【創(chuàng)作培育計(jì)劃】百年后，人類(lèi)或?qū)⒖床灰?jiàn)一顆星星？光污染危害的遠(yuǎn)不只是天文觀測(cè)

作者：范舟

為什么我們?cè)诔鞘兄行目床坏綆最w星，但是在郊區(qū)或者山區(qū)可以看到非常多的星星以及美麗的銀河？

燈火輝煌的城市夜景，使星空變得黯淡這里需要提出一個(gè)概念叫信噪比，就是信號(hào)和噪聲的比值。我們知道，無(wú)論在城市還是郊外，星星本身的亮度并沒(méi)有發(fā)生改變，能否看到主要是光污染等噪聲的影響，城市的夜天光比郊外的天光亮度要亮的多，因此看到同一顆星的信噪比就大大降低，如果信噪比低于人眼或者望遠(yuǎn)鏡的探測(cè)極限就看不到這顆星星了，這就是為什么在城市看不到銀河和暗星的原因了。因此對(duì)于天文觀測(cè)，會(huì)受到非常大的光污染的影響。

望遠(yuǎn)鏡通常在天氣狀況良好，大氣削光程度較低和天空背景暗的地方建造。人造光會(huì)嚴(yán)重照亮夜天空。當(dāng)觀察一個(gè)暗弱的物體時(shí)，達(dá)到給定的信號(hào)噪聲所需的曝光時(shí)間通常與天空背景的強(qiáng)度成比例。如果光污染增加了夜空的總天光，那么所需的額外曝光時(shí)間將大大減少觀測(cè)效率。這樣一來(lái)，利用(昂貴的)望遠(yuǎn)鏡時(shí)間就只能完成少量的科學(xué)研究，而且在充足的曝光時(shí)間內(nèi)，最暗弱的天體也根本無(wú)法觀測(cè)到，這就是光污染對(duì)天文觀測(cè)的影響。

在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)里，世界范圍內(nèi)的夜間人造光源(ALAN)的引入和迅速發(fā)展給人類(lèi)帶來(lái)了許多好處，進(jìn)而提高了人類(lèi)活動(dòng)的夜間安全性，并且在一定程度上反映出了城鄉(xiāng)的發(fā)展水平。但與此同時(shí)，過(guò)多的夜間人造光源也給我們的夜空帶來(lái)了過(guò)多的光污染，超出了實(shí)際的照明需求。此外也給自然環(huán)境和建筑環(huán)境中的許多生物的健康帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)和威脅。研究表明，夜間人造光源是一種污染物，應(yīng)該加以治理。因?yàn)槿祟?lèi)、植物群和動(dòng)物群都深受晝夜交替的影響。

實(shí)際上光污染是夜間人造光源副作用的總稱(chēng)。更準(zhǔn)確地描述是，由光照明設(shè)備發(fā)出到邊界以外的的照明安裝設(shè)計(jì)。它會(huì)產(chǎn)生干擾，不適，分心，或?qū)π畔@取進(jìn)行阻礙。

廣義上的光污染是指：由人工光源導(dǎo)致的違背人的生理與心理需求或有損于生理與心理健康的現(xiàn)象。包括眩光污染、射線污染、光泛濫、視單調(diào)、視屏蔽、頻閃等。散射是天空變亮的一個(gè)重要過(guò)程。如果光源向上照射，這種效應(yīng)會(huì)更加嚴(yán)重，但即使是光只垂直向下，地面的反射也會(huì)增加天空的亮度。由于垂直發(fā)射的光子可能會(huì)逃逸到太空中，所以水平發(fā)射的光子，即使光強(qiáng)較低，也比垂直發(fā)射的光子對(duì)―云霞的貢獻(xiàn)更大。

越來(lái)越多學(xué)者認(rèn)為光污染不僅直接影響居民健康，而且破壞和干擾昆蟲(chóng)和鳥(niǎo)類(lèi)，以及部分海洋生物的覓食、尋偶和交配，甚至對(duì)人類(lèi)的生活和健康也產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的影響，比如對(duì)褪黑素分泌的影響會(huì)導(dǎo)致睡眠障礙，此外還有肥胖，抑郁癥，糖尿病，乳腺癌等。從保護(hù)生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)的角度來(lái)說(shuō)，研究并控制光污染已迫在眉睫。

人類(lèi)活動(dòng)擴(kuò)展到甚至最偏遠(yuǎn)的地方，世界人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的增長(zhǎng)，以及提供戶(hù)外照明成本的降低，已經(jīng)導(dǎo)致全球平均人造天光指數(shù)級(jí)增加。天空中額外的光遮蔽了暗弱的天體，這些天體提供了關(guān)于宇宙起源和生命起源的關(guān)鍵科學(xué)信息。為了保護(hù)進(jìn)入黑暗夜空的通道，需要控制主要天文研究望遠(yuǎn)鏡所在區(qū)域的干擾光的增長(zhǎng)。

暗夜星空保護(hù)，尤其要注重在中小學(xué)生中進(jìn)行宣傳和普及，可以通過(guò)講座，課程等方式，讓學(xué)生了解暗夜保護(hù)的重要性，也可以通過(guò)一些活動(dòng)進(jìn)行定量化的測(cè)量和監(jiān)測(cè)。基于星等的定義，我們可以通過(guò)在晴朗的夜晚中測(cè)定極限星等的辦法，就是目視觀察某個(gè)特定天空區(qū)域星星的數(shù)量，來(lái)衡量一個(gè)地區(qū)的夜間光污染水平。而國(guó)際流星組織（IMO）提供了一個(gè)較為便捷的目視測(cè)量方法，使得這項(xiàng)工作得以在小學(xué)生中間廣泛開(kāi)展。

國(guó)際暗天協(xié)會(huì)（International Dark-Sky Association, IDA）是一個(gè)總部設(shè)在美國(guó)亞利桑那州圖森的國(guó)際性非營(yíng)利組織，于1988年成立。IDA的使命是通過(guò)室外照明設(shè)備來(lái)保護(hù)夜間環(huán)境和黑暗的天空。主要方法將提高了暗夜星空的價(jià)值和通過(guò)教育鼓勵(lì)他們保護(hù)和恢復(fù)，包括考慮如何使照明設(shè)備制造較少的光污染。IDA在2008組織在70個(gè)國(guó)家有大約5,000名成員。IDA認(rèn)證的國(guó)際暗夜保護(hù)地包括：國(guó)際暗夜公園、國(guó)際暗夜社區(qū)、國(guó)際暗夜保護(hù)區(qū)、國(guó)際暗夜圣地和國(guó)際暗夜保護(hù)地等。

2001 年，國(guó)際開(kāi)發(fā)協(xié)會(huì)發(fā)起了國(guó)際暗夜場(chǎng)所方案，通過(guò)負(fù)責(zé)任的照明政策和公共教育，鼓勵(lì)世界各地的社區(qū)、公園和保護(hù)區(qū)保護(hù)和保護(hù)黑暗夜空?qǐng)鏊Ｔ擁?xiàng)目考慮了兩種環(huán)境來(lái)表彰為追求保護(hù)暗夜的目標(biāo)而做出的杰出努力:保護(hù)地點(diǎn)和建筑環(huán)境。公園和保護(hù)區(qū)設(shè)有可靠的照明控制和積極的公共宣傳和教育計(jì)劃，以保護(hù)黑暗的天空，以及制定高質(zhì)量戶(hù)外照明政策、確保公共照明符合這些政策、并讓居民和私人照明的社區(qū)照明合規(guī)。國(guó)際夜空?qǐng)鏊譃閹讉€(gè)類(lèi)別，包括國(guó)際暗夜星空公園、國(guó)際暗夜星空保護(hù)區(qū)、國(guó)際暗夜星空社區(qū)、國(guó)際暗夜星空保護(hù)區(qū)和城市夜空?qǐng)鏊?/p>

因此，這需要社會(huì)各界聯(lián)合起來(lái)，一起保護(hù)我們美麗的星空，和地方政府部門(mén)進(jìn)行溝通和協(xié)商，采取立法或者對(duì)當(dāng)前的照明設(shè)施進(jìn)行改造等方式進(jìn)行暗夜保護(hù)，從而發(fā)展暗夜經(jīng)濟(jì)、暗夜旅游和設(shè)立暗夜保護(hù)區(qū)。

文章由科普中國(guó)-創(chuàng)作培育計(jì)劃出品，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源