天津市電視技術研究所　倪孟麟

天津市產品質量監督檢測技術研究院　　錢群

1.夜間照明帶來的正負兩方面影響

夜景燈光建設是城市繁榮富強的標志，體現了城市的現代化程度和文明水平，是城市經濟發展保持持續、良性循環的重要組成部分。由于人們對高品質生活的追求和人們夜晚活動時空間的擴大，城市夜晚的景觀照明、道路功能照明、商業廣告照明，均已成為都市生活中不可缺少的內容。

隨著景觀照明建設與功能照明建設的發展，不斷有文章指出其負面影響。

實踐證明，干擾性或過量的光輻射造成的光污染均會對人體健康和人類社會環境造成影響。首先，其直接影響人類大腦松果體對褪黑激素的分泌，俄羅斯生物學家在對人類松果體的研究中發現，褪黑激素的分泌左右著人類夜間睡眠的時間，并直接影響人類的壽命。在人類長期進化的過程中，適應了白晝光和晚間的黑夜，因些夜晚睡眠區一定要黑暗，這樣才能分泌褪黑激素，使睡眠狀態下的生理生活和微循環處于正常的秩序和狀態。

其次，強光直接殺死昆蟲，影響植物與動物共存。奧地利科學家發現，一只小型廣告燈箱一年可殺死35萬只昆蟲。而許多植物是靠昆蟲傳播花粉的，如果沒有昆蟲，必將導致嚴重的生態災難。昆蟲的減少又使鳥類失去食物，植物授粉又受到進一步破壞。據美國鳥類學家統計，每年約有400萬只鳥因撞上高樓的廣告燈而死亡。

另外，過度的城市夜景照明防礙了正常的天文觀測，已使全世界五分之一的人對銀河視而不見，同時也劇了能源危機。

在城市整體規劃中，我們應當使用高科技手段制定高起點、高標準、高水平的城市亮化工程發展的總體規劃，開展深層次的科研工作，這樣才能使晚間景觀照明達到更高的水平。

缺少技術含量和無節制的盲目用光，會給城市照明帶來了負面作用。不合理的設計和單純地追求工程利潤，不僅造成了能源浪費還造成了嚴重的光污染現象。

正如恩格斯所言：我們不要過分陶醉于我們對自然的勝利，對于我們每一次這樣的勝利，自然界都報復了我們。長期以來，人們自以為在與大自然斗爭中取得勝利，盡情享受工業革命帶來的物質文明。然而，漠視大自然的規律，無止境地掠奪和揮霍自然資源，結果只能遭到大自然的無情處罰。據統計，近一百年間，大氣二氧化碳的濃度增加了一倍。因此，我們必須注意節約能源、防治光污染，使夜間照明獲得可持續的發展。

2.產生光污染的原因

從科學實驗中和實測數據中分析夜天空光污染的成因，使每項照明工程、每一件晚間照明作品都具有強烈的目的性。

例如道路照明是為了照亮路面，減少交通事故，因此要減少水平方向及上射方向的光量。入夜，城市華燈齊放，導彩紛呈，給城市帶來了生機和活力，但是由此引起的光污染、光泛濫卻嚴重影響到天文臺觀測。

至今，人們對今晚天空光的色度測量基本還處于空白狀態。為此，我們測量了夜天空的亮度和色度。測量位置距地面18.5m，按仰角45安放儀器，以與人們觀察夜空的實際情況相一致。

測量數據說明，隨著各種晚間照明的開啟，天空色度值發生明顯變化。測試結果表明，6月份、7月份中的變化發生在20：00之后；而3月份這種變化發生在19：00這后。這恰恰是晚間照明開啟的時間，說明各種晚間照明確實對天空帶來影響。

夜天空光由自然夜天空光和各種夜間人工照明的泄漏光組成。實測結果表明，誠市夜天空亮度已明顯大于自然夜天空光2.110-4cd/m2的亮度。

測量數據表明23：00以后，在各種景觀照明均已關閉的深夜，夜天空的亮度及色度依舊受到同樣的影響，依舊存在著光污染。深夜時雖然僅有道路照明，夜天空的色度數據也更加趨向于高壓鈉燈色度坐標，即X＝0.516，Y＝0.389的標稱值。

需要說明的是，夜天空的亮度、色度與陰晴狀況、大氣渾濁度、月相等天文、氣象條件有關，對不同城市夜天空污染程度的橫向評估，更需要預先約定測試的幾何條件，同時需要制定相關的標準和測量方法。本文只是從時間因素來揭示和分析景觀照明、道路照明與夜天空污染的關系，討論與照明工程最密切的要素。實驗數據表明，前半夜各種景觀照明只占泄漏光的較少部分，因季節、時間、氣候、地點環境而略有不同。在陰歷初一測量晴朗的夜空，其亮度比其它時間測量的數據要低，但數次實驗均表明在景觀照明關閉后的深夜，來自道路上密集的高壓鈉燈使城市天空的溢散光仍然很嚴重，這是導致夜空發亮的主要原因。這種影響因地而異，離市中心較遠的地區夜天空的亮度為110-3cd/m2。

明視覺曲線V（λ）適用于1cd/m2以上的亮度水平；暗視覺V（λ）適用于0.001cd/m2以下的亮度水平。在明視覺與暗視覺之間的亮度水平為中間視覺，中間視學既有錐體細胞參加，也有桿體細胞參加，夜天空的亮度水平基本處于中間視覺，因此對夜天空色度的觀測是一個更為復雜、困難而重要的工作。

目前，有相當一部分高壓鈉燈在水平及上射方向上產生較大的光量，在高壓鈉燈斜上方俯視，高壓鈉燈有可觀的亮度，說明其上射光線占全部出射光量的百分比沒有受到應有的限制，有些庭院燈上射光線根本未加抑制，從而使真正用于路面照明的有效光量只占總光量的較少部分。道路照明是城市交通的安全保障，但是大量高壓鈉燈等造成的泄漏光是現階段夜天空發亮的主要原因，應從燈具上予以改進。在光源外應裝有性能優良的反光板，使上方不漏光，降低高壓鈉燈的UWLR(UWLR是燈具直接射上天空的光線占全部出射光線的百分比，該值越大則電能浪費越多)，加大真正用于路面照明的光量占光源總量的有效百分比，使路面更明亮。這樣，不僅可以減少這方面的光泛濫造成的夜天空發光，還可以節約能源。此外，還應該在時間上調節光量。

為了降低城市夜空亮度，CIE規定室外燈具的上射光通量不能大于總輸出光通量的25％。

泛光照明是美化城市的風景線，高大建筑的頂部應保證足夠的亮度，里光外透、輪廓照明等景觀照明是城市現代化的標志，景觀照明要大力發展，要凝結多學科領域的精華，我們應主動充分采用現代科技工具、測試儀器，不斷地發現、分析、甄別產生問題的真正原因，不斷地予以改進和提高，使各種晚間照明在科學上邁入更高的境界與水平。