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百年后，人类或将看不见一颗星星？光污染危害的远不只是天文观测


百年后，人类或将看不见一颗星星？光污染危害的远不只是天文观测


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作者：范舟
为什么我们在城市中心看不到几颗星 ， 但是在郊区或者山区可以看到非常多的星星以及美丽的银河？

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灯火辉煌的城市夜景 ， 使星空变得黯淡
这里需要提出一个概念叫信噪比 ， 就是信号和噪声的比值 。 我们知道 ， 无论在城市还是郊外 ， 星星本身的亮度并没有发生改变 ， 能否看到主要是光污染等噪声的影响 ， 城市的夜天光比郊外的天光亮度要亮的多 ， 因此看到同一颗星的信噪比就大大降低 ， 如果信噪比低于人眼或者望远镜的探测极限就看不到这颗星星了 ， 这就是为什么在城市看不到银河和暗星的原因了 。 因此对于天文观测 ， 会受到非常大的光污染的影响 。
望远镜通常在天气状况良好 ， 大气削光程度较低和天空背景暗的地方建造 。 人造光会严重照亮夜天空 。 当观察一个暗弱的物体时 ， 达到给定的信号噪声所需的曝光时间通常与天空背景的强度成比例 。 如果光污染增加了夜空的总天光 ， 那么所需的额外曝光时间将大大减少观测效率 。 这样一来 ， 利用(昂贵的)望远镜时间就只能完成少量的科学研究 ， 而且在充足的曝光时间内 ， 最暗弱的天体也根本无法观测到 ， 这就是光污染对天文观测的影响 。
在过去的一个世纪里 ， 世界范围内的夜间人造光源(ALAN)的引入和迅速发展给人类带来了许多好处 ， 进而提高了人类活动的夜间安全性 ， 并且在一定程度上反映出了城乡的发展水平 。 但与此同时 ， 过多的夜间人造光源也给我们的夜空带来了过多的光污染 ， 超出了实际的照明需求 。 此外也给自然环境和建筑环境中的许多生物的健康带来了新的挑战和威胁 。 研究表明 ， 夜间人造光源是一种污染物 ， 应该加以治理 。 因为人类、植物群和动物群都深受昼夜交替的影响 。
实际上光污染是夜间人造光源副作用的总称 。 更准确地描述是 ， 由光照明设备发出到边界以外的的照明安装设计 。 它会产生干扰 ， 不适 ， 分心 ， 或对信息获取进行阻碍 。 广义上的光污染是指：由人工光源导致的违背人的生理与心理需求或有损于生理与心理健康的现象 。 包括眩光污染、射线污染、光泛滥、视单调、视屏蔽、频闪等 。 散射是天空变亮的一个重要过程 。 如果光源向上照射 ， 这种效应会更加严重 ， 但即使是光只垂直向下 ， 地面的反射也会增加天空的亮度 。 由于垂直发射的光子可能会逃逸到太空中 ， 所以水平发射的光子 ， 即使光强较低 ， 也比垂直发射的光子对―云霞的贡献更大 。
越来越多学者认为光污染不仅直接影响居民健康 ， 而且破坏和干扰昆虫和鸟类 ， 以及部分海洋生物的觅食、寻偶和交配 ， 甚至对人类的生活和健康也产生了较为严重的影响 ， 比如对褪黑素分泌的影响会导致睡眠障碍 ， 此外还有肥胖 ， 抑郁症 ， 糖尿病 ， 乳腺癌等 。 从保护生物多样性与生态系统的角度来说 ， 研究并控制光污染已迫在眉睫 。
人类活动扩展到甚至最偏远的地方 ， 世界人口和经济发展水平的增长 ， 以及提供户外照明成本的降低 ， 已经导致全球平均人造天光指数级增加 。 天空中额外的光遮蔽了暗弱的天体 ， 这些天体提供了关于宇宙起源和生命起源的关键科学信息 。 为了保护进入黑暗夜空的通道 ， 需要控制主要天文研究望远镜所在区域的干扰光的增长 。
暗夜星空保护 ， 尤其要注重在中小学生中进行宣传和普及 ， 可以通过讲座 ， 课程等方式 ， 让学生了解暗夜保护的重要性 ， 也可以通过一些活动进行定量化的测量和监测 。 基于星等的定义 ， 我们可以通过在晴朗的夜晚中测定极限星等的办法 ， 就是目视观察某个特定天空区域星星的数量 ， 来衡量一个地区的夜间光污染水平 。 而国际流星组织（IMO）提供了一个较为便捷的目视测量方法 ， 使得这项工作得以在小学生中间广泛开展 。
国际暗天协会（International Dark-Sky Association IDA）是一个总部设在美国亚利桑那州图森的国际性非营利组织 ， 于1988年成立 。 IDA的使命是通过室外照明设备来保护夜间环境和黑暗的天空 。 主要方法将提高了暗夜星空的价值和通过教育鼓励他们保护和恢复 ， 包括考虑如何使照明设备制造较少的光污染 。 IDA在2008组织在70个国家有大约5000名成员 。 IDA认证的国际暗夜保护地包括：国际暗夜公园、国际暗夜社区、国际暗夜保护区、国际暗夜圣地和国际暗夜保护地等 。

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