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黑夜不再:光害污染破壞生態 妨礙天文發展

雪梨不夜城( 攝影:伊羅遜)
雪梨不夜城( 攝影:伊羅遜)
【記者張秉開/編譯】現在,人們熟知環境問題中的水、土壤和空氣三種汙染,其實還有其它容易被忽視的汙染,比如光害汙染。

賽丁泉山天文台的近景 (Iridia/維基百科)賽丁泉山天文台的近景 (Iridia/維基百科)

光害汙染是一種新型的環境汙染,其具有極大的危害性,包括對鳥類和昆蟲等動物造成傷害,也危害人體健康,如嚴重影響人的生理時鐘等正常生理功能,以及妨礙天文學的星空觀測。

據澳洲的《對話》(The Conversation)雜誌近日報導,二十世紀三十年代,隨著射電望遠鏡等新型望遠鏡的使用,天文學取得飛躍性發展,能在肉眼不可見的光線中觀測到各種天體等(如伽瑪射線爆炸、微波輻射等等),推動人們對天文現象的認識。但是,觀測可見光的一般光學望遠鏡仍是最主要的探索工具。

可見光觀測需要黑暗夜空背景,才能獲得準確的結果。不幸的是,工業的發達促使人們濫用照明設備,不夜城的出現似乎有消滅幽深黑暗的夜空趨勢。也就是說,技術發展帶來了光害汙染。

對夜空的威脅

夜間,各種照明設施的濫用造成光害汙染。不夜城的光線對天文學觀測造成嚴重干擾。因為天文學家觀察天體時,需要夜空的自然發光背景。天文學家有時測量的天體亮度只比自然夜間背景大1%。

而地球高層大氣中的塵埃會因為地面光照而發生閃射,造成夜空背景沒有以前的黑暗而遮蓋太空中那些光線暗淡的星體,從而錯失或遺漏觀測機會。所以,人們很容易想像,如果夜空被城鎮和工業區的光害汙染影響,會對天文學的發展產生甚麼後果。

出於這個原因,天文學家將天文台和天文觀測站的巨型望遠鏡建在遠離人口中心的地方。例如,1億澳元建設的澳洲國家天文台的基礎設施,位於遠離雪梨350公里的澳洲瓦倫本哥國家公園(Warrumbungle National Park)的賽丁泉山(Siding Spring Mountain)上,高度達海拔1165米。

即使如此,由於光線在地球大氣層的散射效應,不能保證偏遠地區有足夠黑暗的夜空背景。天文學家從賽丁泉山可以清楚地看到地平線上映照著來自雪梨不夜城的光。

賽丁泉天文台的遠景 (Ssopete/維基百科)賽丁泉天文台的遠景 (Ssopete/維基百科)

天文界不是唯一受害者

許多夜間活動的動物(主要包括鳥類和昆蟲)因為城市燈光的干擾,有時大量死亡。

《對話》說,最近美國的一項研究表明,每年因城市燈光造成迷路而死亡的鳥類數量高達十億隻。另一個例子是,新生紅海龜因為城市照明的干擾,不能沿著安全線路到達海中棲息地。

也有研究表明,人類正在遭受過分明亮的夜間環境的傷害。夜班工人受到的傷害可能尤其大。從人體的生理角度講,夜間的光亮環境會抑制睡眠誘導褪黑激素的分泌。因為夜間光線連續刺激人眼中的第三感光系統(視網膜前面的一層神經節細胞),讓這些細胞得不到休息而不能正常的發揮功能。褪黑激素和生理時鐘、免疫功能、睡眠及心理狀態等有關,甚至和人的美容及智力也有一定聯繫。

人們能繼續欣賞這樣的美麗、令人遐想的夜空嗎?照片為阿富汗的夜空(STF: DMITRY KOSTYUKOV/AFP)  人們能繼續欣賞這樣的美麗、令人遐想的夜空嗎?照片為阿富汗的夜空(STF: DMITRY KOSTYUKOV/AFP)

前景

為了應對光害汙染,二十世紀九十年代,美國天文台的科學家組織成立了國際黑暗天空協會(IDA),開展天文觀測免受光害汙染影響的活動。這不只對天文界有好處,對整個人類也有益處,可以提醒人們認識光害汙染的嚴重性。

澳洲瓦倫本哥國家公園受到法律保護,免受光害汙染的侵擾,因此附近的賽丁泉山國家天文台也受益。在大都市及工業聚集區,室外的照明系統也有所改進。如定向照明、控制亮度及顏色種類,既能節省電能等資源,又能提高照明效率。

報導說,真正的挑戰是怎樣使社會每個人都有環境保護意識,製造和使用不會造成光害汙染的照明系統。