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夜空的消亡

作者:lei    素材来源:本站原创    点击数:    更新时间:2016-2-22

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夜晚,数以亿计的人造光源照亮了我们的地球,遗憾的是也照亮了地球上空的大气。天文学家创造了“天光(skyglow)”这个名词,来描述这样一种现象,它不仅让恒星隐匿了起来,还为夜间动物和人体健康带来了问题。


从轨道上看去,夜间的拉斯维加斯明亮得让人忧心,虽然这并不是意外。这张国际空间站拍摄的照片摄于2010年11月30日。


全球性向LED光源的过渡可以让天空变得更为明亮,不过如果小心使用的话,也可以改善局面。我们究竟朝向哪个方向行进还是个开放性的问题,而这个问题的答案很可能会决定我们夜空的命运。仅凭卫星是不足以回答这个问题的,我们需要在地面进行的测量。


在过去的10年里,夜间的地球(Globe at Night)这样的全民科学项目已经积累了数以万计的天光测量,它们是由世界各地的业余观测者目视进行的。对于尝试了解并定量研究星空微妙的消亡过程的研究者来说,它们是宝贵的资源。


志愿者使用天空质量计来测量亚利桑那州南部萨瓜罗(Saguaro)国家公园的黑暗程度。(图片提供:Jeremy White / NPS)


这其中的一名研究者是来自加拿大的物理学家克里斯·基巴(Chris Kyba),他在2013年发起了“夜空的消亡(Loss of the Night)”手机应用计划。来自世界各地的观测者只需使用一个简单的应用程序,就可以通过目视恒星计数,来观测夜空的亮度,然后发送他们的结果。其他工具,如“暗夜计(Dark Sky Meter)”手机应用,可以借助智能手机的相机功能更加直接地测量夜空的亮度。天空质量计(Sky Quality Meters)则是手持式设备,专门用于测量亮度数据。

  

多年以来,人们提交了数以千计的测量结果,但是到现在为止,只有专业研究者才能用到其中的大部分数据。现在基巴与柏林的交互风景股分有限公司(Interactive Scape GmbH)合作,开发了一套基于网页的应用程序——我的夜空(My Sky at Night)。这个网站让公众可以使用“夜空的消亡”程序以及其他两项监测天光的全民科学计划测量的结果。


“我的夜空”网站的截图,它让用户可以使用2006年以来在整个北美地区进行的超过50000次亮度测量数据。(图片提供:myskyatnight.com)

  

不仅仅是“数据收集者”

  

这个网站的目标不再是让参与者仅仅采集测量数据。相反,新的网页平台提供了数据的可视化和分析工具。现在业余与职业科学家可以浏览、观看并下载这些发现,随后直接在网站上使用开源代码进行自己的分析。“夜空的消亡”程序的用户还可以生成档案,观看自己的数据。这项计划是由德国地球科学研究中心以及莱布尼兹淡水生态与内陆水产业研究所领导的,它在全球范围内邀请对此感兴趣的公众来考察所在地夜空的变化。

  

毫无疑问的是,全球光污染的最佳地图来自轨道卫星,如NASA的Suomi-NPP卫星或美国军方的DMSP轨道器。但是卫星数据测量的是直接射向上空的光线,而非人类以及其他动物在地面感受到的天光,因此其研究价值有限。

  

更为复杂的是,当前大多数卫星对可见光光谱的蓝端并不敏感。但是现在大多数室外LED照明设备在短波波段发射了很大一部分光线。研究者证明,蓝光会产生大多数的天光,而且对于夜间环境的干扰也最大。


亚利桑那州的图森市(Tucson)由于毗邻世界一流的天文台,因此数十年来一直保持着暗夜。这张数据图由“我的夜空”网站提供,这是一个新网站,可以让你观看并分析有关光污染的公众科学数据。(图片提供:myskyatnight.com)

  

当前公众照明向LED的过渡究竟会减少天光(因为可以更容易地实现让光线直射地表),还是会增加天光(由于存在富含蓝光成分的光线)?这是一个尚未得到解答的问题。然而在这个星球上,数以千计的城镇和都市当前正在更换公众照明设备,或者是计划在不久的将来进行更换。同样令人关注的是,由于LED的能效极高,安装输出更高的固定光源的诱惑是存在的,这会让我们的夜间环境较以往变得更加明亮。当这样的设备安装完毕之后,新的固定光源将工作数十年。

  

为了监测进行中的光照变化,与之前相比,在世界各地进行的观测变得更为重要。基巴说:“对于我们的科学研究来说,这些观测采集的数据是至关重要的。我们迫切地需要使用它们来评估全球范围内的天光变化。”通过“我的夜空”网站,基巴希望你可以为这项工作作出贡献。



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