在现代城市的夜晚，遍布街头巷尾的灯光构筑了一幅璀璨的画卷。夜晚的城市从太空中望去，熠熠生辉，灯光点缀如同星河，但这些灯光背后的真相远非表面那么简单。人工光不仅仅是夜晚的照明工具，更是一种重要的环境污染源，影响着自然生态系统、人类健康以及能源消耗。而对于这些城市灯光的具体来源、分布以及对夜间环境的影响，科学界一直缺乏详尽而系统的了解。近年来，借助公民科学的力量，德国发起了规模空前的“夜光（Nachtlichter）”项目，汇聚公众的智慧和力量，揭开了城市灯光的复杂特性，推动了光污染研究和治理的深入发展。 “夜光”项目的核心在于通过开发专门的手机应用，邀请普通市民参与夜间光源的观察和分类。
2021年，258名志愿者在德国及周边地区的33个社区，对长达22平方公里的公共区域进行了详尽的光源调查，累计记录了超过23万4000个光源。参与者不仅简单计数，还根据预设的18类灯光类型详细归类，如街灯、商业广告灯、私人窗户灯等，甚至还区分了灯光的色彩、亮度以及是否有遮蔽等特征。这一丰富细致的数据使研究团队得以将卫星夜间辐射图像中的模糊数字，转化为地面实际安装灯具的具体数量和类型，使光污染的规模和结构变得具体而透明。 卫星夜间影像长期以来被视为城市人工光强度的主要指标，但其分辨率和敏感度的限制使其无法区分灯光的属性和用途。以往政策制定多集中于公共街道照明，然而“夜光”项目的数据表明，在德国的城市中心，广告和装饰性灯光的数量甚至超过了街道照明灯源。这一发现颠覆了传统认知，暗示现有的光污染控制策略过于狭隘，忽视了大量私人和商业光源的贡献。
项目估算，德国午夜时分仍有约七千八百万个光源持续发光，远高于公共街灯的数量，这表明存在巨大的节能减排和光污染缓解潜力。 人工光作为一种环境污染，影响层面广泛。光污染干扰了鸟类的迁徙路径和栖息行为，诱使它们远离自然栖息地甚至遭受死亡威胁。城市上空因人造光而形成的天空光晕，扩大了夜空亮度，对动物的行为和生态系统产生深远影响。植物对夜间光线的反应也不容忽视，实验表明异常的夜光环境可能影响植物的生长和繁殖周期。与此同时，夜间照明的过度与不合理还直接关联着能源浪费和碳排放，当前全球的应对气候变化的努力中，合理控制夜间灯光成为重要一环。
“夜光”项目通过公民科学的方式填补了灯光分类信息的空白。参与者接受了严格的在线培训，以保证观察数据的质量和一致性。实际调查过程中，团队发现不同性质的灯光在夜间的开启时间存在显著差异，例如私人住宅和商业建筑的窗户灯光、多数广告牌灯光会在午夜前后逐渐关闭，而街灯则通常全夜保持照明。这种时间变化揭示了夜间光环境动态特征，对光污染建模及监测提出了新的挑战。 研究还详细分析了灯光的遮蔽设计。遮蔽灯光意味着灯光主要向下照明，减少光线向天空逸散，是防止光污染、特别是天空光晕形成的有效手段。
德国绝大多数街灯具有全罩或部分遮蔽设计，但建筑物外墙灯和投光灯的遮蔽率较低，许多灯光向上照明，直接增加夜间环境的光照强度。缺乏合理遮蔽不仅加剧了光污染问题，也影响居民的睡眠质量和健康。 颜色和亮度的差异同样值得关注。不同类型的灯具具有不同的色温和光谱分布，研究显示街灯多为橙色光源，而商业和装饰灯光多为白光。夜间光的色彩特性对生态系统干扰的程度有显著影响，例如短波蓝光对人体和动物的生理节律影响较大。亮度的高低不但影响视觉舒适度，也关系到能耗和光污染风险。
在多个场所，参与者注意到部分高亮度灯具存在炫光问题，说明目前照明设计在光强和光质控制方面仍需改进。 卫星夜间影像数据与地面光源数据的结合，为理解城市光环境提供了新的视角。研究发现，虽然两者呈现一定正相关，但不同灯光类型对卫星观测辐射的贡献比例不同。例如，广告牌灯光密度和卫星辐射呈较强线性关系，而街道路灯密度随卫星辐射变化较为缓慢。这反映了不同光源在空间分布和光学特性上的差异，促使研究者对卫星数据的解读更加谨慎和细化。 基于以上发现，研究团队呼吁政策制定者扩展光污染管理的视角，从仅关注街灯向涵盖商业广告、私人住宅照明以及装饰性灯光的全方位管控转变。
法国已在部分地区实施相关法规，要求商业广告灯光在夜间无人流动时关闭，办公楼内无人时关闭室内灯光，这些措施既能减少光污染，也兼顾企业经济利益。动感感应灯具的推广应用也是减轻夜间光负担的一种有效手段，研究数据显示，乡镇和郊区中，自动感应灯光使用率较高，这在保证安全的同时降低了能源浪费。 公民科学本身作为一种科学研究方法，展示了其独特的优势和潜力。通过让公众直接参与数据采集和问题探讨，增强了社会对光污染问题的认识和关心，促进了公众环保意识的提升。未来，随着智能手机技术和人工智能图像识别的发展，公民科学项目将进一步拓展规模和精度，实现跨地域、跨国界的协作，为全球光污染治理贡献力量。 展望未来，随着更多高分辨率、高灵敏度的夜间遥感卫星发射，结合地面光源详细分类数据，将能够提供更精确的城市光环境评估。
智能照明系统的普及将使城市照明更加适应实际需求，减少不必要的光输出。科技与政策的协同创新，将为夜间城市营造更加绿色、健康和可持续的光环境铺路。 综上所述，公民科学项目“夜光”不仅填补了公众对城市灯光结构和影响的认知空白，也为政策制定者提供了具有实操意义的科学证据。城市灯光的合理规划与管理，是应对光污染、保护生态环境和提升城市生活质量的重要课题。通过公众的参与与科学的支撑，城市的夜晚将不再是“光污染”的代名词，而是智慧与和谐照明的典范。未来的夜空，有望恢复它本该有的宁静与星光璀璨，为人类与自然带来共生共荣的美好未来。
。
