誰偷走了我們的星星? 光污染改變了地球夜空

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曾經,在天朗氣清的日子,在遠離鬧市的地區,置身漆黑的環境,抬頭就會被漫天繁星驚呆。由恆河沙數的大小星體交織而成的銀河,宛若懾人的神秘魔法,讓人佇足凝望良久。遙望浩瀚宇宙,這瑰麗畫面一生也揮之不去。今天,生活在香港這個有如不夜天的城市,即使專注地望向天空,也不會看到多少星星,璀璨夜空漸漸由「擁有」變成「被遺忘」。去年,美國太空公司SpaceX的「星鏈」(Starlink)人造衛星計劃造成太空光污染,保育星空的議題再次進入大眾視野。

星鏈計劃是希望透過上萬枚人造衛星近距離發射無線電波,為全球提供網絡服務。該計劃於去年發放302枚人造衛星上太空,衛星雖然只有鞋盒般大,但由於軌道接近地球,加上載有的太陽能板反射陽光的緣故,意外令它比預期光亮許多。

這個來自太空的光污染事件引起外界關注,尤其是天文學界,而且整個計劃預計將有可能發射多達四萬枚衛星;屆時,圍繞地球的人造衛星總數,將會是目前的八倍以上。國際天文學界擔心計劃會形成星空災難,或徹底改變地球上看到的夜空景象。

未來的地球上空將充斥着數萬枚人造衛星?(Getty Images)

香港大學物理系首席講師潘振聲博士專門研究天文學及光污染,SpaceX的計劃讓他感到有些意外。他解釋:「首先在於它的規模,預計至少有數以萬計的衛星被送上太空;其次是衛星的光度連肉眼都看得到,這是起初沒有想到的。」他直言,不敢想像日後高達數萬顆衛星的景況。

「情況理想的話,我們單憑肉眼可以看到上千顆星。日後,我們可能看到天上有多達三萬顆『星』,但絕大部份其實只是人造衛星。因此,這個議題好像瞬間燃燒了起來。」潘振聲說,受影響的不單是天文學者,普羅的天文愛好者也會遭到波及。

幸而關注團體一直跟SpaceX方面商討問題,並獲對方積極回應,表示願意改良以減低光度。今年1月於夏威夷舉行的美國天文學會年會中,該公司也有派代表參與。

對天文愛好者而言,衛星會干擾他們拍攝星空,甚至用肉眼去觀賞夜空和觀測特定星體。國際黑暗天空協會(International Dark-Sky Association,簡稱IDA)香港區代表兼天文導師薛俊朗表示:「由於計劃的衛星數目眾多、牽涉範圍較大,視野甚至超過國際太空站的影響。」而且可能干擾到小行星的觀測,夜空輝光還會影響到天文攝影和地面天文台研究。

科學界擔心其他私人公司也會有如SpaceX的大型人造衛星計劃。(Getty Images)

此外,對於天文專業的影響龐大,包括眾多觀測研究,如暗物質、暗能量或受黑洞影響而出現的微小變化。在太陽剛上升和剛下山的時間,特別適合觀測彗星等星體,由於衛星和彗星都要在陽光照射時才會被觀測得到,兩者便易於混淆。

潘振聲強調:「現在講的還只是SpaceX一間私人公司的互聯網項目計劃,假若其他公司也去做的話,情況更加不敢想像。」他認為,天文學作為人類文明遺產,對宇宙科學一環勢必構成嚴重影響。

漆黑的夜空成為奢侈的事

SpaceX的計劃固然令天文學家及觀星發燒友憂慮,不過,璀璨的夜空其實早就深受「光污染」威脅。十一年前,美國史密斯學院(Smith College)天文學教授James Lowenthal在位於麻省的大學校園天台可以觀看銀河系,今天他必須帶學生到30公里外的郊區,才能看到接近黑暗的天空。

這種情況正在世界各地發生,觀看漆黑夜空成為了奢侈的事,在香港甚至幾乎難以找到合適地點,因為即使到郊野公園仰望天空,也受到附近的強光污染。

根據《科學進展》(Science Advances)於2016年的一項研究,全球超過八成人口生活在輕度光污染的天空下,其中歐美地區更高達99%;全球三分之一人未能以肉眼看到銀河,當中以新加坡、科威特、卡塔爾和阿聯酋最為嚴重,而新加坡居民的眼睛已經不能完全適應夜視。在2012年到2016年間,全球人造照明的年增長率為2.2%,隨着城市化的不斷發展,預料增長會持續上升。

新加坡是全球光污染最嚴重的地區之一。(Getty Images)

上述的報告沒有提及香港,並非因為本地的光污染問題不嚴重。潘振聲表示,曾向負責該項研究的德國學者了解,得知因為研究以國家為單位,未有獨立計算香港的數據。他認為若把香港分開處理的話,必然是光污染最嚴重的地區之一。

為何光污染會令人無法適應夜視呢?薛俊朗解釋:「人類在晚間瞳孔自然會放大,因光線不足,需要更多光線進入以看清事物。但城市人因光害產生的眩光,導致眼球退化,失去這種調節本能,長遠令眼睛不再適應夜視。」

近年的科學研究也指出,光污染不僅影響人類的睡眠質素,還會破壞生態平衡。過去十年,生態學家的研究發現,在人工燈光照射的環境中,鳴鳥(songbirds)會提高產卵率、小袋鼠(wallabies)會延遲生育、三文魚會改變遷徙方向、魚類會延遲產卵、楓樹在秋天後期仍未落葉等。

生態學家發現光污染會影響鳴鳥在內的物種的固有生態。(Getty Images)

現時,科學家將焦點放在褪黑激素,光污染有機會破壞人體的24小時睡眠覺醒周期。哈佛大學的研究顯示,光污染與抑鬱症、心臟病、糖尿病、肥胖和乳腺癌等有關。

早於十九世紀,天文學家就開始警告天文現象變得愈來愈難以觀測,但相比空氣污染、水質污染、噪音污染等其他環境污染,光污染似乎較易被人忽略。在香港,一般人可能連失去星星的夜空或沒有夜空,也不以為然。

光除了是所有生命的基礎,也是信息的來源,示意生物體何時休息睡覺、外出狩獵、躲藏遷徙方向、新陳代謝,以至繁殖。自從人工燈光面世以來,光污染造成了一些不為人知的破壞和影響。

正如德國萊布尼茨學會(Leibniz Association)的研究員Franz Hölker所說:「人類傾向於不相信光也會產生負面影響。」

光同樣有機會干擾人類的睡眠周期。(Getty Images)

從事多年光污染研究與相關公眾教育的潘振聲指出,過去的經驗告訴他,並非所有人都對光污染無感,很多人曾向他反映香港的光污染問題嚴重,縱使並非即時性的影響。他表示:「現在連火星、木星等最基本的星體也就快看不見,這其實對很多人來說是心底裏的一根刺。」

「不少人都記得,在昔日香港地,這些景象也能見得到,而且會質疑為何現在我們擁有更佳的技術去控制和使用燈光,卻好像什麼都做不到。」潘振聲指出,現在能做出更好的燈光設計、遮光設施,讓光線能控制在適當的範圍,還有其他更多的研究,如什麼光線對人的眼睛影響較小,「若有方法減少光污染,應該盡量去做。」

夜空在人類的歷史文明之中扮演着一個重要的角色。(Getty Images)

夜空曾是人類文明一部份

光污染問題對於香港人來說並不難理解,不過,「保育星空」的概念卻是相對陌生。潘振聲說:「香港有地積比率、樓宇高度限制,背後許多的空間理念都是一些限制措施,但在燈光方面卻還沒有。是否這方面遭到破壞,我們才去想保育的重要性呢?」他認為,我們可以透過更聰明的用燈方法,減少光污染,從而保育星空。

正如SpaceX事件,我們才驚覺原來在這方面如此缺乏相關的保護,沒有任何組織出來保護夜空。潘振聲表示:「衛星可以讓私人公司的客戶享受到他們的服務,但結果是全人類共同來承擔。」

薛俊朗認為天文觀測強調「天時、地利、人和」,不單止有光污染的影響因素。(受訪者提供)

他強調,保育天空是對全人類都有密切關連:「夜空連繫着我們的文化及傳說、神話等傳統,屬於人類文明的一部份。這已經慢慢遭到蠶食,當我們連銀河都不知道是什麼的時候,不得不說,這是十分可惜的。」

香港只能與夜空繁星絕緣?

最後,香港這樣一座繁華的國際城市,社會上對光的需求龐大。馬路和行人路均時刻需要被照亮;忙碌經營的店舖、招牌光管等也得恆常亮起;住宅、屋苑以至公園休憩處同樣不缺燈光,部份甚至只作裝飾用途。

生活在不夜天的城市如香港,光污染問題嚴重,難以 看到夜空的漫天繁星。(資料圖片/梁鵬威攝)

潘振聲認為生活在香港這樣的大都市,並不必然與夜空絕緣。他指出德國等國家,利用更有效率的方法去照亮國民和使用燈光,如在無人經過時關燈、改用LED電燈、控制光的照射範圍等,讓人有充足燈光生活,同時亦減少破壞夜空。「夜空的環境固然和城市的發展、人口密度、GDP等有關,但不必然是正向的關係。」

真正阻隔我們和夜空,其實並不是一道難以踰越的高牆,光污染的問題,說穿了就是你我他的一念之間。正如國際暗空協會公共政策主管John Barentine表示:「我認為從環境的角度來說,人類迄今大大低估了人造光的重要性。這個問題的特殊之處在於,有別於其他形式的環境污染,它非常容易處理和解決。」

上文節錄自第203期《香港01》周報(2020年3月2日)《全球八成人受光污染影響 誰偷走了我們的星星?》。

更多周報文章︰【01周報專頁】

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