В современном мире искусственное освещение — неотъемлемая часть городской жизни. Ночные улицы, торговые вывески и архитектурное освещение создают атмосферу безопасности, комфорта и эстетики. Однако с развитием городской инфраструктуры растут и негативные последствия чрезмерного или нерационального использования света. Световое загрязнение оказывает влияние не только на экосистемы, но и на здоровье человека, а также увеличивает энергетические затраты. Несмотря на это, до недавнего времени детальное понимание структуры городского освещения оставалось достаточно ограниченным.
Недавние достижения в области гражданской науки, в частности, проект Nachtlichter, с участием добровольцев в Германии и других странах, предоставили уникальные данные и новый взгляд на природу городских огней. Проект Nachtlichter (в переводе с немецкого — «ночные огни») был запущен для систематического исследования источников искусственного освещения на городской территории при помощи мобильного приложения и граждан-ученых — добровольцев, которые проходили обучение и выходили на маршруты для подсчёта и классификации световых источников. В течение 2021 года было собрано более 234 тысяч данных об объектах освещения на площади примерно 22 квадратных километра, в основном в Германии. Это самый масштабный подобный проект, который с помощью людей и современных технологий позволил получить точное описание типов и количества светильников, видимых с уровня улиц. Ключевым вызовом было разобраться, из каких именно источников исходит городской свет.
Ранее предполагалось, что уличное освещение является основной причиной светового загрязнения. Однако Nachtlichter и предыдущие исследования показали, что значительную часть света дают не только фонари на улицах, но и многочисленные вывески, окна частных домов и зданий, рекламное и декоративное освещение. Анализ выявил, что в центрах немецких городов рекламные и эстетические световые источники на самом деле превосходят уличные фонари по количеству и вкладу в общий световой поток. При этом на востоке Германии и в пригородах преобладает другой тип освещения — например, огоньки в частных окнах. Данные, полученные при наблюдениях с земли, были сопоставлены с космическими наблюдениями ночной Земли.
Спутники, такие как Visible Infrared Imaging Radiometer Suite Day–Night Band, делают снимки ночного освещения с орбиты, но не обладают достаточной чувствительностью и разрешением для различения типов источников света. Сопоставление данных с ночных прогулок волонтёров и спутниковых изображений позволило создать уникальное преобразование цифровой спутниковой радиации в количество и типы источников в городах, измеряемых на площади в 1 квадратный километр. Это даёт новый инструмент для оценки реальных условий городского освещения и его динамики. Еще одной важной находкой стало то, что большую часть освещения в ночное время составляют окна жилых и коммерческих зданий, а не только уличные фонари. То есть приватное освещение и свет, исходящий из внутренних помещений, заметно влияет на уровень искусственного света на улице и даже на уровень светового загрязнения неба.
Кроме того, многие источники света меняют свою активность в ночное время — начиная с вечерних часов, когда большинство огней включены, и заканчивая поздней ночью, когда часть освещения постепенно гаснет. Это динамическое поведение объясняет, почему спутниковые наблюдения, основанные преимущественно на картировании света после полуночи, могут не отражать полной картины. Кроме оценки типов и количества источников света, проект изучил такие важные параметры, как наличие или отсутствие светозащиты (экранов), яркость и цвет освещения. Например, было обнаружено, что около половины уличных фонарей в Германии оснащены полным или частичным экраном, что снижает направленность света вверх и, соответственно, уменьшает световое загрязнение. Однако среди светильников, закрепленных на зданиях или фасадах, защиту практически применяют лишь треть, что ведет к значительным потерям света вверх и усилению ночного неба.
Отдельно был рассмотрен вопрос движения и детекторов присутствия, которые позволяют включать свет только тогда, когда это действительно необходимо. Такие технологии в настоящее время применяются чаще в пригородных и сельских районах, где ночное освещение менее интенсивно, и реже в густонаселенных городских центрах. Их распространение могло бы значительно повысить энергоэффективность и сократить световое загрязнение. Полученные данные открывают широкие возможности для борьбы с негативными последствиями чрезмерного ночного освещения. Во-первых, они позволяют политикам и городским администрациям принимать более целенаправленные меры, направленные не только на регулирование общественной уличной подсветки, но и на частное, рекламное и декоративное освещение.
Например, регулирование времени работы светящихся рекламных вывесок и выключение внутреннего освещения зданий в нерабочие часы могут помочь снизить общий уровень излучаемого света. В этом плане пример Франции, где существуют законодательные нормы по ограничению ночного наружного освещения, может служить моделью для других стран. Во-вторых, проект демонстрирует важность вовлечения граждан в научные исследования и экологический контроль. Возможность самостоятельно участвовать в сборе и анализе данных повышает экологическую сознательность, расширяет знания об экологических проблемах и стимулирует инициативы на местном уровне. К тому же, гражданская наука предоставляет огромный объем данных, который сложно было бы получить с помощью одного научного коллектива самостоятельно.
![Johnny Rotten Named the Four Bands He Hates Most [video]](/images/0BF45967-AE44-43A7-A29D-B0AEBCFEDBC2)