Ночные огни городов давно стали символом современной цивилизации, отображая активность и жизнь мегаполисов в темное время суток. С космоса планету Земля ночью видна как мозаика мерцающих огней, объединяющая в себе масштабные урбанистические пространства. Однако несмотря на кажущуюся очевидность, природа и распределение этих искусственных источников света остаются загадкой для исследователей. Воздействие городского освещения выходит далеко за рамки эстетики: оно влияет на экологию, здоровье человека, энергопотребление и культуру. В последние годы научные сообщества все активнее используют потенциал гражданской науки, то есть участие широкой общественности в сборе и анализе данных, для изучения этого сложного феномена.
Один из важных проектов, осуществленных в Германии, демонстрирует эффективность подхода, когда обычные люди помогают собрать масштабную информацию о типах и расположении световых источников в городах. Исследование показало, что уличные фонари, традиционно считавшиеся главными виновниками светового загрязнения, в реальности занимают далеко не доминирующее положение. Более половины источников света в городских центрах приходится на рекламные вывески, декоративное освещение и освещение зданий. Такой переход к более глубокому пониманию природы городских огней помогает пересмотреть существующие подходы к регулированию искусственного освещения и его влияния на природную среду и общество. О важности исследования городского освещения свидетельствует и распространенность светового загрязнения, которое косвенно или прямо влияет на четверть суши планеты и 88% территорий Европы.
Несмотря на это интенсивное распространение источников света, доступные сведения до недавнего времени ограничивались только уличным освещением, поскольку административные базы данных и публичные инвентаризации не учитывали малые и разнообразные световые объекты, такие как рекламные панели, оконное освещение и декоративные огни. Спутниковые снимки не могут дать информации с необходимой детализацией о типах и свойствах света, так как разрешение камер и чувствительность ограничены. Это делает невозможным понимание современного городского светового пространства в полном объеме. Именно здесь краудсорсинг и приложение для сбора данных о ночном освещении открыли новую страницу в исследовании городских огней. Гражданские ученые в рамках проекта использовали специализированное приложение, чтобы провести учёт и классификацию более чем 230 тысяч источников света на площади около 22 квадратных километров, преимущественно в Германии.
Эти данные позволили соотнести количество света, видимое из космоса, с конкретными параметрами наземного освещения, измеряемыми в освещённых объектах на километре квадратном. Результаты эксперимента оказались неожиданными и значимыми. Оказалось, что в центрах немецких городов рекламное и декоративное освещение превосходит уличное по количеству источников света. Это меняет традиционные взгляды на причины светового загрязнения и указывает на то, что регулирование уличных фонарей, хотя и важное, недостаточно для значительного сокращения ночного света. В среднем, в Германии в полночь остаётся включёнными около 78 миллионов источников света—это почти один светильник на каждого жителя страны.
При этом количество уличных фонарей оценивалось в 9-9,5 миллионов. Такой дисбаланс открывает широкие возможности для эколого-энергетической оптимизации городов, направленных на снижение неоправданных и избыточных источников света. Изучение характеристик освещения также выявило важные аспекты дизайна и эксплуатационных особенностей. Наблюдения показали, что лишь около половины уличных фонарей имеют полное экранирование, предотвращающее излучение света вверх, что необходимо для минимизации светового загрязнения неба. Многие другие источники света, особенно закреплённые на зданиях, сильно не защищены от бесполезного рассеивания лучей в окружающее пространство.
Их доля неэкранированного освещения особенно велика в промышленных зонах и коммерческих районах. Цветовая палитра источников также разнообразна: уличные фонари чаще окрашены в оранжевый спектр, в то время как рекламные и навесные огни преимущественно белые. Различия в яркости и режиме работы (например, с использованием датчиков движения) вариабельны и зависят от типа застройки и плотности населённости. Кроме того, на активность света в разное время суток влияет поведение жителей и особенности бизнеса: ночью многие офисные помещения и магазины отключают освещение, снижая светоресурсы, тогда как частные окна остаются яркими дольше. Отдельно стоит отметить значительный вклад гражданских участников проекта, которые привнесли в исследование не только данные, но и повышенное внимание к проблеме светового загрязнения в обществе.
Практическое применение таких знаний помогает улучшить политики, регулирующие искусственное освещение. Например, во Франции введены нормы, требующие отключать рекламное освещение в часы, когда пешеходы отсутствуют, а также выключать внутреннее освещение зданий при отсутствии персонала. В Германии были установлены ограничения на ночное освещение в рамках энергосберегающих мер. Технические решения, такие как установка датчиков движения или таймеров на освещение, использование жалюзи и штор для ограничения внутреннего света, способны существенно снизить суммарные ночные световые выбросы без ущерба для комфорта и безопасности. Перспективы дальнейших исследований связаны с расширением географии проектов, интеграцией данных о городской морфологии и дополнением спутниковых наблюдений наземными измерениями.
Учет высоты зданий, ширины улиц, разнообразных типов архитектуры и функционального назначения территорий поможет точнее моделировать световой выброс и его воздействие на ночную среду. С повышением разрешения космических снимков и развитием технологий гражданских наук возможно проведение продолжительных и сопоставимых наблюдений, выявляющих динамику изменений городского освещения и эффективность реализуемых мер по его контролю. Важным выводом совместных исследований стало понимание того, что ограниченное внимание к уличному освещению как к единственному источнику искусственного света несправедливо и недостаточно. Современный городской световой ландшафт многообразен и обусловлен широким спектром активностей и технологий. Экологическое, энергетическое и социальное воздействие зависят не только от количества светильников, но и от их свойств — направления света, яркости, времени работы и цвета.
Только с учетом всех этих факторов можно строить эффективные стратегии уменьшения светового загрязнения, улучшения качества жизни горожан и сохранения природных экосистем. Гражданская наука становится мощным инструментом, который не только заполняет пробелы в знаниях, но и вовлекает граждан в решения насущных экологических проблем. Опыт проекта Nachtlichter демонстрирует, что объединение науки и общества расширяет возможности мониторинга и управления городской освещенностью, делая города яркими и устойчивыми одновременно. Свет — важнейший компонент городской атмосферы, и теперь, благодаря новой волне исследований, он перестает оставаться темным пятном на карте науки и политики.
