編輯丨王多魚
排版丨水成文
從太空中俯瞰夜晚的地球,一片燈火輝煌,這一景象有力地證明了人類的存在,在這顆“黑曜石”般的星球上,人類聚居地、工業(yè)區(qū)和能源基礎(chǔ)設(shè)施的燈光愈發(fā)清晰地勾勒出這顆“黑曜石”般星球的輪廓。
夜間人造光(Artificial light at night,ALAN)將可見度延長到了白天之外,使人們能夠全天候出行、聚集和繼續(xù)日常生活。但 ALAN 遠(yuǎn)不止是一種視覺奇觀:它是人類活動的直接、可測量的信號,反映了我們?nèi)绾谓ㄔO(shè)并為我們的聚居地提供動力,我們經(jīng)濟(jì)的動態(tài)以及我們對危機(jī)和機(jī)遇的應(yīng)對。ALAN 的變化還反映了人類活動的速度和性質(zhì),表現(xiàn)為突發(fā)性事件,例如新建建筑或災(zāi)難,或由長期經(jīng)濟(jì)或人口力量驅(qū)動的漸進(jìn)趨勢。因此,了解這些變化的方向、位置和強(qiáng)度,對于評估全球變化的全部范圍及其對人類基礎(chǔ)設(shè)施和能源轉(zhuǎn)型的影響至關(guān)重要。
2026 年 4 月 8 日,康涅狄格大學(xué)朱浙團(tuán)隊在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Nature上發(fā)表了題為:Satellite imagery reveals increasing volatility in human night-time activity 的研究論文,該研究還被選為當(dāng)期封面論文。
這項研究揭示了一個驚人事實(shí):地球的夜間燈光正變得越來越不穩(wěn)定,就像人類社會的"心電圖"一樣,記錄著我們這個時代的脈搏與波動。
研究團(tuán)隊利用每天夜間衛(wèi)星圖像以及連續(xù)變化檢測方法,繪制了 2014 年至 2022 年全球高頻率夜間人造光(ALAN)動態(tài)圖。這些研究結(jié)果對普遍認(rèn)為的夜間人造光輻射強(qiáng)度變化主要是漸進(jìn)且單向的觀點(diǎn)提出了挑戰(zhàn)。實(shí)際上,地球上的夜間人造光出乎意料地具有動態(tài)性,其特點(diǎn)是頻繁且同時存在變亮和變暗的情況,而且,過去十年中,變亮和變暗的情況都顯著加劇,從而證實(shí)了人類夜間活動的波動性日益加劇。
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封面圖片展示了地球的夜間景象,該圖片由過去十年間每天拍攝的夜間衛(wèi)星圖像合成,描繪了人類夜間活動的變化動態(tài),其中金色區(qū)域表示光亮增強(qiáng),紫色區(qū)域表示光亮減弱,白色區(qū)域則同時出現(xiàn)這兩種情況。
數(shù)十年來,科學(xué)家們通過衛(wèi)星觀測地球的夜間燈光,看到了人類文明的璀璨光芒。這些影像記錄了人類城市擴(kuò)張、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源使用的軌跡。然而,傳統(tǒng)研究普遍認(rèn)為,地球上夜間燈光的變化是緩慢而單向的——世界在持續(xù)變亮,變暗只是局部例外。
在這項最新研究中,研究團(tuán)隊分析了超過 116 萬張 NASA 拍攝的地球夜間燈光圖像,覆蓋了全球主要有人居住的大陸。結(jié)果令人震驚——地球上的夜間亮光出人意料地具有動態(tài)性——
變化頻率驚人:每個發(fā)生變化的區(qū)域,在 9 年研究期內(nèi)平均經(jīng)歷了 6.6 次明顯的亮度變化;
變化面積巨大:全球累計變化面積包括 205 萬平方公里的亮度突變和 1904 萬平方公里的亮度漸變;
雙向變化共存:變亮使輻射亮度增加了 2014 年全球基準(zhǔn)的 34%,而變暗抵消了其中的 18%;
變化正在加劇:過去十年中,變亮和變暗現(xiàn)象都在顯著增強(qiáng)。
該研究還顯示,地球夜間亮光的變化不是隨機(jī)的,它們背后是人類社會的真實(shí)寫照——
亞洲的崛起與差異:中國和印度貢獻(xiàn)了最大的累計變化面積,但模式截然不同。中國東部和中部地區(qū)因城市化和工業(yè)活動持續(xù)變亮,而西部地區(qū)變化較小且分散。印度南部在整個研究期內(nèi)持續(xù)變亮,反映了較高的城市化水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,而北部地區(qū)主要在早期因農(nóng)村電氣化和路燈項目而變亮。
歐洲的“主動變暗”:歐洲呈現(xiàn)出清晰的結(jié)構(gòu)性變暗模式,相對于 2014 年基準(zhǔn),ALAN 輻射亮度凈下降了 4%。法國下降了 33%,英國 22%,荷蘭 21%。這些變化與國界高度吻合,凸顯了國家特定照明政策的影響,例如 LED 替換計劃和歐盟能效指令。
美國的復(fù)雜圖景:美國西海岸因人口增長和經(jīng)濟(jì)活力持續(xù)變亮,而東海岸和中西部部分地區(qū)因老城區(qū)去密度化、制造業(yè)衰退和節(jié)能技術(shù)采用而變暗。中部頁巖油氣產(chǎn)區(qū)則表現(xiàn)出強(qiáng)烈的雙向變化——繁榮期因鉆井活動和天然氣燃燒而急劇變亮,運(yùn)營縮減時又同樣急劇變暗。
委內(nèi)瑞拉的“被動變暗”:與歐洲不同,委內(nèi)瑞拉的變暗并非政策或技術(shù)驅(qū)動,而是系統(tǒng)性崩潰的結(jié)果,其 ALAN 輻射亮度下降了超過 26%,反映了經(jīng)濟(jì)衰退、基礎(chǔ)設(shè)施衰敗和投資不足。
此外,這些數(shù)據(jù)的高時間分辨率,讓研究團(tuán)隊能夠捕捉到短期事件的影響,包括 COVID-19、局部戰(zhàn)爭和沖突等等。
總的來說,這項研究表明,在過去十年中,地球夜間的變亮和變暗都在顯著加劇。人類夜間活動日益加劇的波動性這一證據(jù),為理解城市演變、能源轉(zhuǎn)型、政策影響以及迅速變化的夜間照明所帶來的生態(tài)后果,提供了一個重要的動態(tài)維度。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10260-w
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