Городская ночь давно перестала быть просто временем отдыха и покоя, превратившись в пространство, где сверкают миллионы огней, образующих неповторимые световые панорамы. Современные спутниковые снимки Земли, полученные ночью, демонстрируют удивительные картины городов, освещённых миллионами источников искусственного света. Однако, несмотря на визуальную привлекательность таких изображений, научное сообщество долго не имело четкого представления о том, какие конкретно источники света присутствуют в городской среде и в какой степени они влияют на световое загрязнение. Этот пробел мешал разработке эффективных экологических и энергосберегающих стратегий. Именно в этом направлении внес значительный вклад проект Nachtlichter — масштабное исследование, основанное на гражданской науке, которое позволило собрать уникальные данные о городском освещении в Германии и соседних странах.
Гражданская наука как инновационный инструмент Гражданская наука — это форма научной деятельности, в которой участие принимают не только профессиональные исследователи, но и волонтёры из числа обычных граждан. С помощью специально разработанного приложения Nachtlichter тысячи добровольцев собрали детальные данные о ночном освещении на улицах своих городов, классифицируя каждый световой источник по ряду признаков: типу, яркости, цвету и другим характеристикам. Такой подход позволил преодолеть ограничения, связанные с использованием только спутниковых данных, которые, хотя и охватывают большие территории, часто не могут различать мелкие, локальные источники света или точно определять их характер. Масштаб и результаты исследования В 2021 году более 250 участников провели около 4400 наблюдений, охватив площадь порядка 22 квадратных километров в 33 населённых пунктах Германии и соседних стран. Они зафиксировали свыше 234 тысяч световых источников, включая уличные фонари, рекламные вывески, частные окна и декоративное освещение.
Анализ данных показал, что в центре городов доля световых источников, используемых в рекламных и эстетических целях, зачастую превосходит количество уличных фонарей. Это открытие имеет важное значение, так как до сих пор многие политики и исследователи уделяли основное внимание именно уличному освещению. Установка в масштабах страны и потенциальные возможности для снижения светового загрязнения Используя собранные данные и спутниковые измерения, учёные смогли оценить общее количество световых источников, действующих в полночь по всей территории Германии. По их оценкам, это около 78 миллионов огней — число, которое значительно превосходит количество государственных уличных фонарей, оцениваемое примерно в 9 миллионов. Такая масштабность проблемы указывает на огромный потенциал для уменьшения светового загрязнения путём управления не только государственным освещением, но и частным, коммерческим и декоративным.
Экологические и социальные последствия искусственного освещения Искусственный свет признан одним из ключевых загрязнителей окружающей среды. Помимо влияния на энергопотребление и климат, он оказывает серьезное воздействие на экосистемы, нарушая поведение животных и растений. Например, ночное освещение привлекает птиц, что часто приводит к их гибели из-за столкновений и дезориентации. Кроме того, изменённая яркость ночного неба влияет на природные ритмы жизни многих видов, включая человека, вызывая проблемы со здоровьем из-за нарушения циркадных ритмов. Недооценённость разнообразных источников света Ранее предполагалось, что основная доля искусственного света в городах обеспечивается уличными фонарями.
Однако наблюдения показали, что значительную часть света дают яркие рекламные знаки, витрины магазинов и окна жилых зданий. Особенно в центрах городов рекламное и эстетическое освещение может в пять и более раз превышать уличное освещение. Это значит, что эффективные меры по сокращению светового загрязнения должны учитывать весь спектр источников, а не только фонари на улицах. Технические и методологические особенности исследования Для учёта изменений в освещении в течение ночи был разработан специальный алгоритм, позволяющий оценивать количество активных световых источников в разное время, например, в начале вечера и в полночь. Данные показали, что большая часть рекламных и оконных огней выключается к поздним часам, тогда как уличные фонари продолжают работать.
При этом около половины уличных фонарей имеет защитные экраны, предотвращающие рассеивание света вверх и, следовательно, способствующие уменьшению светового загрязнения. Важность учёта локальных особенностей Анализ распределения типов освещения в зависимости от типа городской застройки показал, что в менее плотных жилых районах и пригороды более распространено декоративное и садовое освещение, в то время как в густо застроенных центрах преобладают рекламные вывески и коммерческое освещение. Такие детали помогают понимать, какие меры эффективнее применить в разных условиях и какие группы источников света требуют пристального внимания. Роль политики и перспективы изменений До сих пор большинство инициатив по борьбе со световым загрязнением концентрировались на уличном освещении, поскольку за неё отвечают муниципальные власти. Однако обнаруженные данные указывают на необходимость расширения фокуса политик.
Регулирование освещения в коммерческой сфере, реклама и частные окна имеют значительный потенциал для снижения светового загрязнения, если использовать ограничения на время работы или методы затемнения. Примеры успешных подходов включают французское законодательство, требующее выключения рекламных вывесок в определённые часы, что позволяет экономить энергию и уменьшать загрязнение без снижения эффективности рекламы. Аналогичные меры могут быть распространены и в других странах. Важная роль сознательности граждан Вовлечение горожан в процесс сбора данных не только предоставило качественную информацию для науки, но и повысило общественное внимание к проблеме светового загрязнения. Участники проекта получали возможность обсуждать результаты с местными властями и участвовать в формировании предложений по улучшению ситуации.
Это поднимает уровень осведомленности и способствует устойчивым изменениям в городской среде. Вызовы и ограничения исследований Хотя исследование принесло значимые результаты, оно имеет свои ограничения. Собранные данные пока относятся преимущественно к Германии и не полностью учитывают особенности более плотного строительства с высотными зданиями или частные промышленные объекты. В будущем расширение исследований на другие страны и использование более совершенных спутниковых технологий поможет уточнить и дополнить существующие выводы. Содействие развитию умных городов Полученные знания имеют прямое отношение к концепции умных городов, где освещение адаптируется к реальным потребностям с использованием датчиков движения и временных регуляторов.
Это позволит минимизировать излишнее освещение и оптимизировать энергопотребление, при этом сохраняя комфорт и безопасность горожан. Перспективы для науки и общества Результаты проекта Nachtlichter демонстрируют эффективность сочетания современных технологий и активного участия граждан в реализации научных задач. Такой подход помогает получить уникальные данные, которые сложно собрать традиционными методами, и открывает новые возможности для решения комплексных экологических проблем. Понимание структуры и динамики городского освещения выявляет ключевые точки воздействия для уменьшения светового загрязнения, улучшения здоровья населения и сохранения биологического разнообразия. Заключение Городские огни — это не только эстетика и удобство, но и значимый фактор, воздействующий на окружающую среду и качество жизни.
Гражданская наука, объединяющая усилия учёных и жителей, позволяет глубже понять механизмы искусственного освещения, выявить серьёзные проблемы и наметить пути их решения. Многомиллионные источники света, работающие каждую ночь, требуют комплексного подхода к управлению, который выходит за рамки уличного освещения и включает коммерческую, частную и декоративную составляющие. Инновации в сочетании с участием общества открывают перспективы для создания более здоровых, экологичных и энергоэффективных городов будущего.
