再现星汉灿烂——光污染的危害与防治

　　文/ 中国再保险（集团）股份有限公司博士后科研工作站

　　中国人民大学生态环境学院　傅哲明　图/ 刘擦擦

　　小海龟的“返乡难”

　　“咔嚓”——一只小海龟在深夜的沙滩上破壳而出。初生的小海龟慢慢睁开双眼，蒙眬中看到了远处的光明。它尝试着伸展四肢，身体活动开后便立即向大海爬去。

　　指引刚出生的小海龟找到大海的，是海面的光亮。夜晚的沙滩一片黑暗，与反射月光、明亮开阔的海面形成了鲜明的对比，循着光亮返回大海是海龟进化了上亿年的本能。但是，随着人类科技的发展，电灯照亮了夜晚的城市。海边晃眼的灯光让许多小海龟向大海的反方向——明亮的城市爬去。这样做只会是死路一条，它们离大海越来越远，最后或成为天敌的口中餐，或力竭而亡。

　　海龟平时都生活在海里，只有产卵和晒太阳时才上岸。海龟妈妈必须在陆地上产卵，一是因为海水温度较低，不适合海龟蛋孵化；二是因为海龟没有鳃，刚出生的小海龟在海里不能呼吸，会被淹死。海龟妈妈在夏季登陆海滩，在松软的沙滩上挖洞产卵，再用沙子盖上，藏好龟蛋后离开。几十天后的某个夜晚，破壳的小海龟要自行爬回大海。虽然小海龟“返乡”的路程很短，但险象环生，成功存活的小海龟只有龟蛋数目的千分之一。

　　海龟是从恐龙时代延续至今的“活化石”。但是，因为人类的活动，古老而长寿的海龟如今成了濒危动物。不合理的人工照明造成了小海龟出生后的“返乡难”，为海龟的物种繁衍再上一道枷锁。

　　天文学者的“观星难”

　　“地平线上又是红光一片，只能拍天顶的区域了……”不少使用光学望远镜进行天文学研究的天文学者都有共同的烦恼：早年建在城市周边的望远镜，现在不好用了，观测起来深受光污染干扰。

　　在河北省承德市兴隆县内，国内最大的光学望远镜——郭守敬望远镜（LAMOST）矗立于燕山之上。京津冀的光污染越来越严重，致使LAMOST 的可观测天区范围大为缩减。20世纪90 年代，国内天文学界结合国际天文学发展和我国实际情况，前瞻性地提议建设具有中国特色的国际一流天文设备——大视场兼备大口径的LAMOST。LAMOST 的设计十分精妙：使用数十片的六角形镜片拼接，连接六千根光纤，用广域巡天的方式开展大规模光谱观测。LAMOST 由我国科学家自主设计研发，造价远低于世界同业均价。经过十多年的努力建设，LAMOST 于2009 年竣工验收，并在测试后投入使用。

　　选址时的兴隆县暗夜环境尚佳，但在LAMOST 立项和建设的二十年间，我国经济迅速腾飞，LAMOST 正式开始使用时，来自京津冀的光污染已经非常严重。晴夜里放眼望去，地平线上20°以内尽是红光，望远镜拍摄的数据污染严重。大型望远镜的建设和维护成本很高，望远镜的使用时间是十分宝贵的资源。天文学者们需要提前撰写观测项目申报书来预约LAMOST 的使用时间。为了在有限的时间里尽量提高数据质量，天文学者们只好避开光污染严重的天区。LAMOST 的主要用途是巡天，顾名思义就是将整个天区分成不同的区域，分期观测不同天区，最后汇总出全天数据。望远镜可观测范围受限于光污染，就意味着难以完成巡天目标。

　　什么是光污染？

　　光污染是指人类过度用光对人类生活和生产环境造成不良影响的现象。随着城市现代化发展，儿歌“一闪一闪亮晶晶，满天都是小星星”所唱的场景在现在的城市里已经很难看到了。夜晚的城市天幕上，往往漫布着红橙色的光芒，这就是光污染中典型的一种：夜天辉光。大家通常认为城市夜景越辉煌，城市经济就越发达；照明程度越强，社区治安就越好。事实上，不合理的用光会导致光污染，对人类活动和生态环境造成负面影响。而且现有的科学研究也指出，没有证据能证明照明程度与社区的治安情况直接挂钩。

　　光污染最早由国际天文学界在20 世纪30 年代提出。国际上有不少相关行业的组织机构致力于防治光污染，例如前身为国际暗夜协会的暗夜国际、国际天文学联合会、国际照明委员会等。这些组织和天文学界紧密合作，开展科学调研，宣传相关知识，提高公众意识，推动光污染防治的立法工作，促进灯光的高效使用。这些组织的活动使得光污染问题逐渐进入了各国政府和公众的视野，让大众意识到用光不当也是一种严重的环境问题。

　　光污染的隐患极大！除了上文提及的影响生物周期性活动和天文观测，光污染还会影响生物的健康、对航海航空交通产生干扰、加剧气候变化和能源危机等，给社会、经济的可持续发展带来重大的负面影响。

　　我们能为防治光污染做什么？

　　要想取得防治光污染的良好效果，不仅需要主政者认识到光污染防治工作的重要性并付诸行动，也需要我们普通民众的理解和支持。

　　自2003 年起，由香港大学物理系科研人员组成的港大光污染研究团队一直致力于测量夜空亮度并研究光污染对环境的影响。依托物理系的专业力量，此团队多次举办中学生光污染研究和摄影比赛以及各类公众科普活动，推动全民参与香港光污染调查，制作了详细完整的香港地区光污染地图和相关数据库，并发表了多篇相关论文。这些研究成果的背后，不仅有众多天文爱好者的支持，还有不少中小学生参与其中。

　　如果你对此感兴趣，可以从参与当地周边光污染情况调查开始，逐步参与光污染防治工作。无需任何设备，仅用肉眼观测，就可以通过数特定天区内可见星星有多少颗、识别最暗的星星亮度是多少等方法来得知目视极限星等。有条件的话，你还可以用照度计、SQM-LE 夜天光测量仪、天空背景亮度测量仪等设备测量光污染情况。更多人参与光污染调研与防治，既能长期积累大量基础数据，为科研贡献力量，也会让更多人感受到星空之美，愿意为保护星空而努力。

　　光污染的法律治理

　　在我国，一方面天文学界在强烈呼吁对光污染进行立法防治，另一方面，普通公众也开始逐渐意识到光污染的危害。随着我国环保法治的进步，如果遇到光污染造成人身和财产损害等情况，通过《民法典》《环境保护法》等法律，人们有了多条途径解决纠纷。但是目前我国对光污染影响天文学科研的管理、治理立法仍有不足。北京、上海等大城市的天文台因光污染等问题已无法承担科研任务，从而转为以科普为主。搬迁大型科研望远镜的人力、财力、时间成本都很大，所以基于青海省冷湖镇海拔高、降水少等优势，我国天文学界正在大力推进冷湖天文观测基地的建设。国家天文台、紫金山天文台、中国科学技术大学、北京大学、清华大学、上海交通大学、西华师范大学等科研机构未来都有望远镜项目在冷湖落地。基于冷湖天文观测基地多个望远镜项目的科研需求，青海省海西蒙古族藏族自治州人民代表大会常务委员会发布了《海西蒙古族藏族自治州冷湖天文观测环境保护条例》，自2023 年1 月1 日起施行。这是我国首部防治光污染、支持天文科研的专项地方性立法。

　　星空是一种宝贵的资源，需爱之、珍之、惜之！让我们携手努力，共同防治光污染，再现星汉灿烂！

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