随着现代城市生活步入夜晚，绚丽的灯光点亮了街道、建筑和广告牌，形成宛如星辰般的城市夜景。然而，华丽灯光背后隐藏的环境问题日益引发关注。城市人工光源不仅影响生态系统，还涉及能源消耗和人类健康。尽管卫星夜间观测图像广为人知，城市灯光的具体组成及其空间分布却鲜为人知，限制了对光污染有效治理的科学支持和政策制定。近期，公民科学团队“夜光者”通过移动应用采集了数量庞大的夜间灯光数据，首次实现对德国广泛区域灯光类型的细致分类和计数，揭示出现代城市灯光的新面貌和治理契机。城市灯光的环境影响极其广泛。
已有研究指出，约四分之一的地球陆地表面以及欧洲88%地区夜间被人工光源照亮。夜间人造光源不仅造成普遍的光污染，还干扰夜行动物的迁徙和活动规律，改变植物的生理周期，甚至影响人类睡眠质量和健康。传统上，街道公共照明被认为是城市夜光主要来源，也因此成为政策关注重点。然而“夜光者”项目的数据显示，街灯仅占城市整体用于照明的灯光的少部分，广告牌和装饰性灯光的数量甚至超过街灯。此发现提醒我们，若只聚焦街灯控制，许多潜在的光污染源仍难以遏制。公民科学作为一种参与式研究方式，充分发挥了公众力量。
在“夜光者”项目中，来自德国及邻近国家的数百名志愿者利用专门设计的移动应用，沿城市街道步行，记录并分类观测到的超过23万盏光源。灯光被划分为18种不同类型，包括私人窗户灯、商业橱窗、广告牌、路灯、装饰灯等，志愿者还对灯光的亮度、颜色和遮挡情况等信息进行了补充采集。独特的数据采集方法极大弥补了卫星数据因分辨率和灵敏度限制而难以辨别光源种类的不足。通过与卫星辐射数据的结合，研究人员突破了空间尺度和光学测量的瓶颈，使得对地面灯光强度及结构进行定量分析成为可能。分析结果显示，德国城市中心地带广告灯和美观性照明的灯光数量明显超过街道照明，标志着光污染治理应侧重于综合管理多元光源的现实需求。统计估算中，德国午夜时分大约有7800万盏光源仍在亮着，其中街灯数量约占950万盏，这一巨大数字反映了节能减排和光污染防治的巨大潜力。
光污染不仅仅是明暗的简单问题，更关乎光线发散方向、色温、遮挡设计以及灯光的动态控制。“夜光者”项目数据表明，德国大部分街灯均具备全遮蔽或部分遮蔽设施，有效减少向天空方向的光逸散。然而，建筑物侧面安装的灯具和广告招牌中的多数光源缺乏有效遮挡，导致大量上射光贡献于天空光辉。部分灯光依靠运动感应控制，仅在有人经过时点亮，这体现了智能化灯光应用的趋势，但其普及程度仍有限。透视不同土地类型，私人窗户灯光在乡村和郊区相当普遍，而广告和商业灯光在城市核心区域占据主导。灯光颜色和亮度分布也呈现多样性，温暖色调的橙黄路灯与白色商业灯光形成差异化景观。
这样的细分信息为光污染模型提供了必需的参数输入，帮助科学界更准确预测人工天空亮度和对生态影响。从社会层面来看，“夜光者”项目不仅提供了城市灯光现状的科学认知，还增加了公众对光污染问题的认识和参与感。该项目通过培训确保参与者具有一定的观察和分类能力，激发了市民对环境保护的责任感。同时，研究成果也为政策制定者提供了实证依据。传统光污染治理侧重改造街灯，提高能效和灯具遮光性能，然而该项目揭示非街灯光源同样对夜间环境负有重大影响，呼吁综合性照明管理策略的出台。法国已采取法律措施，规定广告灯在深夜熄灭，室内无人员时关闭灯光，这种做法展示了平衡光污染与商业需求的可行路径。
未来城市照明应强调以需求为导向的智能控制，如应用运动传感器和定时关灯制度，实现节能与环境友好的双赢效果。城市光污染研究仍面临挑战。如何准确量化不同光源对天空亮度贡献及其空间动态变化，仍需结合多源遥感数据与地面观测进一步分析。各国城市灯光使用差异巨大，经济水平相当的城市也存在高达数倍的灯光强度差异，探索背后原因对于推动全球光污染减缓策略至关重要。公民科学为跨国大规模灯光调查提供了新思路，但不同文化、语言和城市结构对项目推广提出了考验。未来随着高分辨率卫星传感器的发展，结合公民参观与智能设备监测，可望实现更精准、实时的城市灯光管理和评估。
综上所述，通过公民科学手段系统测绘城市灯光，开辟了光污染研究和治理的新局面。数据揭示了城市夜灯构成的复杂性及其对环境的深远影响，强调应超越单一街灯控制，推动全方位、多角度的城市夜光管理。公众参与不仅丰富了科学数据，也提升了社会环保意识。政策制定者应根据详细灯源分类信息制定针对性措施，同时推广智能照明技术，实现城市夜晚的可持续光环境。未来城市规划和生态保护将依赖于这类综合、精细化的光环境数据，助力构建人与自然和谐共处的夜间城市空间。
