученые, используя специально разработанный для этого приложения Nachtlichter, обходили определённые городские районы, системно подсчитывая и классифицируя виды светильников по 18 категориям, охватывающим такие варианты, как уличное освещение, окна частных домов, рекламные знаки, прожекторы и декоративное освещение. Для повышения точности подсчёта все участники проходили обязательное онлайн-обучение, что существенно снижало субъективную погрешность. В осенний период 2021 года в рамках кампании участники собрали данные о более чем 234 тысячах источников света на территории около 22 квадратных километров, преимущественно на территории Германии.
Сопоставление полученных наземных данных с радиационными спутниковыми наблюдениями позволило установить количественную связь между количеством конкретных источников света и измеряемым сверху уровнем светового излучения. Анализ выявил, что на типичные 1 кв. км территории города приходится от 219 до 385 отдельных светильников, видимых спектром спутника в зависимости от времени ночи. Эта «трансляция» спутниковых данных в понятные человеку показатели — количество огней— открывает новые возможности для контроля светового загрязнения и планирования его сокращения. Наиболее поразительным результатом исследования стало осознание того, что традиционное уличное освещение составляет меньшую часть от общего количества световых источников.
В центрах городов Германии больше светильников, используемых для рекламы и эстетических целей, чем классических фонарей для освещения улиц. Даже в поздние часы ночи, когда уличные фонари остаются включенными почти всегда, количество работающих рекламных вывесок и освещённых окон значительно сокращается, но они всё равно значительно превосходят уличное освещение по числу. По оценкам исследователей, около 78 миллионов отдельных световых точек остаются включёнными в полночь по всей Германии — это огромный потенциал для экономии энергии и снижения негативного воздействия на окружающую среду. Масштабный сбор данных в рамках науки граждан позволил подробно рассмотреть и другие параметры: степень защиты светильников от направленного излучения вверх (например, с помощью щитков), яркость и цвет излучаемого света, использование сенсоров движения. Оказалось, что только около половины уличных фонарей в Германии оснащены полной защитой от светового загрязнения вверх, а ненаправленное освещение, исходящее от фасадов зданий и прожекторов, зачастую остаётся неконтролируемым источником излучения.
Цвет светильников варьируется: уличные фонари часто имеют оранжеватый оттенок, в то время как рекламные и канопейные огни чаще белого цвета. Использование датчиков присутствия для контроля освещения пока ограничено и более распространено в пригородах и деревнях, чем в густонаселённых городах. Экологические последствия от такого светового излучения становятся всё более очевидными. Световое загрязнение негативно влияет на миграционные пути птиц, ведёт к смертности животных, нарушает биоритмы флоры и фауны, а также влияет на человека, вызывая нарушения сна, повышая стрессовые уровни и усугубляя здоровье. Огромный объём энергии, расходуемый на внешнее освещение по ночам без необходимости, увеличивает нагрузку на электросети и способствует глобальному изменению климата.
В связи с этим политика по разумному регулированию и управлению городским освещением становится критически важной задачей для устойчивого развития. Текущие подходы в управлении городским освещением зачастую сфокусированы преимущественно на уличных фонарях, так как они находятся под контролем муниципальных властей и являются хорошо учтёнными объектами. Однако результаты проекта Nachtlichter свидетельствуют, что более половины светового загрязнения формируется за счёт других источников, таких как рекламное и декоративное освещение, частные окна и фасадные огни. Это означает, что политика и нормативные акты должны расширить фокус, включая эффективное регулирование рекламы, стимулирование использования занавесок или штор в ночное время и внедрение технологий управления освещением, например, таймеров и датчиков движения. Некоторые страны уже начинают применять такие меры на практике.
Во Франции, например, установлены законодательные ограничения на работу рекламных вывесок в ночные часы, а в Германии во время энергетического кризиса, вызванного военными действиями в Европе, были введены временные ограничения на уличное и рекламное освещение с целью экономии электроэнергии. Результаты исследования Nachtlichter дают полное научное обоснование для дальнейшего развития и принятия подобных мер, а также помогают оценить их эффективность после внедрения. Использование науки граждан для сбора данных о ночном освещении демонстрирует не только пользу для научного познания и мониторинга, но и вовлекает общественность в важные экологические инициативы. Люди, участвуя в счёте городских огней, повышают свою осведомлённость и заинтересованность в проблеме светового загрязнения, что способствует развитию экологической культуры и поддержки устойчивых решений на местном уровне. Кроме того, пространственные данные, полученные в ходе проекта, помогают выявить локальные особенности распределения и типов освещения, а также понять различия между городскими центрами, пригородами и сельской застройкой.
Это позволяет более точно разрабатывать меры, ориентированные на конкретные территориальные условия и потребности жителей. В целом проект Nachtlichter открывает новые горизонты для исследований в области светового загрязнения. Он доказывает, что интеграция передовых спутниковых технологий и человеческого восприятия даёт гораздо более глубокое и точное представление о ночном городском освещении, чем любой из методов по отдельности. Планы по расширению подобных инициатив на другие страны и регионы способны трансформировать глобальное понимание структуры и динамики светового загрязнения, что критически важно для экологии, энергетики и планирования городов будущего. Свет в ночном городе — это не просто эстетика и безопасность, это комплексный фактор, воздействующий на природу, здоровье и комфорт людей.
Только благодаря комплексным научным подходам, включающим активное участие общества, можно найти эффективные пути к устойчивому использованию и контролю искусственного освещения, сохранив ночное небо, природу и энергию для будущих поколений.
