随着夜晚城市灯火通明的景象成为地球夜空中最为壮观的“星座”，城市灯光不仅是现代生活的标志，更是环境与生态系统面临的复杂挑战。人工光源的泛滥带来的光污染影响深远，涉及生态环境、人体健康及能源消耗等多个领域。然而，尽管卫星夜光影像技术帮助科学家从宏观层面观测地球夜晚的光亮分布，对于光源的具体构成和特性仍然知之甚少。公民科学作为一种新兴研究方法，通过动员公众参与数据采集，正成为破解这一顽疾的重要钥匙。2021年，德国为核心的公民科学团队利用“夜光者（Nachtlichter）”APP，对德国多个城市及周边22平方公里区域内共计23万余个光源进行了细致的计数和分类。此次大规模的灯光普查首次从地面视角出发，揭开了城市多元光源背后的真实面貌，也为政策制定与环境治理提供了有力支撑。
长期以来，城市夜晚光亮主要被认为是街道照明所致，公共机构也因此倾向于以街灯的管理为核心，制定相关规章和治理措施。然而数据显示，街道照明仅仅是城市夜间灯光的少部分。夜光者项目发现，在德国市中心区域，用于广告和美化的灯光数量远超街灯，甚至有数据表明广告灯光数量在早晚高峰时大致为街灯数量的两倍。私人住房的窗户灯光也是主要贡献者之一。相比之下，街灯不仅数量相对较少，而且约一半实现全遮挡设计，减少了向天空的不必要照射，而商用及建筑物灯光的遮挡比例较低，存在更多光污染风险。 该项目的研究方法注重大规模数据的准确收集与科学分析。
公民科学参与者沿街步行，按预定义的18种光源类别，对视野中的灯光类型及亮度、颜色和遮挡情况进行记录。为确保数据质量，项目组制定了在线培训模块，以减少观察者之间的差异。调查中发现，不同类型的光源夜间亮灯的时间差异明显，家窗和商业灯光在午夜后大量关闭，而街灯基本保持常亮。项目利用统计模型校正了观测时间的影响，使得不同时间段的灯光量可比较，进一步推断出德国境内午夜时分约有七千八百万盏灯光依然点亮，这一数量远高于公众认知，也反映出节能减排和光污染控制巨大潜力。 通过将地面计数数据与卫星可见红外成像辐射仪（VIIRS-DNB）影像相结合，研究团队首次实现了卫星辐射亮度与地面灯光数量的换算关系。这种换算不仅使夜间卫星监测数据更具解释力，也为不同城市灯光密度的横向对比提供了量化指标。
研究中发现，光源密度与卫星辐射亮度之间存在较强的正相关，街灯和广告标志灯等不同光源的相关度虽均为正值，但增长速率存在差异，广告灯的增加速度快于街灯。这一现象揭示了城市内部照明结构的多样性及其对光污染的复杂影响。 城市光污染不仅影响天文观测，夜间光亮环境的改变对生态系统也造成了严重影响。研究显示，人工光源显著影响鸟类迁徙路径，许多鸟类被强光吸引导致死亡率上升。人工夜光引起的天空泛光则扰乱了动植物的生理节律，甚至影响到植物的生长和物种多样性。物理实验进一步确认，植物暴露在高于自然状态的夜光环境会发生不利反应，证明了城市光污染的生态危害性。
与此同时，夜晚过度照明还带来能源浪费，增加温室气体排放，直接阻碍气候保护目标的实现。 在政策层面，夜光者研究为光污染治理提出了新思路。当前，多数城市和国家的照明管理政策仍将街灯作为重点，忽视了大量来自私人和商业领域的光源。德国近期颁布的法规限制广告灯光的使用时间，是光污染治理迈出的重要一步。研究呼吁采取更全面的照明规范，涵盖户外广告、建筑内外照明及居民窗户区域，鼓励使用可遮挡灯具、智能感应控制和定时关闭机制。事实上，公民科学的参与提升了社区对夜间照明问题的认识，促进公众与政府间的双向沟通，有望推动有效且公众接受度高的节能减排措施落实。
科技的发展也为未来的城市照明管理带来机遇。智能城市概念催生了动态调整的照明系统，根据人流和环境需求自动开关灯光，最大限度减少不必要照明。夜光者项目提醒科研人员和决策者，卫星夜光数据虽可快速覆盖大范围，但缺乏对具体光源类型的分辨，需要结合地面观测和多源数据融合，建立更精确的城市夜间照明模型，以指导照明设计和政策制定。 未来，持续运行的公民科学项目不仅可监测城市照明的时空变化，还能评估政策实施效果，对比不同国家和城市间的照明差异，帮助识别高光污染区域及其潜在成因。随着更高分辨率卫星技术的发展，结合城市形态、土地利用及社会经济数据，有望实现对城市夜光污染的精准定位和根源分析，促进全球光污染控制和能源利用优化。 总体来看，夜光者项目的实践表明，通过公民科学的力量，可以获得前所未有的城市灯光详细信息，为理解和治理光污染注入了新的活力。
渐趋严峻的城市光环境迫切需要科学、透明和社区参与的解决方案。未来城市照明政策应跳出传统视角，兼顾公用、商业和私人光源的多样性，推动低影响、可持续且充分满足社会需求的照明发展路径。公民科学不仅是数据收集的工具，更是社会共治的桥梁，将市民的眼睛和声音纳入环境保护的行动中，让每个人成为城市夜空守护者，共同照亮更加生态友好的夜晚。
