「每一個文明發達的國家都需要在其土地上建設一個繁榮的天文臺，來培養學生，向當地人開展公眾宣傳，並作為一種智力資源，激勵人們同宇宙建立精神和情感上的聯繫。」 —— John Hearnshaw
在綠會承辦的「公眾科學素質與生態文明建設」專題論壇中，一場圍繞「暗夜保護與生態文明」的分論壇已經成功在線舉辦。在幾位做了主旨分享的重磅國際專家中，一位世界天文學界和暗夜保護界耳熟能詳的人士也帶來了一場引人入勝的演講，他就是紐西蘭天文學家、坎特伯雷大學天文學榮譽教授John Hearnshaw。
Hearnshaw教授是國際天文聯合會（IAU）成員、紐西蘭皇家學會和紐西蘭皇家天文學會成員。他在1976年至2008年擔任坎特伯雷大學約翰山天文臺的臺長。2012年，他參與建立了奧瑞奇·麥肯齊（Aoraki Mackenzie）國際暗夜保護區，現在擔任該保護區委員會主席。2020年，Hearnshaw教授獲得了國際暗夜協會（IDA）授予個人的最高獎項Crawford-Hunter終身成就獎，以表彰他對減少光汙染所做的貢獻。小行星5207 Hearnshaw即以他的名字命名。
Hearnshaw教授長期關注並和綠會星空工作委員會保持溝通。他曾在2012年與綠會星空工作委員會創始人王曉曄先生暢敘，提供了不少寶貴的建議，推動了暗夜保護和減少光汙染事業的發展。2019年春，Hearnshaw教授親臨北京，到訪了綠會辦公室，並在國家天文臺舉辦了一場關於暗夜保護和光汙染的講座，同時獲邀擔任綠會星空工作委員會顧問。
綠會國際部專門將Hearnshaw教授在此次「暗夜保護與生態文明」分論壇的遠程主旨分享整理為中文，在這裡以饗讀者。
大家好。我是John Hearnshaw。我來自紐西蘭克賴斯特徹奇的坎特伯雷大學。以下是我在這次北京2020年世界公眾科學素質促進大會的關於暗夜保護和生態文明的演講。
我演講的題目是《紐西蘭成為暗夜星空國度的進程》。目前，人類面臨四大環境挑戰，這將夠成對地球和文明的即時存在的威脅。首先是溫室氣體和全球變暖，其次是海洋中的塑料，包括微塑料。第三，最大的城市存在著空氣汙染，尤其是汽車尾氣、工業煙塵和灰塵顆粒。對環境的第四個巨大威脅來自於光汙染。其來自於ALAN，意思是夜間人造光。
了解光汙染問題的人並不多，但它無疑是對人類健康和環境最危險的。作為大多數人，並沒有意識到這一問題，即使是那些現在正受到光汙染嚴重影響的人。許多國家，特別是發達國家的人，現在正遭受著光汙染的嚴重影響，甚至死於光汙染。
首先，一點歷史知識。（美國）亞利桑那州是世界上第一個頒布了照明條例的地方，其目的是試圖減少ALAN對夜空亮度的影響以保護天文臺。1958年的弗拉格斯塔夫（Flagstaff）和1972年的圖森通過了這樣的照明法令。國際天文聯合會（IAU）有一個50委員會（Commission 50）控制光汙染工作組。該委員會由Francis Graham Smith發布了一份關於保護現有和潛在的天文臺地點，並建議減少光汙染的報告。
另一份報告由IAU和國際照明委員會在1980年發布《最小化天文臺附近城市天空光暈的指南》，其作者包括IAU的Francis Graham Smith與Roger Cayrel及其他人。該報告闡釋了天文臺是如何受到城市上空光線影響的。一些光被空氣分子散射，光線沿著望遠鏡的視場傳播，朝著外太空望去，即使城市被附近的山丘遮擋，天空也會變得更明亮，天文研究也會受到不利影響。
這裡還有一些歷史。1981年，紐西蘭麥肯齊區議會在約翰山天文臺通過了照明法令。這是南半球的首個照明法令。而幾年後的1987年，國際暗夜協會（IDA）的創始人Dave Crawford和Tim Hunter，Dave Crawford當時是基特峰國家天文臺（Kitt Peak National Observatory）的職業天文學家，Tim Hunter則是圖森的一位業餘天文學家。2009年，加那利群島的天體物理研究所成立了另一個名為星光基金會（Starlight Foundation）的組織。該機構也是致力於暗夜星空保護，並與聯合國教科文組織（UNESCO）和聯合國世界旅遊組織有聯繫。2009年，星光基金會發布了《星光宣言》，宣布每個人都有權在不受到光汙染的情況下觀賞暗夜星空。
與光汙染的抗爭是由天文學家在二十世紀70年代發起的，這樣他們就能更好地開展研究。但是在過去二十年裡，關注的重點發生了變化。不僅天文學家在和光汙染做鬥爭，並且還開始提倡暗夜星空的天文旅遊，以保護環境，促進人類健康，並通過使用更少且更有效的光線來節省開支。因為如果光線射到空中，那會浪費電力，因此會浪費金錢。
2012年，我們在紐西蘭南島的中心建立了奧瑞奇·麥肯齊（Aoraki Mackenzie）國際暗夜保護區。它的建立獲得了國際暗夜協會的認可。早在保護區建立之前，2004年，天文旅遊就在一個名叫特卡波（Tekapo）的小鎮的麥肯齊區開始了。現在，天文旅遊在麥肯齊區已經發展壯大，遊客們前往約翰山天文臺欣賞美麗的暗夜星空。這確保了紐西蘭在暗夜保護和促進天文旅遊的國際努力中走在前列。
奧瑞奇·麥肯齊國際暗夜保護區覆蓋了一個面積為4367平方公裡的高原盆地。它包括奧瑞奇/庫克山，北部的國家公園，以及國家公園南部的大片區域，根據照明法令，都適用。那裡有兩個大湖泊和山望臺。每年都有大批遊客來到麥肯齊地區，欣賞美麗的夜空。如果我們估計有10%的遊客是來看夜空的，那就意味著每年大約有15萬遊客，至少到2019年年底，也就是現在的大流行開始的時候。這對麥肯齊地區具有巨大的經濟效益，因為當2012年這個國際暗夜保護區成立時，那裡的遊客消費額從當時的約1.2億紐西蘭元迅速增至2019年底的約3.6億紐西蘭元。換句話說，接近了每天一百萬紐西蘭元。當然，隨著2020年COVID-19大流行，遊客基本上消失了，今年的數字要少得多。
紐西蘭現在被國際暗夜協會認可的有暗夜星空的地方有四個：奧瑞奇·麥肯齊是第一個；第二個是Aotea/大巴裡爾島（Great Barrier Island）暗夜保護區，在2017年被認證；第三個斯圖爾特島（Stewart Island），是紐西蘭第三大島，位於南島南方大約30公裡，是觀察南極光的好地點，在2017年被認證；第四個是紐西蘭的首個暗夜公園——尼爾森附近的懷伊提保護區（Wai-iti Reserve near Nelson）在2020年被國際暗夜協會認證。今年，在2020年，紐西蘭還有很多其他社區，至少有15個，計劃在不同的發展階段，它們即將成為暗夜星空保護區，也許會在明年向國際暗夜協會提申請。並且還有一些地方可能永遠不會獲得國際暗夜協會的認可，但是至少這些地方對良好的照明感興趣。並且克賴斯特徹奇市中心的一塊區域也可能成為一個照明改善的地方。紐西蘭已經表示，或許有一天它將成為一個暗夜星空國度。
什麼是暗夜星空國度？事實上，從沒有一個明確的定義。國際暗夜協會曾用這個詞形容亞利桑那州的一個土著印第安人保護區，那裡的土著美洲人擁有一片暗夜之地。
在南太平洋有一個叫做紐埃（Niue）的島嶼，在2020年成為了國際暗夜協會認可的暗夜星空保護區。這個太平洋上的紐埃島是世界上第一個成為國際暗夜星空保護區的國家。它已獲得IDA正式認證，成為了一個國際暗夜保護區和社區，從而覆蓋了整個國家的暗夜星空保護，被承認是一個「暗夜星空國度」。（編註：紐埃島是一個暗夜保護區，與世隔絕，但是很容易到達，每周有兩次從紐西蘭奧克蘭起飛的航班與世界其他地方相連。）
關於什麼是暗夜星空國度的答案，我們可以來定義它是什麼。也許並不一定要意味著整個紐西蘭的夜空都要受到保護。但如果我們能在紐西蘭看到十幾個暗夜星空保護區，或許我們可以宣布這是一種效應，我們是一個暗夜星空國度。
夜間人造光（ALAN）對環境產生危害。這方面有很多例子。例如，人造光有時可以增強或減弱動物的視覺，改變動物的覓食、導航和繁殖行為。棲息地會變得不適宜居住，天文導航會影響許多候鳥的遷徙，因為它們看不到星星。天空太亮了。一些動物遭受這種定位的困擾，導致它們向錯誤的方向移動，比如小海龜，試圖找到海洋。植物也會受到影響。樹木的葉子會壞死。換句話說，葉子死了。因為它們仍然很在乎氣孔，這些氣孔釋放氧氣，吸收平靜的二氧化碳。通常，它們白天開放，晚上關閉，但由於光汙染，它們可以整夜開放。樹木還失去了一年中的季節感，葉片脫落和出芽的時間延遲，發生在了錯誤的季節。結果表明，許多物種都被夜間人造光逼到了滅絕的邊緣。
對鳥類的影響尤其嚴重。黃昏時，一隻鳥可以飛向光亮的區域，在森林中穿行。樹與樹之間的間隙，但在那些有大型樓房的城市裡，建築上的窗戶在晚上會亮起來，鳥兒經常飛到窗戶上。每年在北美這麼死掉的鳥估計有一億隻。而且，吃昆蟲的鳥類通常被昆蟲吸引，但在射向天空的探照燈下，不僅昆蟲被捕捉，鳥兒們自己也經常相互碰撞。它們迷茫、導航失敗、疲憊，無法到達想要飛到的地方，這就是後果。如果建築物實行（燈光）宵禁，在夜間熄燈，那麼情況會好得多。
光汙染對（人類）健康也有嚴重的影響，而暗夜對健康也有諸多好處。一些問題，如我們的肥胖、糖尿病、抑鬱、缺乏晝夜節律、眼睛的損傷，甚至癌症都可能會由光汙染引起，還有心臟病和睡眠問題。
有就是暗夜星空帶來的經濟效益，和夜間人造光產生的能源浪費。據估計，街道上的路燈發出的光有35%被浪費在了空中。這方面，在北美每年要花費30億美元，在全世界範圍內，這個數字會更高，可能達到300億美元。如果我們能有隻直接向下照亮而不發散亮光的燈，巨大的經濟節省將是可能的。近年來，許多城市已經從高壓鈉燈轉為了使用被稱作LED的發光二極體。第一批LED燈是非常豐富的藍光，尤其是450納米波長的。這些LED的色溫約為4000K。
我想談談我們是如何測量夜空亮度的。夜空亮度(NSB)是衡量夜空質量的一個直接指標。理想情況下，夜空應該完全不受人工照明的汙染，並且亮度最小。夜空亮度應在明、暗、黑視素波段進行測量。光(可視)波段以555納米(黃色)為中心。暗(適應暗)帶中心在505 納米(綠色)與適應暗的觀星者相關。黑視素(ipRGC)條帶中心位於475 納米(藍色)，用於評估夜間人造光（ALAN）對人體健康和激素幹擾的影響。目前，幾乎所有的夜空測量都是明光的，即使明光視覺只在白天使用。需要指出的是，許多照明製造商指定他們的光源的S/P比率。
最後，我想提及一些即將出版的有關光汙染、減輕汙染以及暗夜的出版物。在今年，我幫助撰寫了四部/份主要的書或報告。這些將對有關暗夜星空的文獻構成重要貢獻。首先是今年10月，由聯合國外層空間事務廳(UNOOSA)和西班牙，以及國際天文聯合會（IAU）組織了一場以「之於科學和社會的暗夜與寧靜天空」為主題的網絡研討會，其取代了最初定於10月舉行的線下會議，該會議已推遲至2021年，由位於西班牙加那利群島的加那利天體物理研究所 (IAC)主辦。本次線上會議將產生一份文件，描述政府和私營企業可以採取哪些措施來減輕技術實施對天文學的負面影響（例如城市照明、無線電廣播和衛星星座的部署），而不會降低其向公民提供的服務有效性。最後的成果文件將提交和平利用外層空間政府間委員會(COPUOS)審議，以作為進一步分析這一局勢的參考。成果報告由很多人撰寫，主要包括Connie Walker和Piero Benvenuti，我也有所貢獻。它預計很快，明年初或今年底出爐。
其次，明年春天將出版一部名為《外太空風險管理》(Risk Management in Outer Space)的書，重點是有關空間法。（編註：空間法是有關於規範人類在太空活動的系列國際法的統稱。）我撰寫了其中關於光汙染作為天文學研究的風險以及如何管理光汙染的那一章，大約有40頁。
再有就是世界自然保護聯盟（IUCN）有一個暗夜顧問委員會（DSAG）。我是它的成員。我與DSAG的主席David Welch合寫了一份報告《夜晚的世界:為遺產保護和夜空欣賞保留自然黑暗。自然和城市地區自然保護的最佳實踐和指南》。它強調自然保護。目前正在進行同行評審。這份148頁的報告將在明年出版。
最後，我撰寫了一部書《紐西蘭暗夜星空手冊》，即將完成並於明年5月出版。 大概有150至200頁。它強調的是有關紐西蘭是一個暗夜星空國度、良好的照明習慣、人類健康的問題、內分泌學、環境問題、照明與安全、天文與觀星。
文/牛靜美 審/綠宣
（以上根據影音片段整理，未經演講者本人確認。）
（上圖均來源於線上會議截屏）
【參考來源：】
天文學家「驚訝」獲得國際終身成就獎
專家稱，紐西蘭可能成為全球暗夜星空的大使
IUCN暗夜顧問委員會網站
IDA：光汙染對野生動植物和生態系統的影響