Metsatule suitsu ja päevavalguse spekter: kuidas värske vs. Vananenud suits muudab aja jooksul valgust (ja kuidas seda kompenseerida)

Metsatule suitsu ja päevavalguse spekter: kuidas värske ja vananenud suits aja jooksul valgust muudab (ja kuidas seda kompenseerida)

Päeval, kui on metsatulekahju, lähed õue. See on oranž taevas. Isegi keskpäeval paistab valgus olevat päikeseloojang. See on koht, kus enamik inimesi peatub. Kuid see oranž tuli on kallis, kui kasutate päikesepaneele, pildistate elamiseks või kasvatate taimi siseruumides.

Suitsu muutmine päevavalguses ei ole ainus probleem. Probleem on selles, et päevavalgust muudab pidevalt suits. Värske suitsu mõju erineb päeva-vana suitsu mõjust. Lisaks ei käsitleta seda enamikus paberites.

Selle juhendiga saavutatakse kolm asja:

demonstreerib tegelike arvude abil värske suitsu mõju valgusspektrile.

selgitab, miks suitsu neeldunud sinise valguse hulk aja jooksul muutub.

annab teile samm-sammulise--sammulise valgustusplaani, et saaksite selle tasa teha

Alustame sellest, mida te tegelikult näete.

1. Esiteks, kuidas mõjutab päevavalgust uus metsatulekahju suitsu?

1.1 Otsene mõju: oranž/punane tuli jääb põlema, sinine tuli on blokeeritud

Päikesevalguses on tasakaalustatud segu kõigist nähtavatest lainepikkustest keskpäeval selge taeva all. See tasakaal nihkub drastiliselt oranži ja punase poole, kui on palju suitsu.
Miks? Kuna lühikesed lainepikkused (sinine ja violetne) hajuvad ja neelavad suitsuosakesi palju sagedamini kui pikad lainepikkused (oranž ja punane). Sinise valguse eemaldamine muudab taeva oranžiks, mitte sellepärast, et suits on oranž.

Tundub nagu hiline pärastlõuna, kui astud udusel päeval õue. Värvid on vaoshoitud. Valgetel on merevaigukollane välimus. See on otsene tulemus.

1.2 Tegelikud andmed: värske suitsuspektromeetri mõõtmised (3440K, SPD nihe)

Paneme sellele mõned arvud.
Portlandis Oregonis 2020. aasta septembris puhkenud metsatulekahjude ajal kasutati keskpäeval päevavalguse tuvastamiseks kaasaskantavat spektromeetrit. Tüüpiline keskpäevane temperatuur on vahemikus 5500 kuni 6500 K. See langes 3440K-ni, kui oli palju suitsu.

Violetne, sinine ja isegi mõned rohelised lainepikkused näitasid selgelt spektraalse võimsusjaotuse (SPD) langust. Valgus liikus suunas580 nm, ere merevaigukollane toon.

Numbrit 3440K pole vaja meelde jätta. Pidage meeles, et värske suitsuga eemaldatakse märkimisväärne osa sinisest ja rohelisest. Alles jääb merevaigukollane, kuumutatud ja vähese taimeenergiaga.

1.3 Rayleighi hajumine: selgitus, miks hall suits tekitab merevaigust valgust

Hallid süsinikupõhised{0}}osakesed moodustavad suitsu ise. Miks siis võib hallist suitsust saada merevaigukollane valgus?
Rayleighi hajumine. Pikemad lainepikkused (punane) hajuvad vähem kui lühemad lainepikkused (sinine). Sinine valgus hajub igas suunas, kui päikesevalgus liigub läbi tiheda suitsuosakeste kihi. Osa sellest ei jõua kunagi teie päikesepaneelidele või silmamunadele. Suurem osa läbivast valgusest on oranž ja punane.

Ühesõnaga suits toimib massiivse sinise{0}}blokeeriva filtrina, mis ripub üle taeva. See pole oranž filter. Sinine on just elimineeritud.

Kuid ainult värvimuutust võib seletada Rayleighi hajumisega. Sinise valguse neeldumise suurust see ei seleta. Selleks peame uurima suitsu keemiat.

2. Vastuseta küsimus: miks neelab suits nii palju sinist valgust?

2.1 Dominant Absorber, "Dark Brown Carbon" (d-BrC) tutvustamine

Suitsuosakesed erinevad üksteisest. Mõned neist on tahm või must süsinik. Osa neist moodustab orgaaniline süsinik. Suitsu suure sinise valguse neeldumise peamine põhjus on teatud tüüpi orgaaniline süsinik, mida nimetatakse tumepruuniks süsinikuks (d-BrC).
Erinevalt tavalisest pruunist süsinikust on d-BrC fotopleegituskindel ja vees lahustumatu. See jätkab valguse neelamist, jäädes atmosfääri. Ajakirjas Nature Geoscience avaldatud 2023. aasta uuringu kohaselt on d-BrC domineeriv lühilaine neelaja USA lääneosa metsatulekahjude suitsusambades.

2.2 Mõõdetud: 3/4 sinise valguse neeldumisest annab d-BrC

Kõvad numbrid samast uuringust:

Kolm-veerandi lühikesest nähtava valguse neeldumisest (sinine kuni roheline) on omistatud d-BrC-le.

See vastutab 50% pika nähtava valguse (punase) neeldumise eest.

Must süsinik ei ole suitsusel päeval täheldatava sinise valguse kadumise peamine põhjus. See pärineb d-BrC-st. Need osakesed on äärmiselt viskoossed, väikesed ja sfäärilised. Teaduskirjanduses nimetatakse neid sageli "tõrvapallideks".

2.3 Tõrvapallid: merevaigutaeva mikroskoopilised osakesed

d-BrC näib elektronmikroskoobi all vaadatuna ümmarguste klaasjate osakestena. Nende läbimõõt on 140–200 nanomeetrit. Nad mitte ainult ei hõõgu; need tekivad kõrgel -temperatuuril leegi ajal.

Miks sa pead kurja tegema? tõrvapallide kangekaelsuse tõttu. Nende pleegitamine võtab natuke aega. Nad neelavad sinist valgust mitu päeva, jäädes atmosfääri. Sel põhjusel võib suitsune taevas jääda märkimisväärseks ajaks oranžiks. Aga mitte lõputult.

3. Suitsu muutumine aja jooksul: mida enamik artikleid teile ei räägi

3.1 Vananemisprotsess:-valguse hajumine (valge) valguseks-neelamine (pruun)

Värske suitsu värvus on pruun. See soojendab atmosfääri, neelates lühilainekiirgust. Kuid suits reageerib küpsedes oksüdeerijatega nagu OH ja NO3 radikaalid. Keemiline koostis muutub. Osakesed hakkavad rohkem hajuma ja neelavad vähem.
Vanem suits muutub valgeks. Õhku see nii palju ei soojenda. Valgus hajub igas suunas. Maani jõudva valguse jaoks on see oluline.

3.2 Mõõdetud: valguse neeldumise vähenemine kuni 46%

Värske suitsuga võrreldes võib vananenud suits vähendada valguse neeldumist kuni 46%, vastavalt St. Louisi Washingtoni ülikooli teadlaste 2017. aasta uuringule (avaldatud ajakirjas Environmental Science & Technology Letters).
See on tohutu langus. Mõne päeva pärast laseb sama suitsusammas, mis muutis teie keskpäevataeva oranžiks, läbi rohkem sinist valgust.

3.3 Visuaalne ajaskaala: päevavalguse spektri areng (0 h → 24 h → 72 h+)

Välimõõtmiste ja laboratoorsete vananemisuuringute põhjal on järgmine ajakava ligikaudne:
0–12 tundi (uus suits): CCT vahemikus 3400K kuni 3800K. Rohelised ja sinised lainepikkused on tugevalt summutatud. Taevas näib olevat oranžist pruunini. Päike on sageli nähtamatu.

Varajane vananemine (12–24 tundi): CCT tõuseb 4000–4500 K-ni. Natuke sinist valgust tuleb tagasi. Taevas muutub oranži asemel kollakaks.

24–72 tundi (üleminekuperiood): CCT vahemikus 4500 kuni 5000 K. Sinine valgus läheb ikka paremaks. Taevas näib hägune valge kollase varjundiga.

CCT läheneb 72 tunni pärast 5000–5500 K (vananenud suits). Kuigi spekter on normaalsele lähemal, võib hajumine siiski kaasa tuua koguintensiivsuse vähenemise.

Seda ajakava mõjutavad ilm, tulekahju tüüp ja suitsu tihedus. Suund on aga alati sama: vananenud suits on laialivalguvam ja valgem, värske suits aga oranžim.

4. Selle ajaskaala tähtsus teie igapäevaelus

4.1 Kasvatajate ja toataimede jaoks:PPFDTaastumine ja languskõver

Kompaktseks arenguks ja stomataalseks tõrjeks vajavad taimed sinist valgust. Sinine valgus võib värske suitsu juuresolekul väheneda 60–70%. PPFD ehk fotosünteetilise footoni voo tihedus väheneb sageli 30–50%.
Kaubanduskasvatajate jaoks tähendab see saagikuse vähenemist, venitamist ja aeglasemat kasvu. Hea uudis on see, et PPFD taastub suitsu vananedes. Siiski kulub aega, enne kui kõik normaliseerub. Esimese 48 tunni jooksul peate oma lisavalgustust iga päev reguleerima.

4.2 Valge tasakaalu õudusunenägu, mis fotograafide jaoks muutub iga päev

Teie kaamera automaatne valge tasakaal sõltub valgusallikast, mis on lähedal D65 ehk päevavalgusele. Kaamera ülekorrigeerib 3440K juures, kui tuleb uut suitsu. Pildid on liiga jahedad, mõnikord isegi lillad.
Veelgi hullem, värvitemperatuur muutub iga päev. Kell 14.00 võib kohandatud valge tasakaal, mis oli määratud kell 10.00, olla vale. Kasutage halli kaarti, kui pildistate suitsujuhtumi ajal väljas. Kontrollige valge tasakaalu iga paari tunni järel. Teise võimalusena kasutage käsitsi Kelvinit ja reguleerige suitsu küpsemise ajal.

4.3 Päikesepaneelide omanikele: väljundkao igapäevased kõikumised

Värske suits vähendab oluliselt otsest normaalset kiirgustihedust (DNI). Paneelide hajutatud valgus toodab siiski veidi võimsust, kuigi üldine võimsus võib väheneda 20–40%.

Hajuvalgus intensiivistub suitsu küpsedes ja muutub hajuvamaks. Kuni ploomi kadumiseni jääb kogukiirgustihedus siiski alla keskmise. Hoidke oma igapäevasel toodangul silm peal. Suitsu tekkimise ajal paneelide jõulisest puhastamisest pole kuigi palju abi. Hoidke, kuni suits hajub.

4.4 Kõigile teistele: vananeva suitsu mõju unele, tujule ja visuaalsele mugavusele

Madal sinine valgus ja madal värvitemperatuur võivad muuta teid uniseks ja vähem ärkvel. See pole loovus. Tsirkadiaanrütme reguleerib sinine valgus. Kui veedate terve päeva 3400K valguses, võib teie keha näha hämarat.
Kasutage siseruumides töötamise kompenseerimiseks päeva jooksul 5000K valgustust. Ka teie silmad hindavad seda. Merevaikkollases valguses lugedes väsivad teie silmad kiiremini.

5. Kuidas seda tasa teha: aja{1}}põhine valgustusplaan

5.1 Üldidee: taaskehtestada see, mis puudub, vastavalt vanusele

Taevas tundub soe, nii et ärge lisage ainult sooja valgust. See süvendab probleemi. Sisestage uuesti sinised ja rohelised lainepikkused, mis suitsu kõrvaldasid.

Hüvitis peaks olema kooskõlas suitsufaasiga. Värske suitsu puhul on vaja kõige jõulisemat puhastamist. Vanem suits nõuab vähem.

5.2 1. etapp: värske suits (0–24 tundi): sinine lisand +5000K–6500K kõrge CRI

CCT: vahemikus 5000 kuni 6500 000

CRI: > 90

Sinine lisand: kui kasvatate taimi, lisage veel 450 nm.

Miks? Värske suits vähendab sinist valgust rohkem kui 50%. Värviedastuse taastamiseks ja taimedele piisava sinise saamiseks on vaja kõrget CCT-d ja kõrget CRI-d.

5.3 2. etapp: ajutine suits (24–72 tundi):TäisspekterCCT: 4000K kuni 5000K

Tüüp: täisspektriga LED

Spekter hakkab paranema. Rasked sinised toidulisandid pole enam vajalikud. Tavaliselt sobib korralik täisspekter-valgus 4000–5000 K piirkonnas.

5.4 3. etapp: vananenud suits (72 h+): 3500 000–4500 000, ühtlus CCT: 3500 000–4500 000

Prioriteet: ühtlane katvus, mitte maksimaalne intensiivsus

Spekter on sellel hetkel peaaegu tüüpiline. Valgus on siiski tavapärasest rohkem hajutatud. Veenduge, et teie tööruum oleks kunstliku valgustusega ühtlaselt valgustatud.

5.5 Mida mitte teha: kasutamine"Soe valge" (2700K)üksi teeb olukorra hullemaks.

Kõige sagedasem viga on see. Püüdes "sobitada" oranži taevaga, otsivad inimesed sooja valget valgust. See muudab probleemi kaks korda tõsisemaks. Soojavalgete pirnide (2700K) sinine värv on juba madal. Teie sinise valguse tase väheneb veelgi, kui kombineerite need suitsuse päevaga.
Kasutage kõrge CCT ja kõrge CRI-ga tulesid. Ärge proovige taevaga ühtida. Tee tasa.

6. Mitte kõik atmosfääri udu ei ole ühesugused: suits vs

Suits on ainulaadne, kuna see vananeb keemiliselt. Udu ja pilved seda ei tee.

7. Kuidas suitsu tekkimisel valguse kvaliteeti silma peal hoida

7.1 Visuaalsed näpunäited: mida igal etapil taevas näha

Värske: oranž kuni pruun taevas, nähtamatu päike
Üleminek: kuldne taevas, vaevalt nähtav päike

Vanus: Valge taevas, udune, kuid märgatav päike

Visuaalseid vihjeid on raske tõlgendada. Kasutage neid lihtsalt kiireks arvamiseks.

7.2 Madalad-Tehnilised ressursid: CCT hinnangurakendused nutitelefonidele

CCT-d saab hinnata teie telefoni kaamera abil, kasutades selliseid rakendusi nagu Colorimeter või LightSpectrum Pro. Kuigi need pole labori{1}}klassiga, on need piisavad, et teha kindlaks, kas olete 3500 000 või 5000 K juures.

7.3 Ekspertinstrumendid: kaasaskantavad spektromeetrid

Käeshoitavasse spektromeetrisse investeerimine tasub end ära, kui juhite äriettevõtet või fotostuudiot. Saate hankida CCT, CRI ja täieliku SPD ühe mõõtmisega. Saate määrata suitsu täpse staadiumi.

KKK

Võtke ühendust
Kevin Rao

E-post:bwzm12@benweilighting.com

Tel/Whatsapp:+8619972563753