我们的记者袁亦学
当人们把照度作为衡量城市发展的一个尺度时，大都市的星光正在渐渐消失。
曾几何时，夜晚明亮的星空带来了无限遐想，对星空的探索也催生了天文学这一基础学科。早在4300年前，中国古代人就能观测到上天赋予的时间，并通过肉眼观星来确定24个节气，以指导农业生产。但是随着城市化进程的加快，越来越多生活在城市的人发现星星好像消失了。
6月10日，美国杂志《科学进展》的一项研究发现，由于光污染，地球上三分之一的人口看不到夜空中明亮的银河系。根据高精度卫星成像数据，结合全球2万多个地面站的观测，本研究得出了这一结论。
来自意大利、德国、美国和以色列的研究人员制作了最准确的全球光污染影响评估地图集。结果显示，地球上80%的人生活在被人造光污染的天空中，北美近80%的人口和欧洲60%的人口看不到银河系。
这张地图集显示，新加坡的光污染是世界上最严重的，其次是科威特、卡塔尔、阿拉伯联合酋长国、沙特阿拉伯、韩国和以色列。在西欧，只有少数地区不受光污染影响，包括苏格兰、瑞典、挪威、西班牙和奥地利。受光污染影响最小的国家是乍得、中非共和国和马达加斯加。
研究表明，夜间光污染不仅使人难以看清银河系，还会造成其他问题，如浪费能源和金钱，破坏生物多样性。研究人员建议尽可能减少夜间不必要的光线，特别是减少会干扰昼夜节律的蓝光，同时防止水平面以上的照射光。
天文光学观测的杀手
关于光污染对天文光学观测影响的新闻，近年来层出不穷。早在2010年，就有媒体披露，国内大面积多目标光纤光谱望远镜()面临城市建设规模扩大的威胁，导致夜天光亮度增加，影响观测。据媒体报道，当时国家天文台研究员邓也给国家天文台和中国科学院的有关领导写了一封信，指出如果一个项目建在南方不到1000米的直线上，感觉就像是一个天空测量科学的生死问题；对，科研是灾难性的。
无独有偶，2013年，面对日益严重的雾霾和日益明亮的城市灯光，被誉为中国现代天文学摇篮的著名南京紫金山天文台结束了天文观测历史，变成了科普博物馆。
光污染问题是近几年才爆发的。早在30年代，国际天文学界就提出了光污染的概念。当时对光污染的理解是城市室外照明使天空发亮，对天文光学观测产生了负面影响。
后来，我国国家科技术语审定委员会批准并公布了光污染的定义，包括两种：一是过量的光辐射对人类生活和生产环境造成的不良影响；二是影响光学望远镜能探测到的最暗天体极限的因素之一。通常指天文台上空的大气辉光，黄道光和银河的背景光，以及照亮星空背景的城市夜天光。
要想知道城市的光污染有多严重，首先要明确与光相关的概念。比如照度，就是反映照度的单位，它的物理意义就是单位面积的光通量。照度的单位是每平方米流明数(Lm)，也叫Lux。根据不同条件下的光照条件，科学家也给出了相应的照度。
然而，在城市的夜晚，光线往往会增加照明。上海天文台研究员唐《中国科学报》告诉记者，按照1985年的建议，世界级高质量天文台的人造光背景应增加不到10%，即人造光背景应增加不超过0.1等。而且全国水平不应该超过0.2，也就是光污染的比例只能低于20.2%。1998年，上海天文台佘山天文台周围的一次光污染测试表明，光污染比例高达59.1%，说明人造光的影响远大于天空本身的亮度。
寻找失落的星星
为了衡量一个地区光污染的存在和严重程度，来自美国的科学家约翰；传送门建立了一套黑暗天空分类，将光污染危害分为九个等级，从弱到强排序。比如第一层是完全黑暗的天空，黄道光、黄道、阳光都可以看到。天蝎座和射手座的银河区域可以在地面投下微弱的阴影。肉眼极限星等可达7.6至8.0等。天空中的木星或金星甚至可能影响肉眼对黑暗的适应能力。九年级的时候，在市中心的天空中，整个天空都被照亮了，甚至在天顶方向。很多熟悉的星座已经看不到了，巨蟹座、双子座等弱星座根本看不到；
当然这只是可见光对天文观测的影响。其实其他电磁波也存在干扰。现代天文观测是全波段观测，即包括无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、射线等波段的观测手段。因此，城市中的手机基站等无线电发射机也会对天文观测产生影响。唐对说道。
但天文观测的特点是寻找辐射较暗、较弱的物体，较暗的物体一般距离较远。中国国家天文台研究员赵永恒向《中国科学报》记者解释说，目前，城市光污染和无线电噪声越来越严重，使得大口径、高灵敏度的天文望远镜无法在这样的背景下以暗弱的辐射到达眼冒金星。所以很多天文台为了更好的进行观测，不得不在偏远地区的山之间搭建自己的天文台。中国正在建设的天文台位于西藏阿里地区，那里空气稀薄，条件艰苦。唐无奈的说道。
现在，国际天文学联合会甚至在下面成立了天文台遗址保护委员会。世界遗产组织也希望将黑夜作为遗产保存下来。赵永恒说。
呼唤科学耗尽
这样，天文光学观测和城市景观照明会不会永远达不成一致，背道而驰？答案不完全正确。我们不是想阻碍城市亮化的进程，只是想科学的利用它。赵永恒和唐给出了同样的答案。
减少城市中的聚光灯，因为这样的灯光对天文光学观测的影响最大。赵永恒指出。这种高瓦数的光照射到天空，几乎变成了夜晚的太阳。
赵永恒认为，城市里不需要关灯，只需加个灯罩，让灯光向下照射而不是直接对着天空，这样会显著降低对天文观测的影响。
这种做法其实是一种节能减排的方式。唐郑弘说，例如，在没有灯罩的城市道路照明的情况下，每个路灯可能需要一个20W的灯泡，因为灯不会聚。如果在灯泡上方安装一个反射性好的灯罩，并考虑灯罩的反射光，那么只有10W的灯泡才能达到同样的照明效果。
除了路灯，霓虹灯等一些景观照明，如果按时关闭，也可以使天文观测和节能减排达到双赢。国际上很多天文学家向他们的社会推荐使用低压钠蒸气灯，因为它的单波长特性使得它发出的光容易过滤，价格也不高。1980年，美国加利福尼亚州圣何塞市将所有的路灯改为低压钠蒸气灯，这大大提高了路灯的照明效率
甚至一些国家已经开始修改他们的照明计划。例如，英国提出了一个详细的郊区照明计划来保护环境。从2002年到2005年，加拿大阿尔伯塔省卡尔加里市也将大部分居民区的路灯换成了更高效的类型。
《中国科学报》(2016年6月24日第三版科普)
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