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Lentis/光污染

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从火把到灯泡,人工光照亮了世界。更便宜、更明亮、更持久的光源提高了人类在黑暗中导航、工作和舒适的感觉的能力。然而,照明的可及性和有效性的提高也可能过度和浪费。这种被称为光污染的人为现象对自然环境和人类社会都有负面影响。

光污染的类型

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  • 光入侵:光源方向不当,将不需要的光照射到邻近区域。[1]
  • 眩光:过于明亮的光源可能会有危险,造成眩光和分散人们对潜在危险的注意力。
  • 天空辉光:光线集中在城市区域,向上传播光线,遮挡了夜空的视野。

天文影响

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天空辉光降低了天文物体和天空之间的对比度,这对天文台来说已经成为一个问题。过滤器可以减少光污染的影响,但也有几个缺点。[2]

一个例子是户外照明不当,导致光线侧向和向上逃逸。

帕洛玛天文台在 20 世纪 30 年代被选为海尔望远镜的所在地,因为帕洛玛山基本上不受城市灯光的影响。此后,南加州城市的发展极大地阻碍了帕洛玛天文台进行研究的能力。作为回应,天文台与市、县和州政府合作,通过了地方条例。这些条例要求户外灯光方向正确、遮挡良好,将相关色温 (CCT) 限制在较暖的色温范围内,并限制户外灯光开启的时间。[3]

国际暗夜协会 (IDA) 是一家由天文学家于 1988 年成立的非营利组织。其使命宣言是“通过优质的户外照明来保护和维护夜间环境和我们对黑暗天空的遗产”。如今,IDA 在 18 个国家拥有 64 个分会。IDA 提高了人们对光污染危害的认识,并推动了负责任的户外照明的解决方案。[4] 其灯具认证计划认证了将光污染降到最低的户外照明。为了获得认证,照明必须完全遮挡,在水平面上方不能发出任何光线,并且必须发出 3000K 或更低的灯光,以及其他标准。该页面还链接到销售可附加光罩的零售商。[5] IDA 还指定了黑暗天空保护区,专门为其特殊的夜空或环境而保护的土地。这些保护区对光污染的限制促进了天文学,并限制了夜间对野生动物的干扰。[6]

环境影响

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夜间光污染是昆虫数量下降的重要驱动力。昆虫被灯光吸引,在那里它们会因接触或疲惫而死亡。灯光也会让昆虫更容易受到捕食者的攻击,并会破坏交配信号。[7]

光污染还会扰乱夜间迁徙的鸟类。夜间人工光不仅会扰乱鸟类的昼夜节律,还会使它们的导航迷失方向。[8] 迁徙鸣禽比其他物种更容易撞上建筑物。当鸣禽被灯光迷失方向时,它们会呼唤其他鸣禽,从而增加鸟群规模,导致更多碰撞。[9] 加拿大致命灯光意识计划 (FLAP) 是一家加拿大慈善机构,致力于“通过教育、政策制定、研究、救援和康复来保护建筑环境中的迁徙鸟类”。FLAP 记录鸟类撞击统计数据,并提供解决方案来保护鸟类安全。[10]

实验表明,在人工光照下,蝌蚪生长速度减慢,变态过程大大减少。青蛙繁殖的池塘可能是暂时的,会干涸,因此这种缓慢的生长对新孵化的蝌蚪来说很危险。青蛙也被迫离开繁殖地,因为它们往往会避开有光照的地方繁殖。[11]

植物不仅依靠光线获取能量,也依靠光线获取信息。自然光循环的时间、强度和光谱成分对植物来说都很重要。路灯下的树木可以比平时更长时间地保留树叶,推迟休眠,从而破坏它们在冬季生存的能力。[12]

与 IDA 针对天文影响不同,没有一个专门致力于对抗光污染环境影响的重大组织。

人类影响

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LED 照明

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高压钠灯可以追溯到 1964 年,是发达世界最常用的照明灯具。然而,新的照明安装以一种更高效的技术为主导:发光二极管 (LED),它将电能直接转换为光而不是热。[13] LED 比传统的钠灯节能高达 50%,并且可以使用 15 到 20 年。[14]

健康与安全

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新的土地开发提供了最简单的选择 LED 照明的途径,但定期维护和改造项目也提供了机会。在底特律,近年来,越来越多的黑暗街道成为该市衰落的象征。2014 年,底特律近一半的 88,000 盏路灯失灵。对社区的影响是明显的:餐厅和小型企业看到人流量明显减少,尤其是在冬季,因为许多居民避免在晚上外出。底特律此后用 65,000 盏 LED 路灯取代了所有 88,000 盏钠灯,社区也已恢复元气。LED 节能带来的收益每年可节省 300 万美元的电力支出,并每年减少 40,000 吨碳排放。[15]

LED 路灯也在纽约市流行起来。与底特律类似,预计 LED 将为该市节省一大笔资金:每年 1400 万美元的能源账单和更少维修。在皇后区的科罗娜社区,居民欢迎 LED 作为犯罪威慑,以及在夜间改善公共空间的可及性。然而,并非所有纽约人都持有同样的观点。自从 LED 改造项目开始以来,数百起有关光入侵的申诉已经提交。布鲁克林温莎露台的居民表示,灯光太刺眼,普通的窗帘无法遮挡,导致他们难以入睡。[16]

科学证实了人们对LED作为城市照明首选的担忧。根据美国医学会的说法,来自LED路灯的富含蓝光的光线会抑制褪黑激素的产生。这种光的波长会扰乱昼夜节律,其影响估计是传统钠灯的五倍。[17] 夜间过度暴露在光线下也与乳腺癌发病率升高有关。[18]

香港的光污染

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香港拥有世界上最严重的光污染之一。一项研究发现,像尖沙咀这样的地区比正常的夜空亮1200倍。[19] 尽管承认光污染是一个问题,香港政府仍回避了监管立法。2011年,政府成立了外部照明问题工作组,研究从晚上11点到早上7点实行“熄灯”指令的可行性。[20]

“东方之珠”夜晚充满活力,闪耀的天际线。

支持严格限制的群体是住在光线明亮的商业区附近的居民。地球之友香港分会(FOE HK)和绿惜基金等倡议组织提高了公众意识。[21] [22] FOE HK赞助的一项调查显示,70%的居民希望降低光照强度。同样比例的人认为,过度的夜间照明会导致焦虑、疲倦和失眠。[23] FOE HK的主管刘颖批评现行的指导方针过于笼统,认为解决光污染的唯一途径是政府对亮度和照明时间进行明确的立法:“政府有噪音控制条例……我看不出为什么照明不能一样”。[24] 这些批评者指出,广告牌和商业招牌是光污染的最大罪魁祸首,它们以光入侵和眩光干扰着人们的生活。

反对“熄灯”指令的群体包括依赖光线明亮的广告来吸引顾客的企业。香港为旅游业商业化了过度的照明,例如世界上最大的永久性灯光秀,幻彩詠香江。行政长官曾荫权反对在全市范围内短暂熄灯的活动,称这会影响日常灯光秀:“这项活动会给香港这个国际大都市和主要旅游目的地带来负面宣传”。[25] 那些受光污染影响较小的居民也表示同意,担心“熄灯”会损害香港作为“东方之珠”的文化地位。 [26]

在2011年工作组得出无结论的结果后,政府在2016年发布了一份自愿宪章,供同意“熄灯”的企业签署。宪章的有效性尚不清楚,因为光污染投诉一直在增加。[27] 香港的光污染是一个环境问题:那些努力提高人们对这种看似无形的敌人认识的群体,与那些将监管视为经济损失的群体竞争。多伦多等其他城市已经实施了立法,但香港政府似乎站在企业一边。随着过度照明所带来的繁华景象越来越让居民感到不满,政府可能需要重新考虑优先事项。

每天上演的“幻彩詠香江”。多年来,参与维多利亚港灯光秀的建筑数量不断增加。

人工光,解决人类在黑暗中面临挑战的答案,却也产生了负面的副作用。公共空间的照明为某些群体提供了便利,但也损害了其他群体。人为光也对环境造成了影响。在导致生物多样性下降的因素中,光污染往往被低估。光污染解决方案不需要牺牲生产力。虽然光污染并非许多政策制定者的优先事项,但本案例集的未来扩展可能会探讨多伦多等成功实施了减少光污染措施的政府。

参考文献

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  1. 夜空亮度观察 (2013). 什么是光污染?. https://www.globeatnight.org
  2. Patat, F. (2010). 不当照明对专业天文观测的影响. arXiv: 天文仪器和方法.
  3. 巴洛玛天文台 (2017). 光污染. https://sites.astro.caltech.edu/palomar/community/lightpollution.html
  4. 国际暗夜协会 (n.d.). 我们的工作. https://www.darksky.org/our-work/
  5. 国际暗夜协会 (n.d.). 器材认证. https://www.darksky.org/our-work/lighting/lighting-for-industry/fsa/
  6. 国际暗夜协会 (n.d.). 国际暗夜星空保护区. https://www.darksky.org/our-work/conservation/idsp/
  7. Rydell, J (1992). "瑞典街灯附近蝙蝠对昆虫的利用". 功能生态学. 6 (6): 744–750. doi: 10.2307/2389972. JSTOR 2389972.
  8. Loss SR, Lao S, Eckles JW, Anderson AW, Blair RB, Turner RJ (2019). 影响北美主要城市中心区鸟类撞建筑物因素. PLoS ONE 14(11): e0224164. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0224164
  9. Winger, B. M., Weeks, B. C., Farnsworth, A., Jones, A. W., Hennen, M., & Willard, D. E. (2019). 夜间飞行鸣叫行为预测候鸟对人造光的脆弱性. 会议记录. 生物科学, 286(1900), 20190364. https://doi.org/10.1098/rspb.2019.0364
  10. FLAP加拿大 (2020). 致命光线警示计划加拿大. 我们的影响. https://flap.org/our-impact/
  11. Dananay, K. L., & Benard, M. F. (2018). 夜间人造光减少了广泛分布的两栖动物的变态持续时间和幼体生长. Proc. R. Soc. B, 285(1882), 20180367.
  12. Gaston KJ, Bennie J, Davies TW, Hopkins J. 夜间光污染的生态影响:机制评估. Biol Rev Camb Philos Soc. 2013 年 11 月; 88(4): 912-27. doi: 10.1111/brv.12036. Epub 2013 年 4 月 8 日. PMID: 23565807.
  13. Harris, T., Pollette, C., & Fenlon, W. (2020, 7 月 27 日). 发光二极管 (LED) 的工作原理. HowStuffWorks. https://electronics.howstuffworks.com/led.htm https://electronics.howstuffworks.com/led.htm
  14. Kramer, J. (2019, 2 月 25 日). LED 路灯能否在不产生负面健康影响的情况下为城市节省资金?移动实验室. https://mobilitylab.org/2019/02/25/can-led-streetlights-save-money-without-negative-health-consequences/ https://mobilitylab.org/2019/02/25/can-led-streetlights-save-money-without-negative-health-consequences/
  15. Kimmelman, M. (2017, 1 月 10 日). 底特律的灯光亮着. 纽约时报. https://www.nytimes.com/2017/01/10/arts/the-lights-are-on-in-detroit.html
  16. Chaban, M. (2016, 7 月 13 日). 纽约的 LED 路灯:对一些人来说是犯罪威慑,对另一些人来说是滋扰. 纽约时报. https://www.nytimes.com/2016/07/12/nyregion/new-yorks-led-streetlights-receive-a-lukewarm-reception.html
  17. 美国医学会. (2016, 6 月 14 日). AMA 采纳减少高强度路灯危害的指南. https://www.ama-assn.org/press-center/press-releases/ama-adopts-guidance-reduce-harm-high-intensity-street-lights
  18. James, P., Bertrand, K. A., Hart, J. E., Schernhammer, E. S., Tamimi, R. M., & Laden, F. (2017). 夜间户外光照与护士健康研究 II 中的乳腺癌发病率. 环境健康展望, 125(8), 087010.
  19. Pun, C. S. & So, C. W. (2011). 香港夜空亮度监测 - 全市光污染评估. 环境监测与评估, 184(4), 2537-2557. https://doi.org/10.1007/s10661-011-2136-1
  20. 周晓兰. (2015). 外部照明问题工作组报告. 工作组报告
  21. 地球之友 (香港) (n.d.). 关于我们. 地球之友 (香港)
  22. 绿惜基金 (n.d.). 关于我们. 绿惜基金
  23. Karol, D., Ng, M., Varlamova, M. 和 Walls, G. (2010)。香港光污染的影响。WPI最终报告
  24. Lau, S. Y., Ng. K. L., Tsang H. T. 和 Vong, Y. C. C. (2014)。香港的光污染。城市大学机构知识库http://lbms03.cityu.edu.hk/oaps/ef2014-1205-lsy694.pdf
  25. 中国可持续工业发展网络 (2006)。香港灯光熄灭 3 分钟,引发对空气污染的关注。 http://www.csid.com.cn/NewsInfo.asp?NewsId=41567
  26. 工作组报告
  27. 立法会秘书处 (n.d.)。外部照明造成滋扰的规管。 https://www.legco.gov.hk/
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