随着城市化进程的加快，夜晚的城市灯光已成为现代生活不可或缺的一部分。灯光为夜间活动提供便利，增强城市的安全感和美观度。然而，人工光源的普及也带来了诸多环境、生态及健康问题，尤其是光污染对自然生态系统和人类生活的负面影响逐渐引起公众和科学界的高度关注。尽管卫星拍摄的地球夜景显示出城市灯火辉煌的美丽图案，但我们对这些灯光产生的具体来源和规模仍知之甚少，限制了对城市光环境有效管理及保护的可能。近期，一项由德国夜光团队发起的公民科学项目“夜光仪”（Nachtlichter）成功填补了这一知识空白，通过数以万计市民的参与，对德国22平方公里的区域进行了详尽的灯光调查，累计记录了超过23万盏灯光的类型和位置。该研究成果不仅改写了我们对城市人造光环境的认知，也为环境保护和城市规划提供了宝贵的数据支持。
公民科学方法突破了传统观测方式的局限，使得大量分散而具体的地面数据整合，成为连接卫星遥感影像与实地光源的桥梁。通过“夜光仪”应用程序，参与者在预设的区域内沿着街道步行，细致地分类并计数能见到的各类灯光，包括街灯、广告牌、商业窗口灯、私家窗户灯甚至装饰灯等多达十八种类型。这种数据的多样性远超以往仅对街灯的单一关注，为理解城市光源结构提供更全面的视角。研究发现，在德国的城区中心，广告和美化用灯数量超过了街道照明灯，而私人窗户灯是最常见的灯光类型。这一发现挑战了传统观念中街灯作为城市主要光污染源的认知，强调了非街灯光源在城市夜间光环境中的重要性。同时，通过与卫星夜间照明数据的关联，团队建立了一套能够将空间辐射观测数据转换成地面安装灯光密度的模型，使得遥感图像能够以更易理解的方式反映真实光源数量和分布。
结果显示，在午夜时分，德国仍有近八千万盏灯处于点亮状态，存在巨大节能与减轻光污染的潜力。这些数据对于制定的新照明政策尤为重要，凭借准确的光源分类与分布，决策者可以针对过度使用的商业照明、装修灯饰，甚至私人住宅灯光，设计合理的限制和时间控制策略。除了环境效益外，减少不必要的外部照明还有助于降低能源消耗和相关经济成本，响应全球应对气候变化和能源危机的呼吁。公民科学的介入不仅搭建了科学研究与公众参与的桥梁，也提升了市民对光污染及其影响的认知。参与者通过亲身观察和记录灯光现状，加强了对城市夜晚光环境的理解与关注，激发了社区自发推动节能环保措施的动力。与单一的卫星数据相比，这种人力采集的细粒度信息揭示了卫星传感器难以辨识的光源种类以及它们的光谱和照明特性，如遮光情况、亮度等级和光色，进一步丰富了人工光污染研究的基础资料。
夜光团队的研究也指出，街灯的遮光水平直接影响向天空辐射的光线量，而全遮光灯具能显著减少光污染现象，其推广和改造是提升城市可持续照明的关键方向。相比之下，建筑立面灯、广告灯和装饰灯往往遮光不足，导致光线大量直射天空，造成光辉溢出，对生态及天文观测产生负面影响。研究数据还表明，随着夜晚的深入，商业广告灯和私人窗口灯会逐步关闭，而街灯的比例在深夜时段反而相对提升，这种动态变化对于夜间光环境监测和光污染治理政策的制定具有重要参考价值。尽管如此，目前许多城市尤其是发达地区，仍缺乏系统的全面光源目录，限制了光污染的有效控制和国际间的比较研究。借助公民科学分布式采集的优势，可大规模、多区域地建立光源数据库，涵盖不同类型和用途的灯光，助力未来人工光环境研究、影响评估和智能城市照明管理。除环境和能源层面，夜间灯光还影响生物行为及健康。
人工光亮改变鸟类迁徙路径并导致碰撞致死，扰乱昆虫夜间活动节律，影响植物生长周期。同时，夜间暴露于强烈人工光源中被证明干扰人类睡眠和内分泌系统，加剧心理压力。为减少城市光污染，有必要制定以减少无谓照明为核心的综合政策体系。这不仅涵盖智能街灯控制、广告照明开关时限，还包括鼓励建筑物使用遮光帘和引导公众合理使用私人照明。德国近日出台的部分临时限制户外照明的法规，以及法国推广的广告灯熄灯时段措施，正是政策创新的典范。未来，配合卫星和地面观测数据，公民科学持续参与，可有效监督这些政策执行效果，并推动城市朝着低光害、节能环保方向发展。
科技进步也为照明管理带来机遇。高灵敏度和高分辨率的遥感卫星将更精准地捕捉地面不同类型灯光变化，智能感应和调光技术助力减少空照现象。结合地理信息系统、人工智能分析和公民科学数据，将实现对城市夜间照明的动态、精细化管理。同时，鼓励市民直接参与环境监测过程，能提升光污染知识的普及和社会整体环保意识，增强政策的公众接受度和执行力。总结来看，借助公民科学工具，城市灯光的种类及其空间分布获得了前所未有的清晰认识。研究揭示，城市光污染不是单一街灯所致，而是复杂多样光源共同作用的结果。
有效控制城市光环境，需要政策制定者、科研人员和市民三方协作，以科学数据指导实践，推进绿色照明和减少光污染，为城市生态和居民健康打造更加宜人的夜间空间。未来的研究将结合更多国家和地区的公民科学调查，进一步探索不同文化、经济背景下城市灯光使用的差异，为全球光污染治理提供更加全面和精准的科学依据。
