随着城市化进程不断加快，夜晚的城市景观因灯光璀璨而别具一格，然而在这光明背后，城市灯光也带来了诸多环境问题，尤其是日益严重的光污染。在传统观念中，街道照明被视为城市夜晚灯光的主要来源，但近年来的研究表明，情况远比我们想象的复杂得多。通过公民科学的力量，来自德国的研究团队成功揭示了城市灯光的多样性与分布特点，为光污染治理带来了新的契机。 公民科学，即公众参与科学研究的一种形式，允许普通市民通过特定工具采集数据，广泛覆盖不同地理区域，同时让科学研究变得更加贴近群众。德国“夜光”项目（Nachtlichter）利用专门设计的手机应用，发动258名志愿者在2021年秋季跨越33个社区，统计和分类了超过23.4万个灯源，调研面积达到22平方公里。这种规模的灯光调查创造了史无前例的地面数据集，突破了卫星遥感分辨率限制，实现了对城市灯光结构的细致了解。
卫星夜景图长期以来因其宏观直观的特点而被广泛使用，尤其是美国可见红外成像辐射计套件白天-夜间波段（Visible Infrared Imaging Radiometer Suite Day–Night Band，简称DNB），每晚定时拍摄全球夜景，为城市光学辐射研究提供重要数据。然而，卫星影像的分辨率限制了对具体灯源类型的判别，通常只能识别整体光强，并无法区分灯光的性质与用途。此次公民科学项目填补了这一空白，通过人工观察，明确了灯光的具体分类，如私人窗户照明、广告灯箱、商业窗户的照明、街道灯甚至装饰灯。 调查显示，在德国城市中心，广告和美学装饰用途的灯光数量甚至超过了街道照明。卫星数据与地面灯光数量呈正相关，具体而言，每单位空间内约有219盏灯对应一个标准的卫星辐射单位。项目还估算，全德国午夜仍有约7800万盏灯光持续点亮，这一数字远远超出官方街灯总数（约900万盏），提示仍有巨大节能与减污潜力。
显然，光污染并非仅街道灯的责任，社会各界应关注范围更广的私人及商业光源。 除了数量统计，调查还分析了灯具的遮蔽程度、亮度、颜色等特性，发现德国约有半数街灯具有完全遮蔽设计，防止光向天空散射，减少光散射污染，这对于降低夜空泛光至关重要。然而，建筑物侧面灯光及泛光灯多半缺乏遮挡，导致大量光线向上直射，加剧光污染问题。颜色方面，街灯普遍偏橙色，私家窗户灯光则多为白色或暖色调。不同区域对运动感应灯的应用也存在差异，郊区和居民较少的地方更频繁使用此技术，这有助于在人流稀少时自动关闭照明，节约能源。 光污染不仅影响天文观测，严重扰乱生态系统，还对鸟类迁徙造成致命威胁。
大量研究表明，人工夜光改变了动植物的自然行为和生理节律。光污染的影响也延伸至人类健康，过度或不当的夜间照明可能干扰人体的内分泌系统，诱发睡眠障碍和相关疾病。尽管光污染的环境和健康影响日益获得关注，但缺乏全面的灯光数据制约了科学研究和政策制定的有效性。 德国的“夜光”项目为城市光污染治理提供了珍贵数据支持，证明仅依靠街道照明管理难以实现有效的节能减排。未来政策应覆盖更广泛的光源类型，如广告招牌、商业窗户照明，甚至是私家住宅的窗户灯光。例如，法国已推行规定强制广告灯在无人员活动时关闭，鼓励建筑物内灯光节约使用。
推广遮蔽灯具设计、采用动态感应照明，以及鼓励居民使用窗帘减少光外泄，均被视为有效措施。 此外，反复开展类似公民科学监测活动，不仅可评估政策执行效果，也可激发公众对光污染议题的关注和参与，形成社会共治氛围。伴随智能城市建设，动态调节、按需点亮的照明系统将成为趋势，配合高分辨率夜间遥感技术和大数据分析，推动城市夜间照明实现低污染、高效率与人性化设计。 总体而言，公民科学为研究城市灯光带来了革命性的视角。利用城市居民作为数据采集者，使得科学家们能够获得富含细节且覆盖广泛的地面灯光数据，与卫星遥感数据相互补充，共同揭示城市夜空的光学生态。这不仅深化了对城市夜间光环境的理解，也为光污染治理、城市规划和环境保护提供了切实可行的科学依据和创新模式。
未来，随着技术和社会参与度的提升，复现德国模式于全球更多城市，将极大促进全球夜空的保护和光环境的可持续发展。
