Ночная картина Земли с точки зрения космоса давно стала символом современного мира: яркие огни городов словно звезды, рассыпающиеся по темному полотну ночи. Однако до недавнего времени мы имели ограниченное представление о том, что именно формирует этот свет и как его количество влияет на окружающую среду и здоровье людей. Проблема загрязнения искусственным светом приобрела глобальный масштаб, затрагивая не только экологию, но и социальные аспекты жизни в городах. Важным шагом на пути к пониманию явления стала инициатива гражданской науки, в рамках которой тысячи добровольцев совместно собирают данные о ночном освещении своих населенных пунктов, помогая специалистам получить детальную картину городского светового ландшафта. Ключевой проект, который позволил впервые в масштабах страны провести инвентаризацию источников ночного света — приложение Nachtlichter, разработанное в Германии.
Оно позволило волонтерам — жителям различных городов и поселков — контролируемо учитывать и классифицировать почти четверть миллиона источников света на площади 22 квадратных километров. Результаты этого масштабного гражданского исследования открыли глаза на то, что реальный состав городского ночного освещения куда более разнообразен, чем считалось прежде, и имеет существенное значение для политики, направленной на снижение светового загрязнения и улучшение экологической ситуации. Долгое время основным объектом внимания при оценке ночного освещения были уличные фонари. Действительно, о них есть данные у муниципальных властей, ведь они ответственны за их установку и обслуживание. Однако ночные снимки из космоса показывают, что спектр источников света намного шире: это окна жилых и коммерческих зданий, вывески, рекламные щиты, декоративные и фасадные светильники.
Исследование на базе данных, собранных с помощью приложения Nachtlichter, показало, что в центрах немецких городов свет для рекламы и придания эстетического облика используется чаще, чем уличное освещение, и по количеству источников таковых в разы больше. Это открытие чрезвычайно важно для разработки эффективных мер по сокращению светового загрязнения, поскольку влияет на то, где и как следует принимать соответствующие нормы и правила. По всей Германии по данным исследования в 2021 году оставалось около 78 миллионов работающих источников света около полуночи, что свидетельствует о наличии большого потенциала для оптимизации. Кажется, что однотипное уменьшение или модернизация уличного освещения — лишь часть решения, а реальная сущность проблемы кроется в комплексном подходе к разным видам ночного освещения. Привлечение широкой аудитории к участию в сборе данных позволило одновременно проводить наблюдения в десятках городов, что сделало результаты более репрезентативными.
Люди прошли десятки километров по улицам, учитывая источники света, их яркость, цвет, степень экранирования (то есть защиту от излишнего светового рассеяния вверх) и время работы. Благодаря датчикам спутников дневно-ночного излучения Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) стало возможно сопоставить данные о плотности источников света на земле с космическими измерениями излучаемого ночного света. Это позволило «перевести» данные о радиации, измеряемой в неочевидных физических единицах, в более понятную величину — количество установленных светильников на квадратный километр. Спутниковые снимки хоть и обеспечивают масштабный, но ограниченно точный подход к пониманию светового загрязнения. Их пространственное разрешение не позволяет точно определить типы источников света с земли, а также оценить, насколько яркими и направленными вверх являются отдельные светильники.
Здесь человеческий глаз и ум, задействованные в проекте гражданской науки, сыграли ключевую роль. Благодаря этому стало понятно, что лишь половина городских уличных фонарей имеет полноценное экранирование, которое снижает бессмысленное рассеивание света вверх, провоцируя свето-загрязнение и нежелательное дневное освещение. Кроме уличных фонарей, яркое освещение зданий и рекламных конструкций вносят значительный вклад в ночное свечение городов. Внутренние окна домов, особенно освещённые в вечернее и ночное время, также существенно влияют на общемасштабное световое загрязнение, поскольку значительная часть света попадает наружу. Несмотря на то что с ночи до полуночи многие коммерческие и частные светильники постепенно отключаются, часть из них остается включенной, что говорит о том, что ограничения и нормы должны касаться именно этих сегментов для реального снижения проблемного эффекта.
Исследования показывают, что световое загрязнение далеко не безобидно для природы и человека. Оно влияет на миграцию птиц, которые могут погибать, привлеченные яркими огнями города, меняет поведение животных, нарушает биоритмы, вредно сказывается на растительности, а также оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье человека, в том числе ухудшая качество сна. Световые выбросы также связаны с расходами электроэнергии, что делает борьбу с избыточным освещением еще и экономической задачей. Помимо экологических и экономических последствий, гражданская наука оказывает и общественное влияние. Она повышает осведомленность жителей о проблемах светового загрязнения и учит видеть проблему глазами экспертов.
Многие участники проекта danken, что их вовлечение стимулирует диалог с городскими властями по вопросам технологии и культуры освещения, способствуя внедрению более устойчивых и рациональных решений. Результаты проекта подчеркивают необходимость взглядов и мероприятий вне рамок традиционного уличного освещения. Нормативное регулирование необходимо расширить, включив в него яркость и время работы рекламных конструкций, эффект декоративного и фасадного освещения, а также поощрение использования оконных штор для снижения избыточного света в жилых зонах. Некоторые страны уже начали внедрять подобные меры, например Франция требует отключения рекламы в поздние часы, что показывает эффективность такого подхода. Технический прогресс и переход к «умным» городам открывают новые возможности для адаптивного освещения, когда свет включается только при необходимости — например, с помощью датчиков движения.
Такая технология позволит снизить количество бессмысленных световых выбросов, сохраняя безопасность и комфорт горожан. При этом инициатива гражданской науки должна продолжиться и расширяться, поскольку только с помощью совместных усилий ученых и населения возможно создание качественной базы данных для мониторинга изменений и оценки результатов внедрения новых стандартов. Помимо практических выводов и пользы для городской политики, сама методология и опыт проекта становятся примером эффективного привлечения общества к изучению экологических проблем. Это помогает развивать научную грамотность, способствует формированию устойчивой культуры, ориентированной на сохранение природы и повышение качества жизни. Участие граждан в исследовании — это мощный инструмент для выявления реальных потребностей людей и интеграции их запросов в политику устойчивого городского развития.
С технологической точки зрения сочетание данных гражданской науки с данными спутниковых наблюдений еще недостаточно развито. В ходе исследования были предприняты попытки создать математические модели, позволяющие оценить вклад каждого типа светильника в суммарное спутниковое излучение, однако из-за множества факторов, влияющих на отражение и рассеяние света, таких как высота зданий, уличная инфраструктура и характеристики светильников, задания пока остаются достаточно сложными. Тем не менее полученные данные показывают направления для будущих исследований и возможных улучшений моделей. Текущие результаты свидетельствуют, что комплексное понимание городского освещения требует учета множества факторов, а систематические и масштабные данные невозможно собрать без активного вовлечения населения. Будущие кампании с использованием приложения Nachtlichter и подобных технологий могут охватить другие страны и регионы, что поможет сравнить мировые практики освещения, выявить лучшие решения и оценить эффективность нововведений.
Наконец, важным выводом стало то, что регулирование ночного освещения не должно ограничиваться энергетической эффективностью светильников, но должно учитываться в социальной и экологической плоскости. Уменьшение светового загрязнения напрямую связано с улучшением экологии, сохранением биоразнообразия, снижением энергозатрат и созданием комфортной среды для жизни людей. Переосмысление подходов к городскому освещению становится одним из ключевых вопросов для устойчивого развития современных мегаполисов. Таким образом, гражданская наука, объединяющая усилия профессионалов и обычных горожан, открывает новые горизонты в исследовании городского ночного света. Этот совместный подход позволяет создавать уникальные наборы данных, способные изменить представление о природе уличного и декоративного освещения.
Благодаря ему возможно продвижение к более экологически ответственному, комфортному и экономически эффективному освещению наших городов, снижающему негативное воздействие на природу и образование светового загрязнения.
