城市的夜晚由于光污染而失去原有的宁静与黑暗，然而人们对构成城市灯光的具体来源和其影响却知之甚少。传统的卫星观测虽然可以展示夜晚地球的灯光分布，但由于空间分辨率和灵敏度的限制，无法揭示灯光来源的详细构成。面对这一难题，德国学者领导的公民科学项目“夜光者”采用创新的手机应用程序，让数百名志愿者在户外实地观察、计数并分类路灯、广告灯、私人窗户灯等不同灯光。该项目成功收集了超过23万个灯光数据点，覆盖德国二十二平方公里的区域，为研究城市灯光的本质提供了丰富而独特的数据支持。 通过“夜光者”项目的数据分析，研究团队发现城市中心中用于广告和美化的灯光数量甚至超过了街道照明灯。私人住宅窗户灯和商业区广告牌在总数中占据重要部分，且在午夜时分仍有数千万个灯光亮着，显示出极大的节能潜力。
以德国为例，估计午夜仍亮灯的个体灯光数量达到七千八百万，比公开登记的公共路灯数量多出许多。这一发现打破了以往城市灯光主要来自路灯的固有认知，提示政策制定者在制定光污染治理措施时不能仅聚焦于公共照明。 城市灯光的过度使用与光污染密切相关，光污染不仅影响生态环境，还涉及节能减排以及公众健康等多个方面。夜间强烈的人工灯光已经证明会干扰鸟类的迁徙，使大量鸟类误入光源导致死亡；对植物的生长周期产生影响，也改变了生态系统的自然节律。除此之外，光污染还会造成天文观测的困难，使星空观测质量大打折扣。延长的照明时间和过亮的灯光加重了能源消耗，增加碳排放，进一步加剧气候变化风险。
因此，了解城市灯光的分布与结构对于环境保护和能源管理变得尤为重要。 “夜光者”项目的另一个重要贡献是将卫星观测数据中的辐射亮度转换为地面灯光的实际数量，通过这一定量换算，研究人员能够更直观地理解不同区域的灯光密度。此外，数据揭示了灯光类型与城市土地利用类型之间的关联，例如商业区广告灯比住宅区更多，而花园装饰灯多数出现在郊区和小镇。对灯光遮挡程度的观察表明，近半数路灯配备了有效的遮光装置，有助于减少向天空的无效照射，但建筑物上的灯光中只有约三成具有良好遮挡，洪泛灯普遍存在不遮挡现象，加剧光污染。 项目还探讨了灯光使用时间的变化特征，部分灯光如店铺窗户灯和广告牌会随着深夜逐渐关闭，然而私人窗户灯关闭速度相对较慢，这样的时间变化会影响城市夜间的光照结构和天空光辉的演变。由于卫星观测通常只在特定时间捕捉数据，理解灯光时间变化对精确估计光污染尤为关键。
这项由公民参与的科学研究还展示了公民科学模式在环境监测中的巨大潜力。志愿者们通过参与数据采集，不仅为科学研究提供了庞大的地面信息，也提高了公众对光污染及其后果的认识。通过在线培训和直观的手机应用，项目确保了数据的标准化和质量，使得多地多次的调查结果具有可比性和可靠性。未来，类似的公民科学项目可以扩展到更多国家和地区，为全球夜光变化趋势的理解和管理提供数据支撑。 在政策层面，研究结果提醒相关部门，治理城市光污染必须超越传统的公共路灯监控，涵盖所有主要灯光来源，包括广告灯和私人照明。法国等国家已经开始推行针对广告灯和建筑物内部光源的节能要求，如要求在无行人时关闭广告灯和非营业时段关闭商用灯光。
这种差异化管理措施能够在不影响城市活力的同时，大幅减少不必要的夜间光照。 此外，提高灯具的遮光性能、推广智能感应照明、促进居民合理使用窗帘也是有效的降低光污染策略。这些措施不仅有助于改善生态环境，减少对野生动物的影响，也能节约能源，响应全球气候变化的应对需求。研究人员建议，通过持续的照明调查和监测，可以评估不同政策措施的实际效果，推动城市照明向更为可持续和环保的方向发展。 “夜光者”项目的成功实践鼓励全球更多城市采用公民科学作为监测夜间灯光的辅助和校正手段。随着未来卫星夜间光观测技术的进一步提升及空间分辨率的提高，结合地面调查数据，可以更精准地分析城市灯光利用现状及变化趋势，为环境科学、城市规划和能源政策提供科学数据支持。
长远来看，只有深入了解城市灯光的构成与动态，才能有效制定减缓光污染、保护夜空与生态环境的可行策略。 总之，公民科学让我们第一次从地面视角全面揭示了城市灯光的真实构成。本次研究不仅为光污染研究带来革命性的新视角，也为政策制定者提供了实用的工具和数据支持，推动城市照明向更加节能环保、尊重自然的方向转变。未来，公众的积极参与将继续成为连接科学与社会的桥梁，促进城市环境的可持续发展和生活质量的提升。随着对城市灯光认知的深入，期待更多创新措施为营造宜人的夜间环境与明亮且健康的城市生活贡献力量。
