城市的夜晚总是被璀璨的灯光点亮，然而这些灯光不仅仅是视觉上的美景，它们背后隐藏着诸多环境、社会和健康问题。近年来，随着人工光源在城市空间的广泛应用，光污染逐渐成为影响生态环境和居民生活质量的关键问题。理解城市灯光的本质和来源，对于有效管理和减少光污染至关重要。公民科学项目的兴起，为我们提供了前所未有的视角，通过普通市民的积极参与，系统性地揭示了城市灯光的复杂构成，推动了光污染研究和治理进入全新阶段。城市灯光的复杂性远超传统认知。过去，人们普遍认为城市夜间的主要光源是道路照明，即街灯。
政府和相关部门通常只统计和管理街灯，对其他光源的关注较少。然而，通过一项由德国公民科学团队发起的“夜光”项目（Nachtlichter app），研究发现路灯实际上只占城市总光源的一小部分。该项目动员258名注册参与者，在德国及邻近的城市区域内，使用手机应用对超过23万处灯光进行分类和计数。数据明确显示，商业广告灯、装饰灯以及住宅窗户灯光的数量远远超过了街灯数量。这种发现极大地扩展了我们对于城市夜景灯光结构的理解，也暴露了光污染治理的现实挑战。商业区和市中心往往亮丽非凡，这背后有大量广告牌和装饰用灯持续点亮，尤其是在早晚高峰时段。
即使在午夜时分，仍有数千万个灯源保持点亮，呈现出强烈的能量消耗和环境压力。这些非街灯光源不仅耗电巨大，还因其多方向、多色彩的特性加剧了天空光辉（skyglow）现象，使得星空变得暗淡无光，影响人类观星体验及生态系统的健康。这项基于公民科学的研究还发现在德国内，街灯的屏蔽率约为半数，这意味着大多数路灯并未有效防止光线朝天散射，加剧了夜空亮度。相比之下，建筑物外墙和广告灯的屏蔽情况更差，超过半数未做遮挡处理。缺乏有效的光屏蔽，导致大量光线直接射向天空，不仅浪费能源，还对飞行的鸟类产生致命诱引作用，对城市的生态带来严重威胁。此外，不同类型的灯光在亮度和色温上表现出显著差异，例如街灯中橙色光源占比最大，而广告灯则以白光为主，这种光谱多样性对生态和人体健康的影响不容小觑。
研究还揭示了城市内部不同区域光源构成的差异。在人口密集的连续城市发展区，广告灯和商业窗户灯的数量超过街灯，说明商业活动是城市光污染的重要推动者。而在郊区和小城镇，私人住宅的窗户灯及花园装饰灯相对占比较大。不同土地覆盖类型的灯光分布特征，为制定差异化、针对性强的光污染防治政策提供了数据支持。公民科学的应用不仅填补了卫星遥感数据的空白，也解决了现有公共数据库对非街灯光源覆盖不足的问题。卫星图像虽然能快速获取广泛区域的夜间辐射数据，但其空间分辨率有限，难以识别光源的具体类型和数量。
通过公民参与地面实地调查，结合定量化的灯光分类和时间活动规律，研究人员构建了卫星辐射数值与地面灯光密度之间的换算模型，使政策制定者能够更直观地理解光污染的规模和来源。此外，研究分析了灯光的开关时间，发现许多商业和住宅灯光在深夜会逐渐关闭，这种动态变化也影响了天空的亮度和光谱特征。与卫星通常在固定时间点观测的限制不同，这种地面细分时间的动态数据对于评估灯光对生态的影响尤为重要。同时，夜间灯光的变化模式也提示着“智慧城市”照明技术的潜力，即通过智能感应和分时控制减少不必要的照明，实现节能减排和环境保护的双重目标。公民科学项目的成功实施，展示了公众参与环境监测的巨大潜能。普通市民不仅贡献了大量的灯光数据，还通过亲身参与过程增强了环保意识和对光污染问题的关注。
参与者反馈称，调查过程让他们更深入地认识到城市灯光的多样性和问题的复杂性，这种认知有助于推动社区内部以及政策层面的讨论和行动。面对城市光污染的严峻形势，研究指出单纯依赖街灯管理已难以全面解决问题。政策需要拓展视野，涵盖广告照明、商业和居民建筑的照明使用，推动制定更为严格的光环境规范和节能标准。例如，法国已出台规定，要求商业广告灯在非必要时间关闭，提升建筑节能效益的同时减少光污染。这种模式值得其他国家和城市借鉴。进一步的建议包括推广路灯的全遮蔽灯具，最大限度减少向上散射光；鼓励居民在夜晚使用窗帘降低光外泄；倡导商业区实行灯光减弱和时段限制措施。
对已经实施的控制措施，可以利用公民科学的重复调查，评估政策的执行效果，及时调整和优化治理方案。城市灯光的科学理解与管理，直接关系到公共安全、能源消耗、生态保护和居民健康。光污染不仅是环境问题，更是社会问题。它影响动物迁徙、昆虫繁殖和植物生长，还可能扰乱人类的生物钟，诱发睡眠障碍和其他健康问题。光污染管理因此需要跨学科合作，将科学研究、公民参与与政策制定综合融合，推动城市走向更加可持续的照明未来。未来，借助更高分辨率的卫星遥感技术和广泛覆盖的公民科学网络，将实现对城市光环境更加精确的监测和分析。
通过持续的数据积累，能够描绘出灯光变化的动态趋势，深入理解经济、文化和政策因素对城市夜间灯光影响的作用机制。公民科学促使大众不仅是数据提供者，更是环境治理的主动参与者和推动者。总之，公民科学项目揭示了城市灯光的多样性与复杂性，破解了以往对城市夜景误读的局限。了解灯光源的具体构成与行为模式，是制定精准有效光污染治理策略的基础。唯有整合科技与社会的力量，提升公众意识，推动制度创新，才能点亮夜空的同时守护生态与人类的健康，营造更加宜居的城市夜晚。
