Городские огни вечерами и ночами всегда привлекали внимание своим ярким и волшебным светом, определяя образ современной цивилизации. Однако за фасадом яркой иллюминации скрываются значительные проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды, влиянием на здоровье человека и биоразнообразие. Традиционные методы анализа наступают на ограничения, не позволяя чётко разобраться в природе и распределении источников искусственного освещения. Новое слово в этом деле произнесла гражданская наука, объединяя сотни добровольцев для систематического сбора и классификации информации о ночном освещении городов. Основываясь на усилиях многих участников, был разработан специальный мобильный инструмент — приложение Nachtlichter, благодаря которому участники могли идентифицировать и классифицировать различные световые источники на территории Германии и некоторых соседних стран.
Такой подход позволил собрать уникальные данные о более чем 230 тысячах световых объектах на площади свыше 22 квадратных километров, что позволило значительно расширить понимание о структуре и характере городского ночного света. До появления подобных проектов единственным инструментом для исследования ночного света были спутниковые изображения. Однако они, несмотря на широкий охват и регулярность, обладали ограниченной чувствительностью и разрешением — невозможно было определить тип источник света, будь то уличный фонарь, рекламный щит, освещение окон или декоративное освещение зданий. При этом основной акцент политики освещения традиционно делался именно на уличном освещении, так как его легче контролировать и регулировать. Систематический сбор данных с человеческим участием позволил выявить, что в центре немецких городов количество источников света, предназначенных для рекламы и эстетики, превосходит уличные фонари.
Более того, было обнаружено, что в Германии в полночь по-прежнему светится около 78 миллионов световых источников, что весьма существенно и указывает на значительный потенциал для снижения потребления энергии и уменьшения светового загрязнения. Полученные сведения позволяют не только лучше понять географическое распределение и типы освещения в городах, но и приблизить спутниковые измерения к реальному количеству светильников на земле. Установлена положительная корреляция между количеством светильников на квадратный километр и спутниковой радиацией, что подтверждает информационную ценность подобных совместных исследований. Кроме того, исследование выявило различные особенности освещения в зависимости от типа городской среды. В плотной городской застройке преобладают рекламные и коммерческие источники света, которые превышают в количестве уличное освещение.
В то время как большинство наружного освещения уличного типа в Германии оснащено защитными кожухами, предупреждающими рассеяние света вверх, значительная часть рекламных, фасадных и декоративных осветительных приборов таких защитных устройств не имеет. Тип освещения, его яркость и цветовое решение влияют не только на уровень светового загрязнения, но и на восприятие среды жителями и миграционные паттерны животных. Например, сильное искусственное освещение негативно сказывается на ночной активности птиц и других диких животных, а также на здоровье человека, нарушая циркадные ритмы. Большую роль в изменении ночного облика города играют временные особенности включения и выключения света. Оказалось, что части световых источников, таких как окна жилых домов, рекламные вывески и освещение на зданиях, гаснут ближе к полуночи, тогда как уличное освещение остаётся более стабильным всю ночь.
Это означает, что спутниковые измерения, сделанные поздней ночью, могут недооценивать фактическое количество источников света, активно работающих в более раннее время вечера. Не менее важно, что применение гражданской науки стимулирует вовлечение общества в вопросы устойчивого развития и обращения с энергоресурсами. Люди, участвующие в проектах, получают возможность не только собирать данные, но и осознавать масштабы светового загрязнения и его негативные последствия, что способствует развитию инициатив по его снижению. На основе результатов проекта Nachtlichter можно разрабатывать более точные и эффективные стратегии для урбанистического освещения. Ограничение работы наружной рекламы в ночное время, улучшение технических характеристик светильников, применение датчиков движения и таймеров — все это направления, имеющие потенциал для уменьшения светового загрязнения, сокращения энергопотребления и повышения комфорта жителей.
Кроме того, проект наглядно показал недостатки существующей политики, ориентированной преимущественно на уличное освещение. Несмотря на активное внедрение энергоэффективных светодиодных фонарей, наблюдается общий рост светового загрязнения, что связано с ростом других видов искусственного освещения, таких как рекламное и жилое освещение. Важным аспектом является также географический и культурный контекст. Различия в уровне и структуре освещения среди городов и регионов с похожим уровнем экономического развития могут достигать порядка 200%, что требует индивидуального подхода и дальнейшего изучения. Методология Nachtlichter может быть адаптирована и к другим странам, помогая понять местные особенности и выработать рекомендации для устойчивого планирования освещения.
В целом, интеграция данных, полученных от космоса, с информацией, собранной «с земли» с помощью гражданских наблюдений, создает богатую базу для научных исследований и формирования политики, направленной на снижение негативных последствий светового загрязнения. Такой подход объединяет технологии и общественные инициативы, предлагая новые пути решения экологических и социально-экономических задач современных городов. Применение подобных гражданских проектов не только расширяет горизонты научного понимания, но и воплощает значимость коллективных усилий в борьбе за более устойчивую и комфортную городскую среду. Создание модифицируемых и масштабируемых систем мониторинга освещения позволит в будущем оперативно реагировать на изменения, совершенствовать нормы и правила, а также вовлекать граждан в поддержание качества ночной среды в их городах. Вопросы регулирования искусственного освещения приобретают всё большую значимость в связи с необходимостью сохранения ночного неба, предупреждения излишнего энергопотребления и защиты здоровья человека и природы.
Переосмысление подходов к освещению с учетом комплексного анализа источников и их воздействия становится ключевым элементом политики устойчивого развития городов будущего. Таким образом, исследование городской иллюминации при помощи гражданской науки открывает новые перспективы для понимания и управления ночным светом, прокладывая путь к менее ослепительным, более энергоэффективным и экологичным городским пространствам.
