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2023年美赛E题:光污染

2023 年 ICM E 题:光污染,英文原名为 Light Pollution。本题要求建立可广泛应用的光污染风险度量方法,在不同类型地点使用它,再比较干预策略并制作面向当地的宣传材料。

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背景与评价范围

光污染指人工光的过度或不当使用,包括光线进入非预期区域的“光侵扰”、照度超过活动需要的“过度照明”,以及灯光过度集中形成的“灯光杂乱”。城市日落后的天空辉光是常见现象,偏远地区也可能受到影响。

题面关注人工光对人类和其他生物的共同影响:植物成熟时间可能改变,野生动物迁徙可能受扰;过量人工光可能干扰昼夜节律、睡眠和身心健康;眩光会降低看清物体的能力,可能增加交通事故风险。昼夜节律在题目中指人和其他生物的自然 24 小时睡眠—觉醒周期。

照明也有正面作用。题目以低照明社区可能出现治安问题为例,提醒研究不能只评价减少灯光的好处。发展水平、人口、生物多样性、地理与气候都可能影响当地的风险及干预效果,需要结合具体地点判断。

需要完成的工作

1. 建立风险度量方法

提出一个具有广泛适用性的度量方法,用于识别一个地点的光污染风险水平。研究范围须兼顾人类与非人类对象,而不只测量灯光亮度或城市夜空外观。

2. 在四类地点应用并解释结果

为下列四种类型各选择地点,应用该度量并解释结果:

  • 受保护土地:因生态、文化或自然重要性,由政府或私人主体保护、限制开发的区域。
  • 乡村社区:位于国家或地区人口密度较低部分,且从城市不易到达的社区。
  • 郊区社区:人口密度适中,或从城市较易到达的社区。
  • 城市社区:位于国家或地区人口最密集部分的社区。

原题没有指定具体地点或统一的人口密度数值边界。

3. 提出三种干预策略

描述三种可能减轻光污染的策略,说明每种策略落实时需要采取的具体行动,以及这些行动通常会怎样影响光污染造成的后果。策略可以是政策、实际行动,或二者的组合。

4. 选择两地比较策略

从已经研究的地点中选两个,使用同一风险度量,判断三种策略中的哪一种对每个地点最有效,并讨论选定策略如何改变当地风险水平。两个地点不必得到相同结论。

5. 为一地制作宣传单

针对上述已确定的某一个地点及其最有效的干预策略,制作一页宣传单,向当地推广这项策略。它应与前面的地点分析和策略选择相对应。

提交成果

提交总计不超过 25 页的 PDF,包含一页摘要、目录、完整研究报告、一页宣传单和参考文献。摘要、目录、正文、宣传单、文献及任何附录都计入 25 页;报告中使用的思想、图片和其他材料均须注明来源。

原题与来源