随着现代城市化进程的加速，夜晚的城市被各种形式的人工灯光所点亮，呈现出一幅璀璨的灯海图景。然而，城市夜间的灯光并非简单的街道照明那么单一，其来源复杂多样，背后涉及广告、装饰、商业及居民生活等多种因素。长期以来，人们普遍认为街灯是城市夜晚照明的主要组成部分，因此政策和管理也主要聚焦于公共照明。然而最新的公民科学研究揭示，实际情况远比想象复杂，街灯在城市灯光整体中仅占少数。通过广泛动员普通市民参与灯光调查，研究团队利用专门开发的“夜光者”（Nachtlichter）手机应用对德国多个社区的灯源进行了详尽的观察和分类，收集了超过23万盏灯光的宝贵数据。这一数据集不仅填补了卫星遥感在灯光类型识别上的不足，还首次实现了地面灯光数量与卫星夜间光辐射强度之间的有效联系。
此次公民科学项目展示了基于人力视觉识别的优势，尤其是在区分不同灯光类型、颜色以及照射方式方面表现出色，而这些信息是目前卫星遥感无法直接提供的。研究发现，在德国市中心，广告灯光和美化照明数量远超街道照明，尤其是商业窗口的灯光成为夜晚环境中不可忽视的光源。此外，私家住宅的窗户照明也是一种重要的夜间光源。研究团队估算，在德国，午夜时分仍有约7800万盏灯光亮着，这一数字远远超过了公共街灯的数量，这意味着城市光污染的缓解需超越传统的街灯管控，关注更多私人及商业照明。城市光污染作为一种环境污染形式，覆盖了地球约四分之一的陆地表面，尤其是在欧洲的覆盖率高达88%。过量且不合理的人工照明不仅耗费巨大的能源，增加经济负担，还对生态系统和人类健康构成威胁。
鸟类因被明亮灯光吸引发生迁徙路径偏差甚至死亡，夜空的光辉改变了动植物的自然行为模式，实验室研究也显示植物在异常的夜晚光环境下生长受抑制。伴随着全球对气候变化和环境保护的关注，减少光污染成为亟需解决的重要议题。传统上，城市照明管理多依赖街灯数据库和遥感影像，然而这些数据无法准确反映灯具种类及亮度变化，也无法识别私有或商业光源的动态特性。Nachtlichter项目通过设计手机应用、培训公民科学家、组织地面调查，成功完成了定点区域内每盏灯的统计与分类，填补了这一缺口。数据采集除全德多个城市外，还涉及周边国家的部分地区，数据样本丰富且多样化。参与者在夜晚沿预设路段步行，利用应用程序将目测到的灯光分为18类，包括街灯、广告牌、窗户灯光、装饰灯等，并记录灯光的色温、亮度及遮蔽情况。
研究对不同时段电灯关闭情况进行时间校正，提升了数据的代表性和准确性。研究表明，不同类型灯光对于卫星观测的夜间光辐射贡献并非线性，广告牌灯光与卫星辐射强度增长关系更快，而街灯则表现出缓慢增长趋势。这一发现提示，城市灯光组合随地域、城市密度及时间改变，造成卫星数据解释的复杂性。对灯具遮蔽情况的调查揭示，仅约一半街灯具备有效遮蔽设计，避免光线向上散射，其他灯具如建筑物侧装灯及泛光灯更常见无遮蔽，导致大量光线直射夜空，加剧光污染。随着智能城市建设推进，运动感应控制等节能手段开始被部分地区采用，尤其在郊区和小镇更为普及，但在市区则使用较少。研究人员指出，未来光污染治理政策应扩大视野，重视商业广告灯和私人照明的调控，倡导智能照明技术和具备良好遮蔽的灯具设计。
同时，居民家庭应提高夜间节约用灯意识，例如使用窗帘减少向外照射的光线。这些措施将有效降低城市整体光污染水平。相比以往多侧重能源效率的新灯具推广，研究强调照明的生态影响需要被纳入考量。通过长期跟踪研究，公民科学方法可评估政策实施效果和照明变化趋势，促进科学与社会的积极互动。虽然当前研究覆盖范围主要局限于德国，未来若能在全球范围复制此类调查，将有助于解释不同国家和城市之间夜间照明强度与类型的巨大差异，为全球光污染治理贡献实践经验和理论基础。此外，结合城市形态数据和地理信息系统，未来有潜力提升灯光对卫星观测辐射的物理解释能力，从而更精准地监测和管理城市照明。
城市的夜空不仅是人类文明的象征，更影响着自然生态与可持续发展。公民科学激发了公众对夜间灯光问题的关注与参与，促进跨学科合作，为未来城市灯光的科学管理和创造更加舒适的夜间环境奠定坚实基础。合理利用人工光源，实现节约能源、保护生态和提升生活品质的目标，是当前城市可持续发展战略中的重要内容。公民科学的成功实践展示了公众力量在环境监测中的巨大潜力，也为城市照明政策制定者提供了切实可行的数据支持。随着技术进步和社会共识的形成，未来城市灯光管理将趋于更加智慧和绿色，点亮城市之美的同时守护夜晚的宁静与自然。
