把黑夜还给天文学 – 星明天文台

作者│杜恋

审核│丁乙

编辑│杜飞

星明科普 ·

　　自人类进入电气时代以来，越来越多以电为载体的照明工具（如白炽灯、LED灯）给人们的生活带来了极大便利。但与此同时，随着时代的发展，它们产生的光污染也越来越严重，这对于需要暗夜环境的天文学家来说，实在不是一件好事。

城市的灯光（图片来源于NASA）

　　二十世纪三十年代，光污染问题最早由国际天文界提出，一些天文学家认为城市室外照明使天空发亮，进而对天文观测带来负面影响。美国业余天文学家约翰·波特尔凭借其几十年的观测经验，创立了波特尔暗空分类法，并发表在2001年2月的科普期刊《天空与望远镜》杂志上。该方法依据黑暗程度、天体的可观测性、光污染对天文观测的干扰程度等因素，将夜空分成9个等级，以对夜空的整体质量进行描述。根据波特尔暗空分类法，1级地区为极致纯碎的暗夜，在此地区仅凭借肉眼就可看到视星等7.6-8.0的天体，以及清晰的银河、明显的黄道光；而光污染严重的9级地区为城市中心的夜空，在此地区，银河、黄道光均不可见，裸眼只能看到亮于4等的天体。

波特尔暗空分类等级示意图

（图片来源于中国国家地理）

　　光污染对于天文学的负面影响是灾难性的，因为天文学首先是一门基于观测的科学，而光污染使天空亮化，严重影响光学波段的天文观测。天光背景增亮不仅限制了极限星等，还会使观测图像的信噪比降低，这些都给天文观测工作设置了障碍。

　　为了让人们重新拥抱星辰大海，暗夜保护在世界各地受到越来越多的关注。发达国家对此认识较早，暗夜保护起步也相对较早。1988年，国际暗夜协会（International Dark-Sky Association, IDA）在美国成立，总部位于美国亚利桑那州图森市。该协会旨在通过优质的户外照明，保护夜间环境及黑暗天空，同时开展天文学和光污染宣传教育。

美国旗杆市暗夜社区（图片来源于IDA）

　　为呼吁治理光污染，国际暗夜协会和世界自然保护联盟（International Union for Conservation of Nature and Natural Resources, IUCN）等国际组织在世界范围内评选出了一批具有极佳暗夜条件的地区，收录在《世界暗夜保护地名录》中（完整名单见参考文献5）。2018年3月，经IUCN暗夜顾问委员会审核，西藏那曲、阿里两地正式被《世界暗夜保护地名录》收录，成为我国首批得到国际认可的暗夜保护地。截至目前，我国已有7个地区被纳入《世界暗夜保护地名录》，分别为西藏那曲暗夜星空保护区、西藏阿里暗空保护区、江苏野鹿荡暗夜星空保护区、山西洪谷暗夜星空保护区、江西葛源暗夜星空保护区、陕西照金暗夜星空保护区、台湾合欢山国际暗空公园。

美国犹他州天然桥国家暗夜公园（图片来源于IDA）

　　针对人造光源，我们可以做的是减少、改造人造光，以降低人造光污染。近年来，IDA已经采取了很多措施来进行应对，例如：减少不必要的光照、加强对照明灯具灯罩的设计应用、对照明灯具控制使用时间、使用新型环保节能LED灯代替传统LED灯等，效果十分明显。

不同类型的灯光照明对星空的影响

（图片来源于gostargazing .co .uk）

　　最近一二十年，我国在西部地区开展了一系列天文台站选址工作，一批优秀天文台址由此脱颖而出，它们是青海冷湖、西藏阿里、四川稻城、新疆慕士塔格，对于这些天文台址，我们也在探索对当地的夜空进行立法保护，以防未来遭受光污染的侵害。2022年9月28日，《冷湖天文观测环境保护条例》批准通过（条例全文见参考文献6），成为我国首部暗夜星空保护地方性法规，将于2023年1月1日（也就是明天啦）起正式实施。