Городская ночь, озарённая миллионами огней, завораживает и привлекает внимание, демонстрируя динамику и развитие человеческой цивилизации. Однако за этим красивым видом скрываются серьёзные проблемы, связанные с искусственным световым загрязнением, оказывающим влияние на экосистемы, здоровье жителей и энергопотребление. Несмотря на важность этой темы, традиционные методы исследования искусственного освещения зачастую ограничены в охвате и детализации. В последние годы благодаря развитию гражданской науки появилась возможность кардинально изменить понимание городской световой среды и предложить новые подходы к её регулированию и улучшению. Искусственное освещение занимает значительное пространство земной поверхности, затрагивая примерно четверть суши планеты и свыше 88% территории Европы.
Основные источники света в городах — уличное освещение, рекламные вывески, архитектурное подсвечивание фасадов и свет из жилых и коммерческих окон. Традиционные исследования и государственные учёты ограничивались преимущественно уличными фонарями, что создаёт искаженную картину влияния света на городскую среду. Дело в том, что спутниковые снимки, хотя и позволяют оценить общий уровень светового излучения, не дают точной информации о количестве и типах источников света, их яркости, цвете и направлении свечения. Именно для устранения этих пробелов была разработана уникальная платформа — мобильное приложение Nachtlichter, которое позволило гражданам-учёным проводить детальный учёт и классификацию всех видимых источников света на улицах городов. В рамках крупного исследования, проведённого в 2021 году на территории Германии и нескольких соседних стран, было собрано более 230 тысяч записей о светильниках и других светящихся объектах на площади около 22 квадратных километров.
Такой масштаб и глубина данных открыли новые горизонты для анализа. Результаты исследования показывают, что уличное освещение в городских центрах далеко не является основным источником светового загрязнения. На самом деле рекламные и декоративные огни, а также освещение окон жилых и коммерческих зданий существенно превосходят уличные фонари по числу активных источников. Причём даже в поздние ночные часы, когда большая часть рекламы и коммерческого освещения выключается, они остаются многочисленнее улиечного освещения в среднем в 5-7 раз. Это указывает на то, что тематически сфокусированные политики по снижению светового загрязнения, направленные исключительно на уличные фонари, не смогут добиться существенного снижения эмиссии искусственного света.
Наблюдения проводились на общественных пространствах, поэтому не учитывают освещение частных дворов, крыш и других закрытых территорий. Тем не менее они демонстрируют высокую достоверность и согласованность с общедоступными базами уличного освещения. Важным достоинством метода является участие общественности, что не только позволило охватить широкие территории за короткий срок, но и повысило уровень информированности и вовлечённости жителей в вопросы экологии и устойчивого развития. Анализ распределения типов света и их характеристик раскрывает важные нюансы. Большинство уличных фонарей в Германии имеют частичное или полное экранирование, минимизирующее рассеянный свет, направленный вверх, который усиливает световое загрязнение неба.
Однако декоративное и фасадное освещение часто лишено такой защиты, что приводит к значительным потерям света и ухудшению ночной среды. Цветовое распределение тоже варьируется: уличные фонари чаще всего имеют оранжевый оттенок, в то время как рекламные вывески и потолочные светильники преимущественно белого цвета, что имеет значение для оценки воздействия на биоритмы и экосистемы. Проведённая временная коррекция учитывает, что в течение ночи некоторые источники света отключаются, особенно жилые и коммерческие окна, рекламные вывески и уличное освещение с датчиками движения. Благодаря специальной логистической модели был получен более точный учёт активных огней в ранние вечера и в полночь. Использование таких данных позволяет корректно интерпретировать спутниковую информацию и делать выводы с учётом смены спектра и интенсивности освещения ночью.
Связь между количеством световых источников на земле и спутниковыми измерениями выявила умеренную положительную корреляцию. Это подтверждает, что космические снимки позволяют оценить интенсивность городского освещения, но точное определение типов и свойств источников возможно лишь с наземных исследований. Попытки определить весовые коэффициенты для разных аксессуаров и типов света с целью моделирования спутниковой радиации оказались неуспешными из-за высокой сложности и вариабельности городской среды, включая высоту зданий, ширину улиц и разнообразие светотехнических решений. Практические выводы этого исследования имеют важное значение для разработки политики и регулирования освещения в городах. Во-первых, государственные программы, направленные на снижение светового загрязнения, должны расширить фокус.
Необходимо учитывать и контролировать коммерческое, рекламное и жилое освещение, которые в сумме создают значительно больше искусственного света, чем уличное. Во-вторых, широкое внедрение экранированных светильников и использование датчиков движения способны существенно снизить лишние выбросы света и улучшить качество ночного пространства. Особое внимание следует уделять регулированию рекламных вывесок и подсветок, которые часто остаются включёнными даже в малонаселённые часы, оказывая при этом ограниченное экономическое воздействие. Некоторые европейские страны уже внедрили нормы по отключению освещения в позднее время, что сочетает экономию энергии с экологической ответственностью. Кроме описания источников света и их характеристик, проект Nachtlichter стимулирует активное участие граждан в мониторинге среды и повышении осведомлённости о проблемах светового загрязнения.
Информационные кампании, поддержка общественных инициатив и научно-популярные мероприятия помогают формировать культуру ответственного использования света, что оказывает долгосрочное положительное воздействие на здоровье населения, рост биоразнообразия и энергетическую эффективность городов. Гражданская наука в области света демонстрирует новый подход к изучению и управлению урбанистической средой, открывая возможности для комплексного, междисциплинарного анализа. Будущие исследования и проекты могут расширить географию наблюдений, учитывая особенности архитектуры и культуры разных стран, а также использовать более качественные спутниковые данные с высокой разрешающей способностью. Это позволит создавать точные модели, более эффективно прогнозировать изменения и разрабатывать индивидуальные рекомендации по улучшению городской освещённости. В итоге, осознание разноплановой природы городского освещения и роль каждого из его компонентов — ключ к переходу к устойчивому и экологичному городу будущего.
