城市夜晚的灯火辉煌，既是现代生活便利和繁华的象征，也带来了环境、生态及健康方面的隐忧。人工光污染影响了全球近四分之一陆地表面，更对欧洲88%的区域产生了夜间光照的显著干扰。尽管卫星夜光图像描绘了地球夜晚的灯光分布，但灯光的具体来源始终模糊不清，导致针对性的政策与环境保护措施难以有效实施。为解决这一困境，德国的“夜光者”公民科学项目应运而生，利用众多志愿者的眼睛和智慧，深入实地调查了十多万平方公里的城市区域，实现了对夜间光源的精细化分类和计数。公民科学在此领域的应用不仅丰富了科研数据，更架起了科学研究与公众参与的桥梁。 “夜光者”项目的核心是其专门开发的手机应用，该应用帮助参与者沿街行走，统计和分类可见的灯光种类，涵盖了18种预设的光源类型，包括私人住宅窗户、街道照明、广告牌、装饰灯等。
通过统一的在线培训，确保不同参与者的观察结果具有较高一致性，误差控制在合理范围内。2021年的统计数据显示，参与者统计了超过23万盏灯光，揭示了德国城市灯光的丰富面貌和使用习惯。值得注意的是，私人住宅窗户光源和商业橱窗灯成为最大的亮点，而街道照明仅占总灯焰源的少数，广告与美化目的的灯光数目甚至超过了公共街灯数量，这一发现挑战了长期以来政策只关注街道照明的惯例。 将地面灯源计数与卫星夜间光辐射数据相结合，项目团队发现两者间存在显著正相关关系。换言之，卫星上测得的辐射亮度能够较准确地转化为单位面积内地面灯光的安装数量。这一转化不仅使研究人员能够更直观地理解夜光数据，也为城市规划者和政策制定者提供了操作性极强的参考。
例如，通过卫星观测数据与地面灯光普查的结合，推算出德国全境午夜时分仍保持开启状态的灯光数量高达七千八百万盏，几乎每人一盏，显示出城市光污染仍有巨大的缓解空间。 灯光的种类和分布在不同城市区域亦呈现出显著差异。密集的城市中心区，广告灯和商业照明的密度甚至超过街灯，显示出城市夜景的多样性及商业活动的活跃度。在城郊和郊区，住宅窗户灯光所占比例则更高，反映出居民生活作息的直接影响。进一步分析灯光性质发现，德国约一半的街道照明具备较优的遮光设计，可减少光线向上散射造成的光污染，但建筑物侧挂灯具和投光灯的遮光不足现象普遍，使大量无效照明浪费能源并加剧夜空亮度。部分装饰灯和房屋号码灯的亮度虽偏低，但在光线较暗区域反而显得较为突出，显示灯光感知受周边环境的复杂影响。
延时观察揭示了城市灯光的动态变化规律。夜晚晚些时候，商业和私人窗口灯光显著熄灭，广告灯牌关闭速度也较快，而街道照明基本保持恒定。这种变化导致深夜城市的光污染组成发生转变，强调研究和管理光污染时必须考虑时间因素，避免仅依赖卫星夜间单一时段数据误判实际情况。结合动作传感技术的智能照明系统，在低居民活动时段自动调节照明，也是未来城市可持续照明策略的重要方向。 城市灯光的环境影响远超视觉美观。多项研究揭示，城市光源影响鸟类迁徙，鱼类行为，植物生长等生态系统功能，甚至对人体健康产生负面作用。
灯光过度和无效照明引发的光污染不仅浪费能源，也增加温室气体排放，亟需全社会共同关注和行动。德国及多国因地缘政治和能源危机出台的节能令限制了部分户外灯光使用，体现出光污染治理的紧迫性和政策可行性。 “夜光者”项目的创新点在于公民科学的广泛动员和科学应用的结合。志愿者的广泛参与使得覆盖面积和数据量大幅提升，这一方法亦弥补了卫星夜光数据空间分辨率和光谱分辨率的不足。尽管仍有部分限制，如多层高楼区域难以准确观察，夜间灯光亮度的主观评估具有一定误差，车灯等临时光源未纳入统计，但该项目为城市光源结构及其环境影响提供了罕见的科学证据和数据支持。 未来，结合更高分辨率卫星影像和城市三维结构数据，将有助于更精准识别和评价不同灯光类型的辐射特性。
多时段的连续监测和长期跟踪调查则是理解城市夜光动态变化及政策效果的关键。类似“夜光者”模式可以推广至其他国家和城市，通过本地语言培训和平台建设，实现全球范围内的灯光环境数据共享和治理经验交流。 与此同时，政策制定者应重新审视以往将街道灯光视为光污染主要源头的观念，拓宽治理视角，涵盖广告灯箱、商用展示窗、私人住宅灯光等多种光源类型。推广灯具遮光设计，强化照明时间和亮度的管控，推动智能调光技术应用，以及倡导居民遮挡窗户灯光，将是实现城市光环境可持续发展的关键措施。 总结来看，公民科学为破解城市夜光之谜注入了新的活力与可能。通过将人类观察力与现代科技结合，不仅丰富了科学数据，也提升了公众的环保意识。
城市灯光的管理不再是遥远的政策命令，而是每一位居民共同参与的行动。在未来，随着技术进步与社会共识的深化，城市将能够实现安全、宜居且环境友好的夜间照明，点亮绿色低碳的美好生活。
