Введение в проблему городского освещения и светового загрязнения давно перестало быть исключительно предметом научных исследований. Немало ученых, экологов и активистов обращают внимание на то, как искусственный свет влияет не только на природу, но и на здоровье человека, а также на экономическую сторону вопроса. В то же время традиционные методы изучения ночных огней, в частности спутниковые наблюдения из космоса, хотя и дают глобальную картину светового пепла, обладают ограниченной способностью к детализации. Они не способны точно идентифицировать источники света и понять, какие именно объекты и типы освещения формируют ночные пейзажи городов. В этом контексте особенно примечателен волнующий пример гражданской науки, в частности инициатива проекта Nachtlichter, которая позволила сотням добровольцев напрямую исследовать ночное освещение на уровне улиц и зданий.
Проект Nachtlichter — это совместная инициатива исследователей и неравнодушных жителей Германии и нескольких европейских стран, запущенная в 2021 году для изучения городского освещения с помощью мобильного приложения. Благодаря участию более двухсот пятидесяти добровольцев было собрано свыше 230 тысяч данных об источниках света на территории площадью около 22 км². Добровольцы ходили по заранее заданным маршрутам, фиксируя разнообразные типы освещения: уличные фонари, вывески, окна зданий, декоративные огни и многие другие категории. Такой подход позволил впервые получить масштабное, детализированное и многочисленное “земное” исследование источников света, превосходящее по детализации возможности спутниковых снимков. В результате анализа собранных данных стало отчетливо видно, что традиционный фокус на уличном освещении как основном источнике городского света не отражает реальной картины.
В центральных частях городов Германии количество источников света, используемых для рекламы и декоративной подсветки, значительно превышает количество уличных фонарей. Более того, менее чем четверть световых источников остаются в автономном режиме строго уличного освещения. Это открытие важно, поскольку множество политик и экологических инициатив до сих пор базируются на предположении, что именно уличное освещение является главной причиной светового загрязнения. Примерно 78 миллионов отдельных световых источников в Германии остаются включёнными даже в полночь, что показывает огромный потенциал для снижения светового загрязнения через организацию более эффективного управления городской подсветкой. Реализация мер по сокращению лишнего освещения, особенно в поздние ночные часы, может привести к экономии энергии, уменьшению вредных воздействий на дикую природу и улучшению качества жизни городских жителей.
Еще одна важная особенность исследований Nachtlichter – это корреляция между измерениями, сделанными «с земли», и радиацией, зафиксированной спутниками. Было установлено, что наблюдаемая спутником радиация по интенсивности соотносится с количеством источников света на квадратный километр. Так, на каждое измерение радиации в 1 нановатт на сантиметр квадратный на стерадиан приходится примерно 219–317 источников света, в зависимости от времени суток. Эта формула помогает превратить спутниковые данные в более понятные показатели, которые можно сопоставлять с реальными условиями на улицах городов. Проект также выявил, что многие уличные фонари в Германии оснащены эффективной системой защиты от рассеивания света вверх, что помогает уменьшить световое загрязнение неба.
Однако лишь около половины такого оборудования на самом деле полностью экранированы. Зачастую декоративные светильники, фасады зданий и рекламные вывески плохо экранированы, что способствует распространению светового загрязнения в атмосферу. Изменение интенсивности и типов освещения в течение ночи – еще один значимый аспект, выявленный наблюдениями. Например, частные окна и рекламные вывески значительно уменьшают яркость или полностью отключаются к поздним ночным часам, в то время как уличное освещение выключается редко. Такие изменения влияют на общую картину светового загрязнения и должны учитываться при моделировании его воздействия на окружающую среду и живые организмы.
Городские ночные огни оказывают разнообразное воздействие на экологию и биоразнообразие. Известно, что яркое освещение привлекает мигрирующих птиц, которые из-за дезориентации могут погибать. Кроме того, изменения светового режима влияют на растения и животных, нарушая естественные биоритмы и процессы развития. С точки зрения человека, чрезмерное освещение влияет на циркадные ритмы, что сказывается на здоровье и уровне стресса горожан. Инициатива Nachtlichter не только заполнила информационные пробелы о реальных источниках городского света, но и продемонстрировала преимущества подхода с привлечением добровольцев.
Участие граждан не только позволяет собрать данные более оперативно и масштабно, но и повышает осведомленность населения о проблемах светового загрязнения. Это способствует общественной активности и лоббированию более разумных и экологичных мер управления городским освещением. Помимо экологического и социального аспектов, исследования ночного освещения важны с экономической точки зрения. Сокращение избыточного и неэффективного освещения способствует экономии электроэнергии и снижению затрат городских администраций и частных компаний. В свете глобальных вызовов, связанных с изменением климата, такие меры приобретают еще большую значимость.
В то же время проект выявил некоторые сложности и ограничения метода. Наблюдения не охватывали территории с высотными зданиями и промышленными парками, где тип и расположение освещения существенно отличаются. Более того, учет меняющегося в ночное время светового режима требует дополнительных многократных наблюдений. Сложность заключается и в том, что даже при детальных подсчетах источников света невозможно однозначно определить, какую долю спутникового сигнала дает каждый отдельный светильник или вид освещения из-за различий в яркости и спектре излучения. Тем не менее потенциал для расширения и развития данного подхода огромен.
С развитием технологий, включая появление спутников с более высоким разрешением и чувствительностью, а также улучшением приложений для сбора данных у жителей, можно ожидать появления более точных карт освещения городов и даже анализа динамики изменений, возникающих под воздействием политики или технических инноваций. Таким образом, приложение усилий гражданской науки к изучению городского освещения способствует решению важной экологической, социальной и экономической проблемы. Поддержка и развитие подобных проектов позволят помочь городам стать более экологичными, энергоэффективными и комфортными для жизни в ночное время. Рациональное управление городским светом сыграет ключевую роль в сохранении темного неба, обеспечении здоровья городских экосистем и снижении энергопотребления в будущем.
