夜晚的天空为什么这样红.doc

夜晚的天空为什么这样红？nonmarking 2012-09-17 10:11:02夜晚的天空为什么这样红？不是因为它爱得深沉，而是光污染惹的祸。研究发现，在人类户外照明的影响下，红色正在取代黑色，成为夜空的新色调。越来越明亮的夜空扰乱了人类及其他动物的昼夜节律，更重要的是，我们有可能再也看不到美丽的星空了！（图片：）“绯红的夜空” 过去常常使人联想起颜色明丽的晚霞，那是地平线上沐浴在温暖落日下的美丽天空。俗语 “晚霞行千里” 指的就是，天边出现晚霞预示着第二天是晴朗的好天。但是，近几十年来，这一概念却被赋予了新的意义。随着户外照明的影响在人类生活中日益凸显，夜空也渐渐由黑转红。德国的柏林自由大学（Freie Universitt）和莱布尼兹淡水生态学与内陆渔业研究所（Leibniz Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries）的一组科学家，在克里斯托弗凯巴（Christopher Kyba）的领导下，跟踪研究云层对光污染的影响时，发现夜空的颜色正在发生变化。这一研究成果最近被发表在英国皇家天文学会月刊（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上，题为红色成了新的黑色（Red is the New Black）。不久之前，夜空还是相当的黑，那时只有月亮作为唯一的光源，我们也能看到数以千计的星星，更能看到宽广耀眼的银河横亘夜空。随着人类开始使用户外照明，夜晚也变得更加明亮。大名鼎鼎的本杰明富兰克林也曾参与到美国早期的路灯推广和改进工作中，虽然那时的路灯只是把一个装有蜡烛的玻璃盒放到高高的杆子上去。这些早期的路灯从 1816 年开始，逐渐被煤气灯取代。1879 年，电灯泡首次被安装在克利夫兰的路灯上，一直到世纪之交都是户外照明的主要形式。后来，电力变得更实惠，街灯的数量得以大幅增加，“黑夜” 也成了城市生活中不复存在的事物。美国犹他州天然桥国家纪念区的欧瓦巧莫桥下（Owachomo Bridge，Utahs Natural Bridges National Monument），仰望头顶的星光。（摄影：Jim Richardson）这些灯光不仅照亮了街道，大量的灯光还被散射到大气之中， 这种 “天空辉光” 在繁华的都市区极为常见。有些发光装置能比其他产生出更多的辉光。在顶部开口的路灯、非聚光灯和面朝上方的灯，比如装在广告牌下面的那种，都大大地增加了天空辉光。射向上空的光线越多，被大气层散射回地面的也就越多。凯巴的团队试图观测云层会对天空辉光产生怎样的影响。在夜空受自然光支配的地方，云层通常使得那里的天空变得更暗，这一点与在白天时一样。但是，研究者们在城市里发现了相反的情况：云层将更多的人工光反射回地面，而这放大了天空辉光的影响。他们还发现天空辉光不仅影响夜空的亮度，还在改变天空的颜色。众所周知，阳光中的短波长蓝色光能比长波红色光得到大气层更多的散射，这使得天空呈现出蓝色。相似的，研究者们发现短波长的人工光在晴朗的夜晚最容易被散射。但若有云层的覆盖，在晴朗天气下一般会散射到外太空中的长波红光，会被反射回地面。结果是，城市里多云的夜晚笼罩着一层微红的光辉，其影响是相当可观的。研究者们在柏林进行了为期数月的观测，每天晚上都会观测好几个小时。他们发现，在多云的夜晚，天空辉光中的蓝光，亮度比在晴朗夜晚高出 7 倍，而红光的亮度则高出 17 倍。在肉眼可见的范围内，这意味着受人工光线的影响，多云夜晚的亮度比自然情况下高出了数千倍！美国芝加哥，城市的夜晚在云层下闪亮如白昼。（摄影：Jim Richardson）这对大自然产生了重要的影响。包括人类在内的所有动物都有其昼夜节律循环往复的生物钟决定着我们何时醒来，何时又该睡去。不遵守这一节律就会出现时差反应（表现为工作效率低、不易入睡、睡中容易惊醒、思路不清等）。更加明亮的夜空扰乱了其他动物的昼夜节律，也影响了自然界捕食与被捕食的关系。（当然，相比于城市中交通拥堵和自然栖息地减少等现象，夜空转红的影响也许微乎其微。）凯巴的团队表示，即将到来的技术变革用不了多久就会改变夜空的模样。现今的世界潮流倾向于将气体放电灯替换为发光二极管，也即 LED 灯。 LED 灯更便宜、寿命更长、可以快速开关，这些特性都使得它成为一种理想的使用触发器的节能光源，而且它还可以用来照亮特定区域。不过，LED 灯的不足之处是它会释放出更多波长较短的光，而这会使晴朗的夜空变得更亮。人体的昼夜节律对波长短的光尤其敏感，所以 LED 灯会对我们产生更大的影响。明亮的夜晚还带来了一个更抽象的问题： 美丽的星空正在从我们眼前消失！曾经闪耀在古人头顶的璀璨繁星，现在已经看不到多少了。稀稀拉拉地挂着几颗星的淡红色夜空，远远没有布满繁星的黑夜引人入胜。住在城里的绝大多数人都还能看到月亮和少数的星星，如果足够幸运而且知道该往哪看的话，还有可能瞥见金星、火星和木星；但是，对于非常了解天空的天文爱好者来说，天空辉光必然是心头一大烦事。美国洛杉矶威尔逊山天文台（Mount Wilson Observatory）， 业余天文学家戴夫尤拉瑟维奇（Dave Jurasevich）正在工作。即便城市的灯光明亮，这里仍旧是最好的天文观测站点之一。（摄影：Jim Richardson）这一切问题的解决办法就是保持自然的 “生理节奏”、减少天空辉光，还我们一个自然的夜空。说白了，就是改变城市照明的方式。面朝下的灯光就能带来巨大地变化，凯巴的团队还推荐使用尽可能不含短波长蓝光的 “暖白光” 来照明。可惜现状在未来不太可能会发生大的变化，人们通常都喜欢灯火通明的夜晚，尽管这意