Ночные огни городов давно стали символом современного мира. С высоты космоса яркие пятна на темном фоне земли напоминают созвездия — они олицетворяют развитие, жизнь и технологический прогресс. Однако за этой красотой скрываются серьезные экологические и социальные проблемы, связанные с искусственным освещением, которые традиционным методам наблюдения до сих пор было сложно понять в полной мере. Верное понимание источников, типов и масштабов искусственного света имеет решающее значение для внедрения эффективных мер по защите городской среды. Именно здесь на передний план выходит гражданская наука — объединение усилий ученых и добровольцев для сбора уникальных данных, недоступных спутникам и официальным базам данных.
Один из ярких примеров такого проекта – исследование, проведённое с использованием мобильного приложения Nachtlichter, которое позволило с помощью граждан-наблюдателей детально классифицировать светоисточники в немецких городах и пригородах. Ночное освещение как экологическая проблема получило широкое признание за последние годы. Искусственный свет влияет не только на астрономические наблюдения, но и наносит ущерб экосистемам, здоровью человека и энергопотреблению. Свыше четверти суши Земли подпадает под воздействие светового загрязнения, а в Европе этот показатель достигает почти 90%. Несмотря на это, большая часть данных о городском свете сосредоточена на уличном освещении, так как оно контролируется государственными учреждениями и фиксируется в публичных реестрах.
Однако недавние исследования показывают, что уличные фонари — лишь небольшая часть всей картины. Значительную долю света излучают рекламные вывески, витрины магазинов, окна жилых домов и декоративные установки, которые традиционные спутники не могут идентифицировать с достаточной точностью. Проект Nachtlichter, реализованный в 2021 году, позволил впервые в массовом масштабе собрать информацию об источниках искусственного света с точностью, недостижимой для спутников. Более 250 активных участников с помощью специально разработанного приложения прошли тысячи маршрутов в 33 населённых пунктах, охватив площадь более 22 квадратных километров. Они классифицировали около 234 тысяч световых источников, разделяя их на 18 категорий, включая уличные фонари, рекламные вывески, окна жилых и коммерческих зданий, светильники на зданиях, декоративные огни и другие.
Результаты оказались по-настоящему впечатляющими. Во-первых, жители и участники исследования подтвердили, что значительная часть городского света приходится на элементы, не относящиеся к уличному освещению. Рекламные и декоративные огни в центрах немецких городов превышают число уличных фонарей, особенно в вечерние часы. Хотя к поздней ночи многие коммерческие огни отключаются, уличные фонари всё равно остаются в меньшинстве по количеству источников света. При этом наиболее часто встречающимися световыми источниками тоже оказались окна жилых домов — ими освещены значительные части городской среды, что подчеркивает важность бытового света в общей картине светового загрязнения.
Во-вторых, благодаря собранным данным удалось установить количественную связь между видимой с земли плотностью световых источников и радиацией, регистрируемой спутниками. Такой «перевод» позволяет более наглядно понимать спутниковую информацию. Например, один из выводов: по данным спутника за один из пикселей городской территории Германии приходится около 219 светильников на квадратный километр в полночь. Это масштаб проблемы в конкретных цифрах, с которыми проще работать политикам и урбанистам. Кроме того, исследование показало, что в Германии в последние годы насчитывается около 78 миллионов источников искусственного света, которые продолжают гореть в ночное время.
При этом установить степень защиты от восходящего излучения — так называемую «экранировку» — удалось только приблизительно, но было обнаружено, что не более половины уличных фонарей оснащены полным экраном, снижающим световое загрязнение неба. Освещение зданий и рекламных вывесок чаще всего не экранировано, что значительно увеличивает отражённый и восходящий свет и способствует возникновению эффекта светового смогового дождя и повышенному уровню ночного неба. Важно понимать, что эффективное уменьшение светового загрязнения требует комплексного подхода. Сквозная ориентировка на уличное освещение, без учёта других источников, не приносит желаемых результатов. Так, недавние исследования в США показали, что несмотря на переход на энергосберегающие светодиодные уличные фонари, общая яркость ночного неба продолжает расти из-за увеличения частоты и мощности декоративных и коммерческих огней.
В Германии и некоторых других странах приняты меры по ограничению наружного освещения в ночное время, такие как отключение рекламных вывесок во время низкой пешеходной активности или поощрение использования штор в жилых домах, что демонстрирует важность регулирования частных и коммерческих источников.Ценность проекта Nachtlichter также состоит в том, что он активно вовлек обычных жителей в процесс сбора данных, повышения осведомлённости и обсуждения проблемы светового загрязнения. Гражданская наука становится не только инструментом для изучения окружающего мира, но и средством формирования экологической ответственности и содействия устойчивому развитию городов. Мобильное приложение, обучающие материалы и систематический подход к наблюдениям позволили обеспечить достаточно высокую точность и сопоставимость данных, что важно для формирования политики и научных моделей.Новицы возможностей предоставит развитие технологий спутникового наблюдения с более высоким пространственным разрешением и более частыми пролётами.
В дальнейшем методики, подобные Nachtlichter, могут стать национальными или международными инициативами, позволяющими понять и сравнить городское освещение в разных странах, выявить наиболее эффективные практики и провести оценку воздействия новых технологий и регламентов на городское освещение.Для урбанистов, экологов и регулирующих органов такие данные открывают новые горизонты в решении задач зарядки городской среды, улучшения качества жизни и сохранения природного баланса. Помня о влиянии света на животных, птиц и растения, его роль в человеческом здоровье и безопасности, а также на энергопотребление и финансовые затраты, становится ясно, что комплексная, основанная на данных политика — это ключ к устойчивому и гармоничному развитию городов будущего. Современные города стоят на перепутье между необходимостью в освещении для безопасности и комфорта и вызовом минимизации негативных экологических последствий. Использование потенциала гражданской науки и новых технологий наблюдения предлагает уникальные возможности для решения этой задачи.
Как показал проект Nachtlichter, вовлечение обывателей и совместная работа с учёными могут привести к значительным открытиям и инновационным решениям. Городские огни — это не просто иллюминация, а комплексный феномен, управляемый как традициями, так и наукой, который требует продуманного и ответственного подхода.
