В современном мире ночное освещение городов стало неотъемлемой частью городской жизни. Из космоса Земля ночью напоминает целый созвездий светящихся городов, но при этом многие аспекты искусственного освещения остаются недостаточно изученными. Каковы реальные источники этого света? Как они влияют на окружающую среду и жизнь жителей? И что можно сделать, чтобы уменьшить вредные последствия? Эти вопросы стали предметом исследования уникального гражданского проекта Nachtlichter, благодаря которому удалось получить беспрецедентные данные о ночных огнях европейских городов, прежде всего Германии. Результаты открывают новые горизонты для понимания проблемы городского освещения и способов ее решения. Городское освещение – проблема большего масштаба, чем кажется на первый взгляд.
Изначально у многих возникает ассоциация с уличными фонарями, как основным источником ночного света в городах. Они контролируются муниципалитетами и нередко являются объектами дискуссий в сфере энергосбережения и безопасности. Однако исследования показывают, что уличные фонари составляют лишь часть всей световой массы. Другие излучатели, такие как рекламные вывески, окна в жилых домах и коммерческих строениях, декоративное освещение фасадов и даже небольшие украшения в саду, играют не менее значимую роль. Из-за отсутствия комплексных данных по всем видам освещения сложности возникают при создании эффективной политики по уменьшению светового загрязнения.
Именно здесь на помощь пришла гражданская наука – научный подход, в котором обычные люди, волонтеры, участвуют в сборе данных с помощью специально разработанного приложения Nachtlichter. Используя мобильное приложение, добровольцы обходили заранее определённые маршруты, подсчитывая и классифицируя десятки тысяч источников света в разных частях немецких городов и поселков. Собранные данные позволили получить подробную картину разнообразия и распространённости разных типов освещения в городской среде. Область исследования охватила около 22 квадратных километров, и в ходе кампании было классифицировано более 230 тысяч источников света. Удивительно, но в городских центрах рекламные и декоративные огни превалируют над уличными фонарями.
В некоторых случаях они могут быть в пять-семь раз многочисленнее. Это существенно меняет подход к пониманию того, что именно освещает городскую ночь и какие факторы лежат в основе светового загрязнения. Связь данных с гражданской науки с измерениями искусственного света из спутников позволила ученым перевести спутниковые радиационные показатели в более понятные величины – количество световых источников на квадратный километр. Оценки показали, что в Германии в полночь в среднем остается включённым более 78 миллионов отдельных источников света. Для сравнения, количество уличных фонарей всего около 9 миллионов.
Это значит, что световое загрязнение европейских городов во многом обусловлено частным и коммерческим освещением. Детализированное понимание характеристик источников света также было важным результатом исследования. Оказалось, что уличные фонари в Германии чаще всего имеют защитные экраны, направляющие свет вниз и уменьшающие световое загрязнение неба. Напротив, большинство фасадных и декоративных огней не имеют таких защит и излучают свет в разные направления, способствуя появлению эффекта «городского светящегося купола» – явления, угнетающего ночное небо и способствующего нарушению биоритмов животных и людей. Отдельным аспектом стала оценка временных изменений освещения.
Многочисленные огни, например в жилых и коммерческих зданиях, гаснут глубокой ночью, тогда как уличное освещение работает круглосуточно. Такая динамика меняет визуальный облик города и влияет на измерения с орбиты. При этом частные окна и вывески уменьшают яркость поздним вечером, но их доля в общем световом фоне всё равно остаётся высокой. Экологические и социальные последствия избытка искусственного света существенны. Ночное освещение привлекает перелётных птиц, вызывая их гибель, изменяется поведение диких животных, нарушается естественный цикл растений, что влияет на биоразнообразие.
Для человека чрезмерная яркость способна ухудшать качество сна, усиливать стресс и вызывать проблемы со здоровьем. Кроме того, световое загрязнение ведёт к значительным энергетическим расходам, что отразится на климате и экономике. Учитывая масштабы проблемы, существуют разные пути смягчения последствий. Во-первых, улучшение конструкций светотехники, особенно распространение светильников с эффективным экранированием. Во-вторых, регулирование времени работы осветительных приборов – например, отключение рекламного освещения в ночные часы, внедрение систем с датчиками движения, которые включают свет только при необходимости.
В-третьих, информирование и вовлечение граждан в вопросы световой экологии, что повышает осведомлённость и помогает формировать более ответственное отношение к источникам света. Проект Nachtlichter демонстрирует потенциал гражданской науки для решения сложных экологических проблем. Люди, вовлечённые через мобильное приложение, не только предоставляют ценные данные учёным, но и повышают своё понимание окружающей среды и роли искусственного света. Это поддерживает создание более осознанных кампаний по энергоэффективности и снижению светового загрязнения. Среди успешных практик в регулировании ночного освещения можно отметить законодательства, как во Франции, где существует требование отключать рекламные вывески в определённое время, и поощрение использования штор для окон с целью уменьшения внутреннего и наружного освещения.
Подобные меры позволяют сохранить безопасность и комфорт жителей, снижая при этом негативное воздействие на ночное небо и природу. Перспективы исследований в сфере городского освещения связаны с развитием технологий дистанционного зондирования и улучшением качества спутниковых сенсоров, что даст возможность изучать световое загрязнение с большей точностью и по всему миру. Комбинация таких данных с информацией, полученной от жителей, позволит понять локальные особенности освещения и выработать лучшие стратегии в каждой конкретной среде. Важным элементом будущих инициатив станет применение умных технологий, способных динамически управлять освещением с учётом времени суток, погодных условий и присутствия людей. Такие системы смогут существенно уменьшить количество бесполезного света без ущерба для городской жизни.
