城市夜晚的灯光不仅改变了人们的生活习惯，更深刻地影响着生态环境和社会健康。传统上，公众和政策制定者往往将城市的灯光主要归因于街道照明，但实际情况远比这一刻板印象复杂。通过2021年德国开展的“夜灯”（Nachtlichter）公民科学项目，研究者首次利用大量志愿者采集和分类了22平方公里范围内超过23万盏灯光的具体类型和属性，从而揭示了城市灯光的多样性与分布特征。此次研究不仅突破了以往仅依赖卫星夜间遥感图像的局限，还实现了将卫星观测数据转换为具体地面安装灯具密度的跨越，使得城市光环境管理和治理更具针对性和实效性。数据表明，在德国城市中心，广告牌和装饰性灯光的数量甚至超过了街道照明灯具，指出了当前政策过于聚焦街灯而忽视其他光源的盲点。全球光污染问题多被低估，其影响涉及生态系统失衡、人体健康风险以及能源浪费等多个层面。
此次项目重点关注的德国区域，估算午夜时分仍亮灯的个体光源达到7800万盏，数量巨大且显著超出公众预期，显示了在节能减排和减少光污染方面潜藏着巨大的潜力。城市灯光作为环境污染的一种特殊形态，已经被证明覆盖地球约四分之一的陆地面积，尤其在欧洲达到了高达88%的土地被不同程度的人工光污染影响。公共街灯数据相对完善，但对于商业照明、广告灯箱、私家窗户等多样化光源长期缺乏系统化的调研和统计。卫星夜间成像虽然能够反映城市整体亮度，但由于分辨率和灵敏度有限，无法有效区分不同类型灯光来源，形成了理解城市光污染的“盲区”。“夜灯”项目的最大亮点在于，将数据收集权交到市民手中，通过手机应用程序引导参与者科学有序地完成光源的分类与计数。通过严格的在线培训和标准化的操作流程，提高了数据的准确性和可比性。
项目覆盖多样城区，从城市中心、郊区到小镇，确保了数据的代表性与全局性。研究人员发现不同类型灯光的点亮时间并非固定，商业窗户灯和广告牌随着深夜时分逐渐熄灭，而街灯的亮度和开灯时间则相对稳定，这一点对于理解夜间光污染动态变化具有重要意义。通过时间校正模型，团队能够将不同时间拍摄的观测数据统一换算到标准时间点，便于横向比较和趋势分析。与卫星的亮度数据进行对比分析后，团队确认了地面灯具数量与卫星记录的辐射亮度之间存在显著正相关，但不同类型灯光对卫星观测辐射亮度的贡献不成比例。广告招牌的增加速度超过街灯，在高密度城区尤其明显。项目还揭示了保护夜空的重要措施之一——灯具遮挡技术的应用仍不完善，超过一半的街灯达到了完整或部分遮挡标准，而建筑物侧面照明和泛光灯的不遮挡比例较高，这些向天空的溢出光是夜空发光的主要源头之一。
研究强调，灯光色温和亮度差异对生态影响和夜空质量造成不同影响，橙色灯具普遍用于街灯，而白光占据了大部分遮蔽灯光和装饰灯，光色变化成为测量和治理光污染的新变量。公民科学不仅丰富了城市光环境数据，更激发公众对光污染的认知和参与热情。许多参与者通过收集数据增强了对当地照明现状的理解，并向城市规划者和社区领袖提出了改进建议。实际案例显示，通过规范广告灯具开关时间、推广智能感应灯具和鼓励居民夜间拉窗帘，均可以有效减少不必要的光泄漏。本文研究还呼吁各国应积极开展类似的公民科学活动，结合本土语言和文化适配推广，推动形成全球范围内统一且完善的光污染数据体系。随着卫星遥感技术的进步和更高分辨率传感器的发展，未来将能更精细地捕捉夜间灯光来源与强度，弥补现有观测手段的不足。
同时，多时间节点的卫星观测与地面公民科学数据结合，能够系统追踪城市光环境的变化趋势，更科学地评估照明政策的成效。光污染不仅影响星空景观，更对动物迁徙、植物生长和人类生理节律产生深远影响。城市灯光管理若能超越单纯能效角度，结合生态学和公共健康的视角，将有助于实现真正的可持续城市发展。最终，公民科学与专业研究的结合，不仅为城市灯光的全面监测提供了模范，也为环境保护和智慧城市建设架起了一座桥梁，推动人类与夜空和谐共处的未来。
