Современные ночные изображения Земли из космоса с мерцающими огнями городов стали привычной и знаковой картинкой, показывающей насыщенность человеческой деятельности на поверхности планеты. Однако за внешней красотой ночных огней скрывается сложная ситуация с искусственным освещением, которая далеко не всегда понятна и учтена в экологической политике и градостроительном планировании. Несмотря на доступность спутниковых данных, детальное понимание того, какие именно источники света составляют ночную иллюминацию городов, оставалось ограниченным. Такая информация жизненно важна для разработки эффективных стратегий по уменьшению светового загрязнения и минимизации его негативных последствий для экосистем и здоровья человека. Гражданская наука или наука от народа – это метод, при котором простые люди вовлекаются в сбор и обработку научных данных, зачастую помогая решать крупномасштабные и сложные задачи, доступные исключительно коллективным усилиям.
Один из ярких примеров такого подхода – проект Nachtlichter (Ночные огни), в рамках которого волонтеры с помощью специально разработанного мобильного приложения подсчитывали и классифицировали источники света в городах Германии. Только в 2021 году было зафиксировано более 230 тысяч световых объектов на площади около 22 квадратных километров, причем исследование включило как центр больших городов, так и пригороды и малые населённые пункты. Что показали такие масштабные исследования? Во-первых, оказалось, что уличное освещение, которое является главной заботой городских и государственных служб, составляет лишь меньшую часть общего количества активных источников света в городских районах. Значительную долю занимают рекламные вывески и декоративное освещение, а также окна жилых и коммерческих зданий. Например, в городских центрах Германии количество рекламных и эстетических источников света зачастую превышает уличное освещение.
Это открытие имеет большой практический смысл: политика, ориентированная исключительно на контроль уличных фонарей, упускает из виду огромный потенциал для сокращения светового загрязнения. Инновационный сбор данных с использованием человеческого восприятия позволил дополнить и расширить традиционные спутниковые наблюдения. Хотя спутниковые сенсоры фиксируют общую радиацию искусственного света в ночное время, они не способны различить типы источников, уровень их яркости или особенности распространения света. В отличие от них, участники проекта с помощью визуального осмотра смогли детально классифицировать около двадцати категорий осветительных приборов и фактически «перевести» числовые спутниковые показатели в более понятные термины – количество источников света на квадратный километр. Особый интерес вызывают временные изменения в использовании освещения.
Данные демонстрируют, что в поздние вечерние часы значительная часть освещения, связанного с коммерческими и жилыми помещениями, выключается или приглушается, в то время как уличные фонари продолжают светить. Знание о том, каким образом и когда угасают источники света, позволяет точнее моделировать ночное небо и предсказывать уровень светового загрязнения, что необходимо для защиты биоразнообразия и здоровья человека. Рост осознания проблем, связанных с искусственным освещением, побуждает исследователей, экологов и законодателей пересматривать традиционные подходы к городскому освещению. Установлено, что чрезмерное или ненадлежащее освещение нарушает естественные биоритмы животных, способствует дезориентации птиц и вредно влияет на растения. Также световое загрязнение отрицательно сказывается на наблюдении за звёздами и астрономических исследованиях.
При этом уменьшение количества активных световых источников напрямую связано с экономией электроэнергии и усилиями по борьбе с изменением климата. Применение результатов таких проектов, как Nachtlichter, может стать важным инструментом для разработки более комплексных и действенных нормативов в области уличного и наружного освещения. Например, законодательные инициативы во Франции, обязывающие вечером выключать рекламные вывески, показывают, что регулирование может быть разумным и одновременно не наносить экономического ущерба бизнесу. Кроме того, использование технологий датчиков движения и адаптивного освещения позволяет минимизировать световое загрязнение, включая свет только при реальной необходимости. Опыт показывает, что в городах и пригорода́х с более низким уровнем уличного освещения чаще применяются такие инновационные управления светом.
Вместе с тем, практика установки защитных кожухов на фонари, снижающих выброс света в небо, нуждается в более широком распространении: около половины светильников в Германии обладают полной или частичной защитой, что оставляет значительный потенциал для улучшения. Значимость гражданской науки выходит за рамки сбора данных. Участие жителей в наблюдениях стимулирует повышение общественного сознания и вовлечённости в вопросы окружающей среды. Вовлечённые граждане начинают замечать источники излишнего света, с которыми они раньше не обращали внимания, и могут влиять на принятие решений в своих сообществах, предлагая изменить освещение для улучшения качества жизни. Тем не менее, существуют и ограничения.
Например, проект ограничивался в основном немецкоязычной частью Европы и в основном городскими районами с доминирующей застройкой средней этажности. Высотные здания и труднодоступные места не были охвачены полностью. Также ещё не учтён вклад источников света подвижных объектов, таких как автомобильные фары, которые могут существенно влиять на общий уровень светового загрязнения. Перспективы развития подобных исследований весьма оптимистичные. В ближайшие годы с появлением более точных и чувствительных спутниковых сенсоров с высоким пространственным разрешением появится возможность более детального сопоставления данных наземных наблюдений и космического мониторинга.
Это позволит далеко не только масштабировать методики проекта Nachtlichter по другим странам и регионам, но и отслеживать динамику изменений в освещении городов по годам. Синтез данных гражданской науки и дистанционного зондирования — мощный инструмент для решения комплексных задач в области мониторинга городского освещения. Анализ освещения поможет не просто фиксировать текущую ситуацию, но и выявлять причины различий в расходах электроэнергии на свет, учитывать культурные и экономические особенности городов, и выработать адаптивные подходы, учитывающие потребности жителей и защиту окружающей среды. Таким образом, включение общества в научные проекты запускает цепочку преимуществ: формируется более точная и подробная картина городского освещения, стимулируется формирование устойчивых политик в области освещения, и повышается культурный уровень ответственности граждан перед ночной средой. Знания о реальных источниках и их влиянии позволяют вырабатывать сбалансированные меры, направленные не только на экономию энергии, но и на сохранение экосистем и качество жизни в городах.
Городские огни, теперь подсвеченные не только прожекторами и экранами, но и вниманием десятков тысяч обычных людей, приобретают новый статус – неотъемлемой части устойчивого развития и просвещения.
