随着城市化进程不断加快，夜晚的城市灯火辉煌成为现代生活的重要象征，但人工光源带来的环境问题却日益严峻。人工光污染不仅影响生态系统，还对人类健康和社会生活造成深远影响，成为全球环境保护面临的新挑战。为了更好地理解城市光污染的本质与成因，德国发起的“夜光者”（Nachtlichter）公民科学项目，创新运用大众参与的方式对人工光源进行了全方位的调查，为科学研究和政策制定提供了宝贵数据。通过这项覆盖德国多个城镇且涉及超过二十三万盏灯具的调研，研究团队得以窥见城市夜晚光源的多样性与空间分布特点，从而推动城市光污染防治迈入新的阶段。公民科学作为连接科学界和公众的桥梁，在灯光研究领域展现出独特优势。传统卫星夜光遥感对于光污染的监测虽然覆盖面积广，但由于空间分辨率和灵敏度的限制，难以识别光源的具体种类和用途。
相比之下，公民科学通过实地目测和系统分类，能精准捕捉到街道灯、广告灯、私人住宅窗口灯乃至装饰性灯光的细节信息，形成丰富的地面灯源数据库。德国公民科学团队借助夜光者APP，组织志愿者分布于城市的不同街区，按照既定标准对18类光源进行分类统计，并对其亮度、颜色、灯罩遮挡情况进行了补充描述。该项目数据采集范围广泛，覆盖市中心、商业区、郊区及乡村，弥补了现有公共数据库对非公共照明如广告招牌及私人照明缺乏统计的空白。研究揭示，德国城区的城市灯光结构显示广告和装饰用灯数量超过了街道照明灯。尤其在市中心区域，广告牌灯光和商业窗口的亮灯密度显著高于街灯。令人瞩目的是，尽管许多商户在深夜会关闭部分照明，但私宅窗户灯光依旧大量存在，构成了城市夜晚光污染的重要组成部分。
此外，绿化带和住宅区装饰性灯具的比例在较小城镇和郊区显著增加。通过对灯光开关时间变化的时间序列分析，研究团队设计了基于逻辑函数的校正模型，成功推断不同时间段实际点亮的灯具数量，从而更准确地估量城市夜晚的照明强度与分布。卫星夜光数据与地面灯具计数显示出显著的正相关，然而不同光源类型与卫星辐射强度的关系存在差异。例如，街灯数量在辐射强度增加时上涨速度较慢，而广告牌灯光则增长迅速。此现象表明城市光污染治理不能仅聚焦于公共街道照明，必须将广告灯和私宅照明纳入规制视野。研究还发现，约有一半德国街道照明具备完全遮光的灯罩以减少上射光污染，但装饰性照明和建筑物侧面灯具的遮挡情况不理想，存在大量直接向天空散射的光线。
此外，现代城市中使用的动感控制灯具比例仍较低，尤其在商业区和工业区，存在大量持续点亮且亮度过高的灯具。这些发现为优化照明设计和节能减排带来明确方向。公民科学的参与不仅提供了详尽的灯光目录，还有助于提升公众对光污染的认知和参与感。参与者在实地调查的过程中更深刻体会到夜间光环境变化与能源浪费之间的关系，激发了推动社会光环境改善的积极性。政策制定者可利用夜光者项目成果制定更精准的光污染控制措施，例如限定广告牌灯光开关时间、强化公共照明遮光规范以及推动私人空间合理遮挡。此外，项目数据提供了评估现有法规执行效果的基线，方便未来开展监测与调整。
研究也指出，现有空间数据和灯光计数难以准确计算不同灯具对卫星夜光辐射的权重，这主要归因于城市建筑结构、道路宽度及灯具体量的多样性。因此，未来结合三维城市模型和更高分辨率多光谱遥感，有望进一步完善城市灯光环境定量分析方法。展望未来，持续的公民科学调查将为揭示城市照明变化趋势提供长周期观测数据，助力监测城市向智能照明转型的成效。如同法国针对广告灯夜间关闭的法规所示，合理制定并严格执行照明管控政策，能有效降低城市光污染，缓解对生态系统和公众健康的影响。整体而言，公民科学项目夜光者突破了传统卫星遥感的限制，首次以规模宏大的地面灯具普查展现城市灯光生态多样性，为光污染研究、城市可持续发展规划及能源管理提供科学依据。随着城市智能化进程的加快，融合公民参与与高科技监测手段，将成为实现城市绿色低碳转型和营造宜居夜间环境的重要路径。
未来各国若能借鉴德国经验，结合本土实际推动公民科学项目的落地，将为全球夜间光环境的治理和改善贡献宝贵力量。公民科学不仅是科学研究的助推器，更是引发社会觉醒、促进政策革新的关键力量，如何善用这一资源将深刻影响未来城市的夜晚天空。人工光污染作为全球性问题，需多方携手、多维度应对，夜光者项目所彰显的公民智慧和科学精神正是照亮可持续城市未来的明灯。
