光污染影響 1 - 從極好的黑暗天空（左）到市中心的天空（右）。圖片來源：NOIRLab/NSF/AURA，各地P. Marenfeld

光污染影響 2 - 從極好的黑暗天空（左）到市中心的天空（右）。圖片來源：NOIRLab/NSF/AURA，到的的快P. Marenfeld

卡爾加里（加拿大）部分地區(qū)的宇航員照片顯示了2010年至2021年照明變化的例子：安裝了新的照明，許多路燈已從橙色高壓鈉轉(zhuǎn)換為白色LED。見度（注意：照片不是比前使用相同的設(shè)置拍攝的，并且具有不同的世界少能速度空間分辨率。因此，各地2010年的夜空照片看起來更亮一些。圖片來源：圖片由美國宇航局約翰遜航天中心地球科學(xué)與遙感部門提供，到的的快GFZ波茨坦地理配準(zhǔn)
（神秘的星星下降想象地球uux.cn）據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)（亥姆霍茲德國研究中心協(xié)會(huì)）：世界各地的人們在夜空中看到的星星越來越少。恒星能見度的見度變化可以用天空亮度每年增加7-10%來解釋。變化速度比衛(wèi)星對地球上人造光發(fā)射的比前南通美女約炮（電話微信156-8194-*7106）大保健可上門安排外圍外圍上門外圍女桑拿全套按摩測量最初所暗示的要快。
這是世界少能速度發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究的結(jié)果，該研究由GFZ德國地球科學(xué)研究中心和波鴻魯爾大學(xué)的Christopher Kyba領(lǐng)導(dǎo)的研究小組與GFZ和美國國家科學(xué)基金會(huì)NOIRLab的同事進(jìn)行。
作為“夜間地球”公民科學(xué)項(xiàng)目的一部分，他們分析了 2011 年至 2022 年世界各地公民科學(xué)家的 50，000 多次裸眼觀察。結(jié)果表明，公民科學(xué)數(shù)據(jù)是對以往測量方法的重要補(bǔ)充。
光污染背景
在地球陸地表面的大部分地區(qū)，日落后很長一段時(shí)間，天空繼續(xù)發(fā)出人造的曙暮光。這種“天輝”是一種對環(huán)境有嚴(yán)重影響的光污染形式，因此應(yīng)該成為研究的重點(diǎn)，正如該研究的合著者、NSF NOIRLab自成立以來全球夜間項(xiàng)目負(fù)責(zé)人康斯坦斯·沃克（Constance Walker）所強(qiáng)調(diào)的那樣。
畢竟，生物的許多行為和生理過程是由日常和季節(jié)性周期決定的，因此受到光的影響。“Skyglow影響著晝夜活動(dòng)和夜行動(dòng)物，也破壞了我們文化遺產(chǎn)的重要組成部分，”沃克說。夜空的外觀正在發(fā)生變化，對觀星和天文學(xué)產(chǎn)生了負(fù)面影響。
需要合適的測量方法
天輝隨時(shí)間的變化以前從未在全球范圍內(nèi)測量過。雖然原則上可以通過衛(wèi)星測量，但監(jiān)測整個(gè)地球的唯一電流傳感器沒有足夠的精度或靈敏度。
因此，一個(gè)有前途的方法是利用人們使用人眼作為傳感器的觀察能力，并在公民科學(xué)實(shí)驗(yàn)的框架內(nèi)依靠人群的力量。由美國國家科學(xué)基金會(huì)NOIRLab發(fā)起的“夜間地球”項(xiàng)目自2006年以來一直在運(yùn)行。世界各地的人們都可以參與這個(gè)項(xiàng)目。
公民科學(xué)
參與者查看他們的夜空，然后使用在線表格報(bào)告一組八張星圖中哪一張最符合他們所看到的。每個(gè)圖表都顯示了不同程度的光污染下的天空。
“個(gè)人的貢獻(xiàn)就像一個(gè)全球傳感器網(wǎng)絡(luò)一樣協(xié)同工作，使新科學(xué)成為可能，”波茨坦GFZ德國地球科學(xué)研究中心和波鴻魯爾大學(xué)的Christopher Kyba說。他與他的GFZ同事Yigit Öner Altıntas和NOIRLab的Constance E. Walker和Mark Newhouse一起，分析了2011年至2022年期間全球51，351名參與者在無云和無月之夜的數(shù)據(jù)。它們來自全球19，262個(gè)地點(diǎn)，包括歐洲的3，699個(gè)地點(diǎn)和北美的9，488個(gè)地點(diǎn)。
為了根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算天空亮度的變化率，并考慮到觀測者多年來也處于不同的位置，他們利用了基于2014年衛(wèi)星數(shù)據(jù)的全球天空亮度模型。
令人驚訝的發(fā)現(xiàn)
“在城市環(huán)境中，人們看不到恒星的速度是戲劇性的，”該研究的第一作者Christopher Kyba總結(jié)道。研究人員發(fā)現(xiàn)，可見恒星數(shù)量的變化可以用夜空亮度的增加來解釋。在歐洲，他們發(fā)現(xiàn)亮度每年增加6.5%與數(shù)據(jù)相符;在北美，這一比例為10.4%。
為了將這些數(shù)字放在一個(gè)更容易理解的背景下，Kyba解釋了在一個(gè)每年增加9.6%的地方看到星星的后果，這是全球所有地方的平均水平。“如果以這種速度繼續(xù)發(fā)展，一個(gè)出生在一個(gè)可以看到250顆星星的地方的孩子在他18歲生日時(shí)只能在那里看到100顆星星。
基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)中看到的向上排放增長較慢，研究人員對天輝的這種發(fā)展速度感到驚訝。事實(shí)上，對于觀測者的位置，衛(wèi)星測量的人工亮度略有下降（歐洲每年下降0.3%，北美每年下降0.8%）。
地球和太空測量結(jié)果差異的原因
克里斯托弗·基巴（Christopher Kyba）認(rèn)為，人類觀測和衛(wèi)星測量之間的差異可能是由于照明實(shí)踐的變化。“衛(wèi)星對向上指向天空的光最敏感。但它是水平發(fā)射的光，占天空輝光的大部分，“Kyba解釋說。“因此，如果廣告和立面照明變得更加頻繁，更大或更亮，它們可能會(huì)對天空輝光產(chǎn)生重大影響，而不會(huì)對衛(wèi)星圖像產(chǎn)生太大影響。
作者引用的另一個(gè)因素是從橙色鈉蒸氣燈到白色LED的廣泛轉(zhuǎn)變，白色LED發(fā)出更多的藍(lán)光。“我們的眼睛在夜間對藍(lán)光更敏感，藍(lán)光更容易散射在大氣中，因此對天空輝光的貢獻(xiàn)更大，”Kyba說。“但唯一可以在夜間對整個(gè)地球進(jìn)行成像的衛(wèi)星在藍(lán)光的波長范圍內(nèi)并不敏感。
研究的局限性和進(jìn)一步的潛力
然而，公民科學(xué)方法也有其局限性。例如，來自世界不同地區(qū)的參與者人數(shù)決定了空間和時(shí)間趨勢的重要性。到目前為止，來自北美和歐洲的人參與實(shí)驗(yàn)的人數(shù)最多，亞洲貢獻(xiàn)的一半來自一個(gè)國家：日本。
“大多數(shù)數(shù)據(jù)來自目前最普遍的地球地區(qū)。這很有用，但這意味著我們不能對觀測很少的地區(qū)進(jìn)行太多的天輝變化，“Kyba強(qiáng)調(diào)說。特別是在發(fā)展中國家，人們懷疑人工天輝的快速變化，但到目前為止觀測到的很少。
兩個(gè)結(jié)論：照明政策和公民科學(xué)
研究人員從他們的發(fā)現(xiàn)中得出了兩個(gè)主要結(jié)論：一方面，他們表明，盡管人們對光污染的認(rèn)識(shí)不斷提高，但目前的照明政策，例如LED的使用，尚未帶來任何改善，至少在大陸層面上是這樣。
“另一方面，我們能夠證明公民科學(xué)數(shù)據(jù)是對以前測量方法的重要補(bǔ)充，”Kyba說。
康斯坦斯·沃克補(bǔ)充說：“如果我們有更廣泛的參與，我們可以確定其他大陸的趨勢，甚至可能是個(gè)別州和城市的趨勢。該項(xiàng)目正在進(jìn)行中，所以今晚請隨時(shí)查看，并告訴我們您看到了什么。