Вилдфире Смоке Анд Даилигхт Спецтрум: Хов Фресх Вс. Стари дим мења светлост током времена (и како то надокнадити)

Дим од шумског пожара и спектар дневне светлости: колико свеж у односу на стари дим мења светлост током времена (и како то надокнадити)

На дан када је пожар, излазите напоље. То је наранџасто небо. Чак и у подне, светлост изгледа као залазак сунца. Ту већина људи стаје. Али то наранџасто светло је скупо ако покрећете соларне панеле, сликате за живот или узгајате биљке у затвореном простору.

Димна промена дневне светлости није једини проблем. Проблем је у томе што дим стално мења дневну светлост. Утицај свежег дима се разликује од утицаја дана{2}}старог дима. Штавише, о томе се у већини радова не говори.

Три ствари се постижу овим водичем:

демонстрира ефекте свежег дима на светлосни спектар користећи стварне бројеве.

објашњава зашто количина плаве светлости коју апсорбује дим варира током времена.

пружа вам корак{0}}по{1}}план осветљења како бисте могли да надокнадите

Почнимо са оним што заправо можете видети.

1. Прво, како на дневну светлост утиче нови дим од пожара?

1.1 Директан утицај: наранџасто/црвено светло остаје, плаво светло је блокирано

Сунчева светлост има уравнотежену мешавину свих видљивих таласних дужина у подне под ведрим небом. Та равнотежа се драстично помера ка наранџастој и црвеној када има пуно дима.
Зашто? Зато што се кратке таласне дужине (плава и љубичаста) распршују и апсорбују честицама дима много чешће него дуге таласне дужине (наранџаста и црвена). Уклањање плаве светлости узрокује да небо изгледа наранџасто, а не зато што је дим наранџаст.

Осећате се као касно поподне када изађете напоље по магловитом дану. Боје су пригушене. Бели имају изглед ћилибара. То је директан резултат.

1.2 Стварни подаци: Мерења спектрометра свежег дима (3440К, СПД померање)

Хајде да ставимо неке бројке на то.
Преносиви спектрометар је коришћен за детекцију дневне светлости у подне током пожара у септембру 2020. у Портланду, Орегон. Типична подневна температура је између 5500К и 6500К. Пао је на 3440К када је било пуно дима.

Љубичасте, плаве, па чак и неке зелене таласне дужине јасно су указивале на пад спектралне дистрибуције снаге (СПД). Светлост се кретала у правцу580 нм, светле боје ћилибара.

Број 3440К није неопходан да запамтите. Само имајте на уму да се значајан део плаве и зелене елиминише свежим димом. Оно што остаје је ћилибар, загрејан и са мало биљне енергије.

1.3 Релејево расејање: Објашњење зашто сиви дим производи ћилибарно светло

Сиве честице на бази угљеника{0}} чине сам дим. Па зашто ћилибарна светлост може доћи из сивог дима?
Раилеигхово расејање. Дуже таласне дужине (црвене) расипају се мање од краћих таласних дужина (плаве). Плава светлост се распршује у свим правцима када сунчева светлост путује кроз густ слој честица дима. Део тога никада не стигне до ваших соларних панела или очних јабучица. Већина светлости која пролази је наранџаста и црвена.

Дим функционише као масивни плави{0}}филтер за блокирање који је обешен преко неба, да се изразим на један начин. То није наранџасти филтер. Плава је само елиминисана.

Међутим, само промена боје може се објаснити Рејлијевим расејањем. Количина апсорпције плаве светлости се тиме не објашњава. Морамо испитати хемију дима да бисмо то урадили.

2. Питање без одговора: Зашто дим апсорбује толико плаве светлости?

2.1 Представљамо доминантни апсорбер, „тамно браон угљеник“ (д-БрЦ)

Честице дима се разликују једна од друге. Неки су чађ или црни угљеник. Органски угљеник чини неке од њих. А примарни узрок високе апсорпције плаве светлости од дима је посебна врста органског угљеника позната као тамно смеђи угљеник (д-БрЦ).
За разлику од обичног смеђег угљеника, д-БрЦ је отпоран на фотобељење и нерастворљив у води. Наставља да апсорбује светлост док остаје у атмосфери. Према студији из 2023. објављеној у Натуре Геосциенце, д-БрЦ је доминантни краткоталасни апсорбер у димним праменовима од шумских пожара у западним Сједињеним Државама.

2.2 Измерено: 3/4 апсорпције плаве светлости доприноси д-БрЦ

Тврди бројеви из исте студије:

Три-четвртине апсорпције кратке видљиве светлости (плаве до зелене) се приписује д-БрЦ.

Одговоран је за 50% апсорпције дуге видљиве светлости (црвене).

Црни угљеник није примарни узрок губитка плаве светлости који примећујете задимљеног дана. Потиче од д-БрЦ. Ове честице су изузетно вискозне, мале и сферичне. У научној литератури се често називају „катранским куглицама“.

2.3 Куглице катрана: микроскопске честице ћилибарног неба

д-БрЦ изгледа као округле, стакласте честице када се посматра под електронским микроскопом. Њихов пречник се креће од 140 до 200 нанометара. Они не само тињају; настају током-пламена високе температуре.

Зашто би те било брига? због тврдоглавости катранских куглица. Треба им неко време да се избеле. Они настављају да апсорбују плаво светло данима док остају у атмосфери. Из тог разлога, задимљено небо може остати наранџасто дуго времена. Али не у недоглед.

3. Дим се мења током времена: оно што вам већина чланака не говори

3.1 Процес старења: светлост-Расипање (бело) до светлости-упијање (браон)

Боја свежег дима је смеђа. Загрева атмосферу апсорбујући краткоталасно зрачење. Међутим, дим реагује са оксидантима као што су ОХ и НО3 радикали док сазрева. Хемијски састав се мења. Честице почињу да се распршују више и мање апсорбују.
Дим који је старији постаје бели. Њиме се ваздух не загрева толико. Светлост је распршена у свим правцима. За светлост која допире до земље, ово је важно.

3.2 Измерено: смањење апсорпције светлости до 46%

У поређењу са свежим димом, стари дим може смањити апсорпцију светлости до 46%, према студији из 2017. коју су спровели истраживачи са Универзитета Вашингтон у Сент Луису (објављено у Енвиронментал Сциенце & Тецхнологи Леттерс).
То је огроман пад. После неколико дана, исти дим који је учинио ваше подневно небо наранџастим ће омогућити да прође више плаве светлости.

3.3 Визуелна временска линија: Еволуција спектра дневне светлости (0х → 24х → 72х+)

На основу теренских мерења и лабораторијских истраживања старења, следећи распоред је приближан:
0–12 сати (нови дим): ЦЦТ између 3400К и 3800К. Зелене и плаве таласне дужине су јако пригушене. Чини се да је небо наранџасто до смеђе. Сунце се често не види.

Рано старење (12-24 сата): ЦЦТ расте на 4000К-4500К. Мало плаво светло се враћа. Небо постаје жућкасто уместо наранџасто.

24–72 сата (прелазно): ЦЦТ између 4500К и 5000К. Плаво светло и даље постаје све боље. Небо изгледа нејасно бело са примесама жуте боје.

ЦЦТ се приближава 5000К–5500К након 72 сата (стари дим). Иако је спектар ближи нормалном, расејање и даље може довести до смањења укупног интензитета.

Време, врста пожара и густина дима утичу на овај распоред. Међутим, правац је увек исти: стари дим је више дифузан и бео, док је свеж дим више наранџасти.

4. Значај ове временске линије за ваш свакодневни живот

4.1 За узгајиваче и собне биљке:ППФДКрива опоравка и пада

За компактан развој и контролу стомата, биљкама је потребно плаво светло. Плаво светло може да се смањи за 60–70% у присуству свежег дима. ППФД, или фотосинтетичка густина флукса фотона, често се смањује за 30–50%.
За комерцијалне узгајиваче то подразумева смањење приноса, растезање и спорији раст. Добра вест је да се ППФД опоравља како стари дим. Међутим, потребно је време да се све врати у нормалу. Током првих 48 сати, морате свакодневно да прилагођавате додатно осветљење.

4.2 Ноћна мора за баланс беле која се мења сваког дана за фотографе

Аутоматски баланс белог на вашој камери зависи од извора светлости који је близу Д65 или дневног светла. Камера претерано коригује на 3440К када се појави нови дим. Слике изгледају превише хладно, понекад чак и љубичасте.
Још горе, температура боје варира свакодневно. До 14:00, прилагођени баланс белог који је постављен у 10:00 може бити нетачан. Користите сиву карту ако пуцате напољу током инцидента са димом. Сваких неколико сати проверите баланс белог. Алтернативно, промените на ручни Келвин и извршите подешавања како дим сазрева.

4.3 За власнике соларних панела: дневне варијације у губитку излаза

Директно нормално зрачење (ДНИ) се у великој мери смањује свежим димом. Дифузно светло са ваших панела и даље генерише одређену снагу, иако укупни излаз може да се смањи за 20–40%.

Дифузно светло се појачава како дим сазрева и постаје све више распршен. Међутим, све док перјаница не нестане, укупно зрачење остаје испод просека. Пазите на своје свакодневне резултате. Неће бити од велике помоћи да енергично очистите своје панеле током појаве дима. Сачекајте док се дим не разбистри.

4.4 За све остале: Утицај старења дима на сан, расположење и визуелну удобност

Слабо плаво светло и ниска температура боје могу учинити да се осећате поспано и мање будно. То није креативност. Циркадијални ритмови су регулисани плавим светлом. Ваше тело може видети сумрак ако цео дан проведете на светлости од 3400К.
Користите осветљење од 5000К током дана да бисте надокнадили рад у затвореном простору. Ваше очи ће то такође ценити. Читање при јантарном светлу изазива брже напрезање очију.

5. Како то надокнадити: план осветљења заснован на времену

5.1 Општа идеја: Поново уведите оно што недостаје у складу са годинама

Небо изгледа топло, тако да не додајте само топлу светлост. То погоршава проблем. Поново уведите плаве и зелене таласне дужине које је дим елиминисао.

Компензација треба да буде у складу са фазом дима. За свеж дим је потребна најснажнија ректификација. Старији дим захтева мање.

5.2 Фаза 1: Свеж дим (0–24 сата): Плави додатак +5000К–6500К Висок ЦРИ

ЦЦТ: између 5000К и 6500К

ЦРИ: > 90

Плави додатак: Ако узгајате биљке, додајте додатних 450 нм.

Зашто? Плава светлост се смањује за више од 50% свежим димом. Да бисте обновили приказ боја и дали биљкама адекватну плаву боју, потребан вам је висок ЦЦТ и висок ЦРИ.

5.3 Фаза 2: прелазни дим (24-72 сата):Фулл СпецтрумЦЦТ: 4000К до 5000К

Тип: ЛЕД са пуним спектром

Спектар почиње да се побољшава. Тешки плави додаци више нису потребни. Обично је довољно добро светло пуног-светла у области од 4000К–5000К.

5.4 Фаза 3: стари дим (72х+): 3500К–4500К, равномерност ЦЦТ: 3500К–4500К

Приоритет: Равномерна покривеност уместо максималног интензитета

Спектар је скоро типичан у овом тренутку. Међутим, светлост је и даље распршена него нормално. Уверите се да је ваш радни простор равномерно осветљен вашим вештачким осветљењем.

5.5 Шта не треба радити: Коришћење„Топла бела“ (2700К)само ће погоршати ситуацију.

Најчешћа грешка је ова. У покушају да "спаре" наранџасто небо, људи траже топла бела светла. То чини проблем двоструко озбиљнијим. Плава боја топлих белих сијалица (2700К) је већ ниска. Ниво ваше плаве светлости се још више смањује када их комбинујете са задимљеним даном.
Искористите светла са високим ЦЦТ и високим ЦРИ. Не покушавајте да одговарате небу. Надокнади се.

6. Нису све атмосферске измаглице исте: дим против осталих

Дим је јединствен јер хемијски стари. Магла и облаци не.

7. Како пазити на квалитет светлости када се појави дим

7.1 Визуелни знаци: Шта видети на небу у свакој фази

Свеже: наранџасто до смеђе небо, невидљиво сунце
Прелазно: златно небо, слабо видљиво сунце

Старо: Бело небо, магловито, али приметно сунце

Визуелне трагове је тешко протумачити. Само их употребите да брзо погодите.

7.2 Ниски-Технички ресурси: апликације за ЦЦТ процену за паметне телефоне

ЦЦТ се може проценити из камере вашег телефона помоћу апликација као што су Цолориметер или ЛигхтСпецтрум Про. Иако нису лабораторијске-класе, довољне су да се утврди да ли сте на 3500К или 5000К.

7.3 Стручни инструменти: преносиви спектрометри

Улагање у ручни спектрометар се исплати ако управљате комерцијалним растом или фото студијом. Можете добити ЦЦТ, ЦРИ и комплетан СПД са једним мерењем. Моћи ћете да одредите тачну фазу дима.

ФАК

Контакт
Кевин Рао

Е-пошта:bwzm12@benweilighting.com

Тел/Вхатсапп:+8619972563753