光污染:保持灯火通明的黑暗一面

Traffic lights are seen as evening fog and air pollution covers Skopje, Macedonia December 14, 2017. Picture taken December 14, 2017. REUTERS/Ognen Teofilovski - RC128E8A26B0
Light pollution can have a range of negative effects on health.Image: REUTERS/Ognen Teofilovski
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二十五年前,洛杉矶因地震发生了一场大规模停电。整座城市陷入黑暗。紧急呼叫服务911接到大量惊慌失措的市民来电,称天空中出现“一大片银色的巨云”,正在吞没天空。来电者并不知道,他们第一次在夜空中看到了银河系,也就是包含我们太阳系的那个星系。其中一些城市居民此前从未见过未受光污染的天空。

光污染是指人类在夜间产生的过度且干扰性的光线。这些光来自人工光源,主要是房屋、办公楼、路灯、广告牌或汽车前灯所用的电力。光污染主要有两种类型:点光源污染,即直接来自光源的光;以及天空辉光,即点光源照明的综合累积效应,并通过大气层扩散。若从农村地区朝城市方向望去,地平线上可见的微弱光晕便是天空辉光。

Image: 《科学进展》(Science Advances)

几乎四分之一的全球陆地面积目前处于光污染天空之下。而全球80%的人口如今生活在此类光污染天空之下,这意味着三分之一的人类已无法看到银河系。

夜间人工照明的引入发生在一个实际上极其黑暗的宇宙之中。除了天体发出的微弱光芒之外,我们不应忘记,地球上在任何时刻,有一半的区域过去始终处于一片漆黑之中。我们之所以每天都能享受阳光,纯属偶然地靠近一颗恒星。这意味着,在进化的时间尺度上,地球上的生命,包括人类,都已适应了持续而规律的昼夜循环。

许多物种利用日光和月光的周期来安排其行为、活动和睡眠模式,以及何时交配和何时进食。然而如今,光污染的空间覆盖范围很大,其强度也在不断增加。

但更大的问题在于:证据日益增多,表明照明增加会带来一系列负面影响。

照明的不利一面

照明会对环境产生负面影响,因为它扰乱了物种所依赖的自然光周期。这些影响包括动物在时间分配上的改变,例如鸣叫、活动和觅食,或是对个体健康的改变。

而且,越来越多的证据表明,照明对人类健康有负面影响。褪黑素是调节人类睡眠模式的激素,其分泌会受到光照影响。光污染导致的光照规律偏离昼夜循环,可能扰乱这一重要激素的自然分泌。已有研究发现,此类扰动与相关肥胖、睡眠质量下降和记忆受损有关。

由于褪黑素是一种能够清除自由基的抗氧化剂,人工光线对其分泌的干扰可能增加癌症风险。对于新型LED(发光二极管)灯而言,自然光周期受到的干扰尤为显著,这类灯具正在全球范围内日益被广泛采用,原因在于其节能优势。然而,人们很少考虑其对健康的负面影响。

应对这一问题

近期一项发表于《科学》杂志的综述提出了五项关键策略,可在全球范围内减少照明,且这些策略未必会削弱照明的益处。具体包括:

  • 应避免将光线引入此前黑暗的区域。

  • 照明应采用可用的最低强度。

  • 照明应仅用于确有需要之处,并在可能的情况下加以遮挡。

  • 照明应仅在必要时使用。

  • 照明应采用“更暖”的光色,即多用橙色调,而非刺眼的白色光谱。

需要非洲的研究

鉴于其影响的范围与严重程度,非洲在光污染研究方面的匮乏是一个令人意外的疏漏。非洲仍然是光污染最少的大陆之一,但随着照明基础设施的扩张,这一状况正在迅速改变,而照明基础设施的扩张与经济发展密切相关。农村地区尤其如此,它们可能越来越多地接入电网并使用LED灯。

近期发布的《全球人造天空辉光图集》并未在非洲(以及南美洲或亚洲大部分地区)进行任何地面测量,这表明,亟需更加可靠、更为广泛地了解其影响。

光污染是一种危害深远、且日益为人所认识的全球变化驱动因素。尽管许多非洲人仍能看到银河系,但照明基础设施的扩张已迫在眉睫。与其他全球变化驱动因素一样,非洲大陆正处于关键节点,必须确保其经济发展轨迹不会损害人类与环境健康。如何在光污染问题上最好地做到这一点,仍有待决定。

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