当夜幕降临，城市灯火辉煌，璀璨的灯光映照着街道、建筑和广告牌，勾勒出现代都市独特的夜间轮廓。然而，这些城市灯光背后的真实情况和影响远比直观所见复杂。近年来，随着环境问题日益凸显，人工光源作为一种重要的环境污染物，其来源、性质以及对生态和社会的影响成为科学研究和政策制定的重要议题。近年来，一项名为“夜光观察（Nachtlichter）”的公民科学项目，通过调动广大市民的力量，深入调查了德国及邻近地区的城市灯光组成，揭示了城市灯光的多样性和规模，为理解和治理城市光污染开辟了新视角。 长期以来，人们普遍认为城市夜间灯光的主要来源是公共街道照明，这是政策制定和管理的核心对象。政府拥有街灯的安装管理权，其分布和亮度数据较为完善，因而街灯成为研究和政策聚焦的重点。
然而，卫星拍摄的地球夜景画像显示，城市发光并非仅仅是街灯贡献，实际上的灯光源涵盖广告牌、商业窗户、私人住宅窗户、装饰灯光等多种形式。此前公众和研究界对这些非街灯光源的实际数量和使用情况缺乏透明且统一的数据。 “夜光观察”项目创新地设计了一款手机应用程序，通过市民科学家对路程中可见灯光进行分类统计，涵盖了18种不同类型的光源，包括街灯、广告牌、住宅窗户灯光、灯箱、装饰灯、遮阳灯等。这些数据不仅细化分类，还记录光的亮度、颜色及遮挡状态，为进一步分析光污染成因和辐射特性奠定了基础。通过数百名志愿者的累计努力，该项目在德国及部分邻国共计22平方公里的区域内采集了超过23万盏灯的观察数据，形成了迄今为止最大规模的基于地面观察的城市灯光数据库。 通过与美国可见红外成像辐射仪套件（VIIRS）日光-夜光波段（DNB）卫星夜景辐射数据的对比，项目发现地面观测记录的灯光密度与卫星辐射亮度呈显著的正相关。
这一“翻译”关系使得卫星夜景图上的辐射数值，不再是抽象的无量纲数据，而能够转化为具体的“每平方公里安装灯源数量”，极大地丰富了对城市光环境的理解。 研究揭示，德国城市中心区域除街灯外，用于广告和美学目的的灯光数量更多。例如，广告牌和商业窗户灯光的数量在夜晚早期明显多于街灯，这与城市活跃的商业氛围密切相关。这些光源即使在午夜时分关灯或调暗，仍然大量存在，为减少光污染提供了很大的减排潜力。统计结果估计，德国夜半时分仍然点亮的人工光源约为7800万盏，远远超过公共街灯的数量。由此可见，光污染治理不应仅限于街灯管理，而需综合考虑广告和私人照明等多元光源。
不同类型的灯光具备不同的遮挡设计，大部分街灯被完全或部分遮挡以减少光线向上散射，减轻天空光辉效应；然而建筑物立面及泛光灯等则多未充分遮挡，导致大量无效光向天空辐射，加剧环境负担。光源的颜色及亮度也呈现多样性，其中街灯多为暖色橙光，而广告和商业灯光多为冷色白光。传感器自动控制和动作感应技术在街灯和低密度区域中较为常见，能够实现按需照明，节约能源，同时减少夜间不必要的亮度。 公民科学的方法使得本项目能够涵盖大范围地理区域和多样灯光类型，克服卫星遥感无法分辨具体灯光类型、强度与光谱的局限。通过群众的积极参与，形成了客观、丰富且细致的灯光资讯。这不仅为光污染研究提供了宝贵数据，更为城市环境治理、能源优化及公共卫生保护指明了方向。
此外，项目还发现不同土地利用类型的光源结构存在明显差异。以连续城市建筑覆盖区为例，广告灯光和商业照明占有较大份额；在低密度城市区域，私人住宅窗户的灯光比重较高。观测结果提示，针对不同区域的光污染治理和节能设计需采取差异化策略，以实现最优的环境和社会效益。 随着智慧城市理念的推进，未来城市照明将更趋智能化和动态化。结合实时数据和自动调节技术，灯光将更精确地响应人员流动和环境需求，避免浪费光能和减少对野生生物及人类健康的负面影响。公民科学数据也为这些智能系统的设计和效果监测提供了重要依据。
政策层面，当前大多数城市光污染治理仍聚焦于公共照明，而忽视了广告和私人领域照明的调控。夜光观察项目的研究成果表明，应加强对商业广告灯光运行时间和强度的管理，鼓励企业合理使用灯光设备，减少无意义的光浪费。相应地，鼓励居民合理遮挡住宅光源，推广窗帘使用，有助于显著降低夜间光扩散，提升城市夜空品质。 夜光污染不仅影响天文观测，更与生态系统失衡、动物迁徙和行为改变、人类睡眠质量下降等多重负面影响相关。通过公民科学的跨学科合作，社会公众对灯光污染的认知大幅提升，形成了良好的社会参与氛围，为未来光环境保护奠定坚实的社会基础。 研究团队指出，夜光观察的方法若能推广至其他国家和地区，并结合更高分辨率的卫星数据，将有助于揭示全球范围内城市灯光使用差异的根源，指导区域性精细化光污染控制策略。
此外，持续的长期观测可以监测政策实施效果，评估智能照明系统的环境与经济效益，促进城市可持续发展。 综上所述，公民科学所提供的广泛且深入的地面灯光观测数据，为理解城市夜光的真实面貌提供了前所未有的视角。城市灯光不仅是照明需求的体现，更承载着环境保护、能源利用、社会安全与文化表达的复杂互动。未来依托公民参与与科学研究的结合，以及智能技术的应用，城市夜光的管理将更加精准和有效，点亮绿色可持续发展的美好未来。
