Một nhóm nghiên cứu do nhà nghiên cứu Li Tian và Giáo sư Zuo Zhu tại Đại học Connecticut, Hoa Kỳ, dẫn đầu, công bố phân tích của họ về 1,16 triệu hình ảnh vệ tinh từ năm 2014-2022, trên tạp chí quốc tế Nature. Nghiên cứu sử dụng dữ liệu từ thiết bị VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) Day/Night Band trên các vệ tinh do NOAA và NASA vận hành.
Nghiên cứu tập trung vào các khu vực đất liền nằm giữa vĩ độ 70 độ Bắc và 60 độ Nam, chiếm hơn 70% bề mặt Trái đất. Các vệ tinh thu thập dữ liệu thường từ 1:00 sáng đến 4:00 sáng giờ địa phương, quét gần như toàn bộ Trái đất mỗi đêm. Mỗi điểm ảnh (pixel) đại diện cho một khu vực rộng khoảng 0,5 km2.
Dữ liệu hình ảnh vệ tinh hằng ngày này (thay vì hằng tháng hay hằng năm), được hiệu chỉnh theo điều kiện khí quyển, địa hình, ánh trăng, có thể phát hiện ngay cả những thay đổi nhỏ nhất. Nhóm theo dõi sự thay đổi ánh sáng mỗi ngày, cho phép xác định thời điểm, mức độ thay đổi và liệu các thay đổi - cả sáng lên và tối đi - là dần dần hay đột ngột.
Phân tích chỉ tập trung vào ánh sáng nhân tạo (tức ánh đèn), loại trừ các nguồn tự nhiên như cháy rừng và cực quang. Ánh sáng nhân tạo là nguồn tiêu thụ điện năng lớn vào ban đêm. Người ta nhận thấy, hiện tượng “sáng hóa” chủ yếu được thúc đẩy bởi quá trình đô thị hóa nhanh chóng, mở rộng cơ sở hạ tầng và điện khí hóa nông thôn.
Trong 8 năm (2014-2022), 3,51 triệu km2 diện tích trải qua các thay đổi về độ sáng. 51% trong số các thay đổi này diễn ra dần dần, 14% là đột ngột, 35% là kết hợp của cả hai. So sánh độ sáng trong 8 năm trên toàn cầu, các khu vực sáng hơn chiếm 34%, các khu vực tối đi chiếm 18%, dẫn đến mức độ sáng ròng là 16%, có nghĩa là độ sáng tăng 2% mỗi năm.
Mặc dù tổng mức độ sáng vào ban đêm trên toàn thế giới tăng ròng 16%, nhưng điều đó không có nghĩa đơn thuần là ánh sáng đang tăng đều lên ở mọi nơi. Một số nơi sáng hơn, trong khi những nơi khác lại tối đi. Sự biến động không đồng đều về độ sáng ở từng khu vực, chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố.
Năm 2022, Hoa Kỳ có tổng độ sáng cao nhất so với bất kỳ quốc gia nào khác, tiếp theo là Trung Quốc, Ấn Độ, Canada, Brazil. Hoa Kỳ ghi nhận mức tăng ròng về lượng ánh sáng là 6% trong suốt thời gian nghiên cứu. Trung Quốc và Ấn Độ cũng trở nên sáng hơn đáng kể trong giai đoạn này do sự mở rộng đô thị.
Sự gia tăng độ sáng đáng kể nhất diễn ra ở các khu vực mới nổi, đặc biệt là ở khu vực châu Phi cận Sahara và Đông Nam Á. Dẫn đầu là Somalia, Burundi và Campuchia, tiếp theo là một số quốc gia châu Phi khác như Ghana, Guinea và Rwanda. Điều này có thể là kết quả của việc tiếp cận sử dụng điện rộng rãi, mạnh mẽ hơn.
Trong khi đó, việc giảm độ sáng có hai nguyên nhân rất khác nhau. Việc giảm độ sáng đột ngột thường do thiên tai, sự cố lưới điện và các xung đột vũ trang. Việc giảm độ sáng dần dần thường là có chủ đích, do quá trình chuyển đổi sang đèn LED tiết kiệm năng lượng, tiến bộ về công nghệ và nỗ lực giảm ô nhiễm ánh sáng.
Việc giảm độ sáng có chủ đích, chủ yếu ở châu Âu do tiết kiệm điện, các chính sách nhằm giảm ô nhiễm ánh sáng và các quy định nghiêm ngặt hơn về hiệu quả năng lượng. Châu Âu giảm ròng 4% về độ sáng ban đêm trong thời gian nghiên cứu. Trong đó, độ sáng ở Pháp giảm 33%, ở Anh giảm 22%, ở Hà Lan giảm 21%. Tại Đức, độ sáng nhìn chung gần như không thay đổi nhiều.
Việc giảm độ sáng đột ngột xảy ra ở một số quốc gia như Lebanon, Ukraine, Yemen, Afghanistan, nơi ánh sáng giảm đáng kể do xung đột vũ trang và sự sụp đổ cơ sở hạ tầng. Tình trạng giảm độ sáng cũng được ghi nhận ở Haiti, Venezuela, nơi việc giảm độ sáng có liên quan đến khủng hoảng kinh tế kéo dài và nguồn cung cấp năng lượng không ổn định.
Theo nhóm nghiên cứu, nghiên cứu này cung cấp các hiểu biết quan trọng về sự phát triển đô thị, quá trình chuyển đổi năng lượng, hiệu quả chính sách và tác động sinh thái của việc thay đổi hệ thống chiếu sáng vào ban đêm. Ở các khu vực có ánh sáng tăng lên, các nhà khoa học nhận thấy lượng khí thải toàn cầu tăng, ngược lại lượng khí thải giảm ở các khu vực tối đi.
