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当卫星在夜间拍摄地球照片时,它们看到的光有多少来自路灯?

2020-11-05 15:28
中国之光网
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当卫星在夜间拍摄地球照片时,它们看到的光有多少来自路灯?来自德国、美国和爱尔兰的一组科学家首次以美国图森市为例回答了这个问题。结果是:图森卫星图像中只有约20%的光来自路灯。该研究今天发表在《照明研究与技术》杂志上。

研究小组在美国亚利桑那州图森市进行了一项实验,通过改变路灯的亮度,观察这如何改变从太空看城市的亮度。来自GFZ德国地球科学研究中心的Christopher Kyba博士领导了进行这项实验的团队,他说这项工作很重要,因为它表明智慧城市中的相关技术可以用于进行城市规模的实验。”“在整个城市中安装传感器和控制系统后,有可能改变城市的运作方式,然后衡量这种变化对环境的影响,甚至是对外太空的影响,”Kyba说。

在2019年3月和4月的10天中,图森官员更改了该市19,500盏路灯中约14,000盏的照度设置。通常情况下,图森市的大多数路灯在开始时的照度只有其最大可能照度的90%,而在午夜时则会减弱到60%。在实验过程中,这座城市在某些晚上则将灯光调暗至30%,而在另一些晚上将其增亮至100%。来自美国的Suomi NPP卫星观测到了城市的灯光,该卫星以拍摄夜间的全球灯光地图而闻名。测试期间,该卫星在四个晚上拍摄了图森的无云图像,而在测试之后的另外两个晚上则在常规照明下拍摄。通过比较6个晚上的城市亮度,研究人员发现在正常的夜晚,图森卫星图像中只有约20%的光线来自路灯。

研究报告的合著者、国际黑暗天空协会的John Barentine博士说,研究结果对可持续性具有重要意义。在与此同时进行的第二项实验中,Barentine、Kyba及其合著者从地面测量了图森上空的天空亮度。他们检查了路灯的照度变化如何影响天空亮度,结果表明,与从太空看到的光一样,图森上空的大部分天空亮度也是由其他来源造成的。“结合在一起,这些研究表明,在路灯设计良好的城市中,大部分的光排放和光污染来自其他光源,”Barentine解释道,包括明亮的橱窗、照明的标志和立面,或体育场所照明等。因此,国家和地方政府在减少光污染时,需要考虑的不仅仅是道路照明

根据研究人员的说法,由于我们的眼睛迅速适应了光照水平,因此在不同夜晚,路灯亮度的差异几乎无法被街道上的人们感知到。他们报告说,该城市在测试过程中未收到有关照明变化的评论或投诉,也没有证据或迹象表明,作为实验的一部分,降低照明水平对公共安全有任何不利影响。

因此,Kyba对在其他城市更经常地进行此类实验的想法感到兴奋。Kyba建议:“一个城市甚至可以在偶数天调暗至45%,在奇数天调暗至55%,而不是在深夜将灯光调暗到相同的水平。” “城市居民不会注意到区别,但这样我们就可以衡量不同类型的光的贡献如何随时间等变化。”

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