Городские огни ночами превращают наши населённые пункты в ярко освещённые острова в морях тьмы. С высоты космоса планета выглядит как сверкающий калейдоскоп, сотканный из миллионов источников света. Однако под этим блеском скрываются серьёзные экологические проблемы, связанные с чрезмерным и нерациональным использованием искусственного освещения. Загрязнение светом влияет не только на природу и экосистемы, но и на здоровье человека, энергоресурсы и качество жизни в целом. Несмотря на широкое признание важности проблемы, до недавнего времени понимание источников и масштабов ночного освещения оставалось фрагментарным.
Традиционные методы изучения городских огней основывались на спутниковых снимках и административных данных, которые не дают полного ощущения о том, как и для чего используется свет ночью в городах. Ваш взгляд из космоса не всегда отражает точное количество и типы светильников, которые горожане видят на земле. Здесь на помощь приходит наука граждан – подход, при котором добровольцы по всему миру собирают важные данные в рамках системной научной программы. В 2021 году команда Nachtlichter, включающая сотни граждан-исследователей, использовала специальное мобильное приложение для учёта и классификации более 230 тысяч световых источников на площади около 22 квадратных километров в Германии и соседних странах. Участники записывали не только количество огней, но и их тип: уличное освещение, рекламные вывески, освещение фасадов, окна жилых домов и многие другие разнообразные категории.
Такой современный подход позволил получить уникальные сведения о распределении и характеристиках городского освещения, что ранее было практически невозможно без масштабных ресурсов и значительных затрат. Данные, собранные «с земли», помогли исследователям перенести массовые спутниковые наблюдения из радиометрических единиц в количество светильников на квадратный километр, понятное и доступное для городских планировщиков, экологов и широкой общественности. Например, было выявлено, что в центре немецких городов больше осветительных приборов установлено для рекламных и эстетических целей, чем для общественного уличного освещения. Это открытие серьёзно меняет представление о том, что именно составляет основу ночного света в городах. Кроме того, исследование показало, что приблизительно 78 миллионов индивидуальных светильников остаются включёнными в полночь по всей Германии.
Это свидетельствует о значительном потенциале и необходимости сокращения избыточного освещения, что позволит уменьшить негативные экологические и энергоёмкие последствия. Цифры также указывают на то, что к настоящему времени около одной световой точки приходится на каждого жителя Германии. Городское освещение — это не только уличные фонари, которые контролируются муниципалитетами и хорошо задокументированы. Множество рекламных вывесок, окон с внутренним светом, декоративных и фасадных лампочек формирует основную часть ночного свечения. На первый взгляд, эти источники кажутся менее значимыми, однако анализ показывает, что их вклад в световое загрязнение часто превышает вклад уличного освещения.
Следовательно, политика и стратегии сокращения светового воздействия не могут ограничиваться только модернизацией уличных фонарей или переходом на энергоэффективные светодиоды — нужна комплексная оценка всего городского светового ландшафта. Изучение видов и свойств огней позволило также оценить уровень защиты от направленного светового излучения — так называемого экранирования или «шейлдинга». Важно, что почти половина уличных фонарей в Германии имеют полное или частичное экранирование, что помогает снижать распространение света в небо. В то же время более чем половина прожекторов и множество светильников на зданиях неэкранированы, что способствует интенсивному рассеянию света вверх и формированию светового загрязнения. Повышение стандартов экранирования и внедрение технологий, минимизирующих выброс света в ненужных направлениях, — один из практических способов борьбы с негативными последствиями ночного освещения.
Городское освещение и его динамика меняются в течение ночи: многие источники света, например, рекламные вывески и окна магазинов, постепенно выключаются. Опыт Nachtlichter свидетельствует, что доля уличных фонарей в общем количестве действующих источников увеличивается после полуночи. Принимая во внимание временные изменения включённости света, учёные смогли точнее оценить реальный вклад различных категорий освещения в ночное небо, так как спутники фиксируют общее излучение далеко не в одно и то же время и не учитывают выключение многих огней в поздние часы. Загрязнение светом — это не только проблема светового загрязнения неба для астрономов. Оно существенно влияет на поведение животных и растений, нарушая естественные циклы, вызывая смертность птиц и дезориентацию насекомых.
Воздействие искусственного света затрагивает и человеческое здоровье через сбои циркадных ритмов. С точки зрения экономии и энергетики, избыточное ночное освещение ведёт к значительным потерям и ненужным затратам. Законодательные инициативы, такие как временное отключение наружного освещения в Германии в 2022 году, продемонстрировали, насколько городской свет энергозатратен и как быстро меры по его сокращению могут позитивно сказаться на уровне энергопотребления. Методология Nachtlichter стала уникальной попыткой масштабного документирования городского освещения с помощью вовлечённых граждан. Приложение с простым и доступным интерфейсом позволило быстрее и эффективнее собирать информацию, чем традиционные методы.
Обучение участников, стандартизация категорий и кросс-проверка данных обеспечили высокое качество и надёжность полученных результатов. Этот опыт подчеркивает потенциал гражданской науки для решения сложных экологических и урбанистических задач. Важным выводом исследования является понимание того, что современные спутниковые данные, хотя и незаменимы для глобального мониторинга, не способны предоставить детальную информацию о характеристиках и источниках ночного света на уровне отдельных объектов. Для эффективного управления световым загрязнением необходимы комплексные сочетания спутниковых технологий и наземных инвентаризаций, таких как Nachtlichter. Исследования показывают, что страна с похожим уровнем развития и экономической ситуации может иметь значительно разные показатели светового загрязнения.
Причины таких вариаций — в разнообразии городских практик, типов освещения и нормативно-правовых подходов. Следовательно, методы, подобные Nachtlichter, могут помочь выявить причины и наилучшие пути управления освещением в разных регионах. Для городской политики это исследование открывает новые горизонты. Необходимо выходить за рамки узконаправленных программ модернизации уличного освещения и рассматривать всю систему ночного света. Законодательство, регулирующее рекламное и декоративное освещение, а также меры по внедрению адаптивного освещения с датчиками движения и таймерами способно значительно сократить световое загрязнение без ущерба для безопасности и городской активности.
Вовлечение граждан на всех этапах мониторинга и принятия решений способствует большему осознанию проблемы и повышает общественную поддержку мер по снижению светового загрязнения. Опыт Nachtlichter доказывает, что совместные усилия учёных и горожан могут привести к значимым практическим результатам и улучшению качества городской среды. В заключение стоит подчеркнуть, что борьба с загрязнением светом — одна из важных задач устойчивого развития городов и сохранения ночной природы. Современные технологии и методы научного исследования, объединённые с активным участием граждан, позволяют глубже понять и лучше управлять ночным освещением в интересах экологии, здоровья и комфорта общества.
