Современные города неотделимы от ночного освещения, которое освещает улицы, здания и рекламные панели, создавая впечатляющие панорамы городов после заката солнца. Однако за этой красотой скрываются экологические и социальные проблемы, связанные с искусственным светом, который изменяет естественную среду для животных, влияет на человеческий биоритм и приводит к избыточным энергозатратам. Несмотря на массовое распространение освещения, точное понимание того, что именно составляет общий световой фон городов, до недавнего времени оставалось фрагментарным и неполным. Новые исследования, опирающиеся на силу гражданской науки и современные технологии, призваны восполнить этот пробел и предложить комплексное представление о природе городских огней. Гражданская наука, или участие обычных жителей в сборе данных для научных проектов, стала ключевым инструментом в изучении наземных источников искусственного освещения.
Примером стало исследование, проведённое с помощью мобильного приложения Nachtlichter, которое позволило сотням добровольцев зафиксировать и классифицировать сотни тысяч световых точек в разных городах, главным образом в Германии. С помощью таких данных удалось перевести спутниковые наблюдения уровня светового излучения в более понятное представление — количество светильников на квадратный километр, что делает проблему городского света более масштабируемой и сопоставимой с реальными объектами освещения. Как показали результаты, значительная часть искусственного освещения в городах приходит не от традиционных уличных фонарей, а от рекламных и декоративных источников света. Частные окна жилых домов, коммерческие витрины и вывески значительно превалируют над уличным освещением в центре городов по общей численности источников света. При этом к полуночи число одновременно включенных светильников снижается, однако количество световых точек остаётся чрезвычайно высоким: по оценкам, в Германии в полночь остаётся около 78 миллионов источников света.
Эти данные открывают широкие возможности для разработки стратегий по снижению светового загрязнения и эффективному управлению энергопотреблением в городах. Искусственное освещение признано одним из ключевых элементов экологического загрязнения с сильным воздействием на флору и фауну. Ночные огни могут дезориентировать мигрирующих птиц, провоцировать массовую смертность, мешать ночным активностям животных и нарушать естественные биологические циклы. Для растений также неблагоприятно превышение естественных уровней ночного света, что негативно сказывается на росте и разнообразии. Учитывая эти последствия, понимание состава и характеристик городских источников света становится необходимым условием для выработки более устойчивых моделей освещения.
Спутниковые данные обычно предоставляют широкое и глобальное покрытие ночных световых явлений, но не способны с точностью определить природу источников излучения. Разрешение спутниковых снимков ограничено, и они не могут дифференцировать типы света, мощность, направление или спектральные особенности. Наземные наблюдения с использованием краудсорсинговых приложений восполняют эти ограничения, позволяют систематически классифицировать светильники по видам — от уличных фонарей и рекламных щитов до декоративных гирлянд и домашних окон. Исследование соотношения различных видов освещения и уровня спутниковой радиации показало сложную картину: плотность светильников в разных категориях света меняется в зависимости от типа городской среды — центр города, пригород или сельская местность. Обнаружено, что в центре урбанизированных территорий уличное освещение составляет меньшую долю от общего числа источников.
Рекламные знаки и коммерческие окна могут превышать количество общественных фонарей даже в самые поздние часы ночи. Напротив, в пригородах и небольших населённых пунктах чаще встречаются декоративные и «садовые» светильники, создающие особую атмосферу, но также увеличивающие уровень светового загрязнения. Важным аспектом является вопрос о техническом оснащении светильников, в частности об их защите от рассеивания света вверх — так называемом экранировании. Только около половины уличных фонарей в Германии имеют полное экранирование, что значительно снижает бессмысленное освещение неба и уменьшает световое загрязнение. Декоративные и корпоративные источники света часто лишены такой защиты, что способствует усилению искусственной яркости ночного неба.
Кроме того, использование датчиков движения и адаптивного управления освещением пока не является распространённой практикой, хотя именно такие методы позволяют уменьшить избыточное использование энергии и сократить негативное воздействие на окружающую среду. Гражданские научные проекты высокая степень вовлечённости позволяют не только собрать обширные данные, но и повысить осведомлённость населения о проблемах светового загрязнения. Это оказывает влияние на формирование общественного мнения, стимулируя внедрение более строгих правил и стандартов освещения, а также мотивацию бизнеса и граждан к устойчивому использованию света. Инициативы, подобные Nachtlichter, служат примером успешного взаимодействия науки и общества, где люди не остаются пассивными наблюдателями, а становятся активными участниками экологического мониторинга и преобразований городской среды. В настоящее время сравнительные анализы показали значительные региональные и международные различия в уровне и характере применения городского освещения.
Даже города с похожим экономическим развитием могут иметь разницу в освещённости на порядок, что указывает на влияние локальных политик, архитектурных решений и культурных особенностей. Дальнейшее расширение краудсорсинговых наблюдений на международный уровень позволит выявить ключевые факторы, влияющие на эффективность светового менеджмента и помочь адаптировать лучшие практики к различным контекстам. Текущие системы управления городским освещением, как правило, фокусируются преимущественно на уличных фонарях, поскольку они под контролем муниципалитетов и легко инвентаризируются. Тем не менее, результаты исследования подтверждают, что для снижения светового загрязнения и энергопотребления необходимо учитывать также частные и коммерческие источники света, которые значительно превышают уличное освещение по численности. Примеры таких новых подходов уже появляются в отдельных странах, включая регулирование времени работы рекламных вывесок и офисных зданий, внедрение цейтраферов (переключение освещения в ночные часы), а также стимулирование использования штор и жалюзи в жилых домах для снижения проникновения лишнего света наружу.
Помимо охраны природы и снижения энергозатрат, регулирование городского освещения связано с вопросами здоровья населения. Избыточное ночное освещение нарушает циркадные ритмы человека, приводя к расстройствам сна и другим хроническим заболеваниям. Центры здравоохранения всё чаще признают необходимость интеграции данных о световом загрязнении в политику общественного здравоохранения. Таким образом, исследование и мониторинг городских огней становятся мультидисциплинарной задачей, требующей объединения усилий учёных, городских властей, производителей оборудования и граждан. В целом, участие граждан в научных исследованиях поможет сформировать более точное и полное понимание городского освещения.
