

夜晚开着灯会让人难以入睡,也可能危及我们的健康和当地生态系统。一项今天发表在《科学进展》(Science Advances) 杂志上的新研究,重建了欧洲夜间的照明污染情况,并发现整个大陆的人工蓝光有所增加。虽然LED技术有助于照亮能见度低的街道和道路,但作者警告说,大量的蓝光排放可能会改变人类和动物的自然夜间周期。
该研究的首席作者、研究光污染的天体物理学家Alejandro Sánchez de Miguel表示,人造光最大的风险之一在于它会改变动物的行为。“很多时候,夜晚是进食、授粉、导航、筑巢或休息的时间,而所有这些过程都会被人造光干扰,”Sánchez de Miguel说,他目前在英国埃克塞特大学进行光污染研究。“这些光源会造成伤害,‘有时会让动物暴露在捕食者面前,有时则会直接扰乱它们的生理机能’,”他说。
科学家们以前只在较小的区域内追踪过人造光,因为很难在大范围内进行测绘。此外,其他研究使用卫星拍摄全色图像——这是将红色、蓝色和绿色波段结合起来的高分辨率灰度图像——但这些图像没有关于特定波长的信息。该团队利用国际空间站宇航员用数码相机拍摄的照片绕过了这个问题。“这是一个复杂的数据源,但它目前是我们拥有的唯一公开数据源,其分辨率比最流行的卫星高150倍,”Sánchez de Miguel说。
通过整理这些图像,研究作者能够绘制出欧洲2012年至2013年和2014年至2020年期间的光谱图。与本世纪初相比,研究作者观察到,高压钠灯(一种常用于道路和停车场、发出温暖黄色光芒的灯)正逐渐被宽谱白色LED灯取代。该研究的光谱图显示,向白色LED灯转变的程度因国家而异。意大利、爱尔兰和英国转向蓝光排放的幅度最大,而比利时和德国的变化最小。

城市转向LED灯,是为了比高压钠灯单调的黄色调提供更明亮的光线。研究作者提出的另一个好处是,LED灯被宣传为一种节能替代品。然而,研究结果表明,LED灯发出的蓝光更多。蓝光具有较短的波长(范围在450至495纳米之间),比其他较长的波长(如红光波)能量更高,颜色更冷。我们经常在智能手机和电视等电子设备上接触到蓝光。
未参与该研究的斯塔滕岛大学医院睡眠医学研究所所长Thomas Kilkenny表示,暴露在蓝光下会抑制褪黑激素的产生,从而扰乱睡眠。“褪黑激素是让我们感觉睡意的荷尔蒙。它通常在睡前由黑暗刺激产生。”然而,蓝光会让你的大脑误以为还是白天,让你保持清醒,并延长入睡时间。
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从积极的方面来看,“路灯中的蓝光可能会让人们在开车时感觉更清醒,并减少事故,”Kilkenny指出。“但从消极的方面来看,‘它也可能产生意想不到的后果,即增加人群的失眠症’,”他补充道。“睡眠不足已经是社会上一个主要的问题,它本身可能导致更多的交通事故、疾病、抑郁和工作时间的损失。”
作者们还回顾了过去的研究,发现夜间人造光可能解释了人类褪黑激素水平、星空可见度以及蝙蝠和昆虫行为的变化。“LED灯的使用方式并非可持续,它们也没有减少光污染,”Sánchez de Miguel警告说。“在当前这样的能源危机背景下,我们应该记住,光污染是一种明显的空气污染物,也是能源浪费。”
根据研究作者的说法,这是首次在欧洲大陆夜间绘制出LED灯全光谱的研究之一。Sánchez de Miguel解释说,他们目前正致力于尝试自动化一些测绘过程,目标是创建一个世界地图,显示全球范围内与人造照明相关的环境风险。