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光污染与暗夜意识
日期:2011-07-19

摘自《新浪科技》

认识光污染

所谓光污染,简单来说,就是光对人类及自然环境造成的负面影响,大部分来自低效率、非必要的人造光源。早在二十世纪初期,天文学家就发现城市室外照明光对天文观测的负面影响越来越严重,于是逐渐提出了“光污染”或“光害”的概念。
  现在,我们的夜间路灯、楼宇照明灯、汽车灯、户外广告和大型公共场所的灯光,以及日间的玻璃、大理石、墙面等对日光的反射均有可能是光污染的来源。光污染不但会引起人体生理和心理的不适和伤害,还会影响动植物的生长繁殖状况,气候变化及整个生态系统的失衡,对我们的天文学研究也有着重要的影响。有数据显示,光污染令全球五分之一的人看不见银河;在远离城市的郊外夜空,可以看到两千多颗星星,而在大城市却只能看到几十颗。
  二十世纪九十年代年初,全球 开展“黑暗天空”运动,鼓励人们减少使用照明系统以减少光污染。

全球照明图(图片来自美国NASA

全球天空亮度示意图

加拿大Cinzano光污染示意图,白色是严重光污染区

 

 

 

光污染的种类:

眩光

眩光示意图

  眩光(Glare)通常指光源照射进人眼所产生的目眩现象,分为直接眩光和非直接眩光。直接眩光指光源核心直接照射人眼,比如迎面的汽车头灯射出的光线;非直接眩光指光源亮度比其背景亮度高的多,从而对人的视觉造成影响,比如黑暗中的强光。
  眩光通常使人视线模糊不清,降低人眼分辨光度强弱的能力。比如汽车灯光可以使行人或者驾驶员短暂性“视觉丧失”,从而引发交通事故。在防护不当的情况下,眩光还会伤害人的视力。长期在强光条件下工作的工人(如冶炼工、熔烧工、吹玻璃工等)会由于强光而使眼睛受害。

过度照明

广告牌所需的灯光大大超过了实际需要的水平

过度照明(Over-illumination)指光的亮度远远超过了需要的程度,主要是对能源的无意义使用造成的浪费。尤其户外商业广告牌、商业大楼是过度照明的主体。有数据显示,美国每天由于“过度照明”所浪费掉的能源相当于200万桶石油!过度照明还会引起非直接的眩光现象,从而对人眼的视力造成伤害。

光入侵

外部灯光过亮影响居民生活

  光入侵(Light trespass)是指外部不必要的光线进入了私人领域造成的干扰。比如邻居家的照明光线照进自己的窗户和居室,影响自己的生活和娱乐、睡眠(比如夜间的灯火让人难以入睡),从而感到不适的现象。德国巴伐利亚市通过对200位市民的调查,其中有三分之一的人抱怨晚间睡眠受到室外灯光特别是过亮的霓虹灯的干扰,有五分之二的人反映不能入睡,而且感到头昏、眼花、耳鸣、咳嗽乃至引起哮喘。

建筑物耀眼的灯光使对周围的建筑产生的影响

对天文观测者来说,光入侵的影响非常大。因为城市里强烈的灯火经常会掩盖天空中的星星所发出的微弱光线,这使观测活动变得非常困难。目前各国已经有相关的法律来保护人们免受侵害。

人为白昼

卡尔加利上空的人工白昼

  即使在没有灯光的情况下,夜晚的天空也并不是完全黑暗的,星星会散发微弱的光芒,太阳系中的太空尘埃也会散射太阳的光线,这就是所谓的自然的天空辉光(natural skyglow)。但是随着近几个世纪人为照明设备的使用,出现了人为的天空辉光现象即人为白昼(artificial skyglow)。
  人为白昼(Sky glow)多是由于城市中楼宇相互反射的光线超过了地平线,通过附近的大气层发射到天空产生的现象。

墨尔本人工白昼现象, Dr T. J. Richards拍摄

 人为白昼将减低天空与星星的对比度,严重影响天文学家的工作。据统计,在夜晚天空不受光污染的情况下,可以看到的星星约为7000个,而在人工白昼的影响下,只能看到大约20-30颗星星。

人为白昼还会对生态环境产生破坏,强光可能破坏昆虫在夜间的正常繁殖过程。

混光

混光现象示意图

  混光(Clutter)指不同的光线混杂在一起对人的视觉产生的影响。尤其是城市的颜色各异、亮度不一的霓虹灯会给驾驶员和夜间飞行员造成极大的困扰。混光会使驾驶员视觉混淆,从而注意不到障碍物,可能造成车祸;而飞行员则需要花精力在这些各式各样的光芒中辨认航空信号灯。
其他类型光污染

目前光污染还没有统一的分类方式,除眩光、过度照明、光入侵、人为白昼、混光等五种类型的光污染以 外,还有许多其他类型,比如白亮污染(墙面或建筑物对太阳光的镜面发射造成的危害)、红外线和紫外线等 等。
  此外,根据光污染发生的时间不同,国内也有专家将光污染分为“昼光光污染”和“夜光光污染”。

光污染的影响和危害

伤害人体健康

  光污染会造成人生理节律的紊乱,使人心情烦躁、感情失控,夜晚过度暴露在灯光下还会提高女性乳腺癌产生的几率。此外,光污染还是引发青少年近视的重要原因。