Jump to content

Спектральный G-индекс

Спектральный G-индекс — это переменная, которая была разработана для количественной оценки количества коротковолнового света в источнике видимого света относительно его видимого излучения (это мера количества синего света на люмен ). Чем меньше G-индекс, тем больше синего , фиолетового или ультрафиолетового света излучает лампа относительно ее общей мощности. Его используют для выбора уличных ламп , которые минимизируют свечение неба и экологическое световое загрязнение . G-индекс был первоначально предложен Дэвидом Галади Энрикесом , астрофизиком обсерватории Калар-Альто . [ 1 ] [ 2 ]

Определение

[ редактировать ]
Разноцветные «белые» лампы
Лампы с очень разными цветовыми температурами обычно также имеют разные индексы G. Лампы с более высокой цветовой температурой излучают больше синего света и поэтому обычно имеют более низкий индекс G.

G-индекс основан на системе астрономической фотометрии и определяется следующим образом: [ 1 ]

где

Суммы следует брать с шагом 1 нм. [ 1 ] Для ламп с абсолютно нулевым излучением ниже 500 нм (например, натриевые светодиоды низкого давления или янтарные светодиоды PC ), G-индекс в принципе не определен. На практике такие лампы будут иметь G, превышающий некоторое значение, из-за ограничений точности измерений. Региональное правительство Андалусии разработало электронную таблицу [ 3 ] позволяет рассчитать G-индекс для любой лампы, для которой известно спектральное распределение мощности, а также его можно рассчитать в программе «Astrocalc» [ 4 ] или веб-приложение f.luxometer. [ 5 ]

G-индекс не измеряет напрямую световое загрязнение, а скорее говорит о цвете света, исходящего от лампы. Например, поскольку уравнение, определяющее G-индекс, нормировано на общий поток, если использовать вдвое больше ламп, G-индекс не изменится; это мера дробного света, а не полного света. Точно так же определение G-индекса не включает направление света, поэтому оно не связано напрямую со свечением неба, которое сильно зависит от направления. [ 6 ]

Обоснование

[ редактировать ]

Продолжающийся глобальный переход от (в основном) оранжевых натриевых ламп высокого давления для уличного освещения к (в основном) белым светодиодам привел к сдвигу в сторону света широкого спектра с большим количеством коротковолновых (синих) излучений. [ 7 ] Этот переход проблематичен с точки зрения увеличения астрономического и экологического светового загрязнения. Свет с короткой длиной волны с большей вероятностью рассеивается в атмосфере и, следовательно, создает больше искусственного свечения неба, чем эквивалентное количество света с большей длиной волны. [ 6 ] [ 8 ] [ 9 ] Кроме того, как свет широкого спектра (белый), так и свет с короткой длиной волны, как правило, оказывают большее общее экологическое воздействие, чем видимый свет с узкой полосой и длинной волны. [ 10 ] [ 11 ] По этой причине руководящие принципы, рекомендации, нормы и законодательство по освещению часто устанавливают ограничения на излучение синего света. Например, светильников программа «Сертификация » Международной ассоциации темного неба ограничивает освещение, имеющее коррелированную цветовую температуру (CCT) ниже 3000 K , в то время как национальный французский о световом загрязнении закон ограничивает CCT максимум 3000 K в большинстве областей. и 2400 К или 2700 К в охраняемых зонах, таких как природные заповедники . [ 12 ] [ 13 ]

Проблема этих подходов заключается в том, что CCT не совсем коррелирует с излучением синего света. Лампы с одинаковым CCT могут иметь совершенно разную фракционную эмиссию синего света. [ 2 ] [ 14 ] Это связано с тем, что CCT основан на сравнении с источником света абсолютно черного тела , который является плохим приближением для светодиодов и газоразрядных ламп, таких как натриевые лампы высокого давления. [ 15 ] Поэтому G-индекс был разработан для использования при принятии решений о покупке уличных светильников и в правилах освещения в качестве улучшенной альтернативы показателю CCT. [ 14 ]

Использовать

[ редактировать ]

В 2019 году Европейской комиссии Объединенный исследовательский центр включил G-индекс в свои рекомендации по экологическим государственным закупкам дорожного освещения. В частности, в районах, нуждающихся в защите по астрономическим или экологическим причинам, они рекомендуют использовать G-индекс вместо CCT при принятии решений по освещению, поскольку G-индекс более точно определяет количество синего света. [ 14 ] В своих «основных критериях» они рекомендуют, чтобы «в парках , садах и зонах, которые закупщик считает экологически чувствительными, G-индекс должен быть ≥1,5». В случае, если G-индекс по какой-то причине не может быть рассчитан , они предполагают, что CCT≤3000 K, вероятно, будет удовлетворять этому критерию. В рамках более строгих «комплексных критериев» они рекомендуют, чтобы парки и экологически чувствительные территории или территории на определенных расстояниях от оптических астрономических обсерваторий имели G-индекс, превышающий или равный 2,0. Опять же, в этом случае, если вычисление G-индекса невозможно, рекомендуется CCT≤2700 K. [ 14 ]

G-индекс планируется использовать региональным правительством Андалусии специально для защиты ночного неба . В зависимости от «экологической зоны» правила требуют, чтобы освещение имело значение G выше 2, 1,5 или 1. В районах, где ведется астрономическая деятельность, ожидается, что будут использоваться только монохроматические или квазимонохроматические лампы с G >3,5 и в принципе только выбросы в интервале 585-605 нм. [ 1 ]

Предупреждение о сомнительном использовании

[ редактировать ]

G-индекс не был оценен и не принят организацией по разработке стандартов (SDO), такой как CIE. Как правило, для использования спецификации в регламенте или тендере она должна пройти строгий процесс оценки и принятия со стороны SDO. Таким образом, сомнительно, чтобы Объединенный исследовательский центр ЕС и региональное правительство Андалузии (и другие) предлагали или предписывали обязательные требования на основе G-индекса.

Меры, направленные исключительно на сокращение синего света, не обеспечат экологическую защиту. Поскольку интенсивность света играет такую ​​же или даже более сильную роль, чем спектр, размещение света в нужных местах (на дорожных покрытиях и тротуарах) и предотвращение его попадания в экологические регионы, вероятно, будет более эффективным, чем манипулирование спектром света. Спектр действительно играет роль, но чтобы не беспокоить чувствительных животных, в спектр необходимо внести изменения, которые не могут быть описаны G-индексом. Эти изменения также зависят от вида. Доказано, что определенный спектр (с преобладанием красного цвета) для многих (но не всех) светочувствительных видов насекомых и летучих мышей так же хорош, как темнота. [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] Доказано, что для некоторых видов янтарный спектр менее экологичен, чем красный спектр, хотя оба имеют незначительное содержание синего и «благоприятный» индекс G. Поэтому использование спектрального G-индекса является слишком упрощенным и может принести больше вреда, чем пользы. Поэтому использование G-индекса в спецификациях или правилах освещения настоятельно не рекомендуется.

  1. ^ Jump up to: а б с д Присоединяйтесь из Андалусии (2018). Спектральный индекс G (PDF) (Технический отчет) . Проверено 12 февраля 2019 г.
  2. ^ Jump up to: а б Галади-Энрикес, Д. (февраль 2018 г.). «За пределами CCT: система спектральных индексов как инструмент объективной количественной характеристики ламп». Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 206 : 399–408. arXiv : 1712.06825 . Бибкод : 2018JQSRT.206..399G . дои : 10.1016/j.jqsrt.2017.12.011 . S2CID   73564862 .
  3. ^ "Índice espectral G" . www.juntadeandalucia.es (на европейском испанском языке) . Проверено 1 апреля 2019 г.
  4. ^ «LICA AstroCalc – компаратор фильтров и камер» . carlostapia.es . Проверено 1 апреля 2019 г.
  5. ^ «ф.люксометр» . Проверено 29 апреля 2019 г.
  6. ^ Jump up to: а б Об, М. [на французском языке] (16 марта 2015 г.). «Физическое поведение распространения антропогенного света в ночную среду» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 370 (1667): 20140117. doi : 10.1098/rstb.2014.0117 . ПМЦ   4375359 . ПМИД   25780231 .
  7. ^ Дэвис, Томас В.; Смит, Тим (10 ноября 2017 г.). «Почему искусственное освещение в ночное время должно быть в центре внимания исследований глобальных изменений в 21 веке» . Биология глобальных изменений . 24 (3): 872–882. дои : 10.1111/gcb.13927 . ПМИД   29124824 .
  8. ^ Кинзи, Брюс; Перрин, Тесс; Миллер, Наоми; Кочифай, Мирослав; Обе, Мартин; Солано Ламфар, Гектор (2017). Исследование влияния светодиодного уличного освещения на свечение неба (технический отчет). Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. ПННЛ-26411 . Проверено 12 февраля 2019 г.
  9. ^ Лугинбюль, Кристиан Б.; Боли, Пол А.; Дэвис, Дональд Р. (май 2014 г.). «Влияние спектрального распределения мощности источника света на свечение неба» . Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 139 : 21–26. Бибкод : 2014JQSRT.139...21L . дои : 10.1016/j.jqsrt.2013.12.004 .
  10. ^ Лонгкор, Трэвис; Рич, Кэтрин; ДельБуссо, Лейга (2016). Искусственное ночное освещение и охраняемые территории / Экологические эффекты и подходы к управлению (Технический отчет). НПС/НРСС/НСНС/НРР--2016/1213 . Проверено 12 февраля 2019 г.
  11. ^ Лонгкор, Трэвис; Родригес, Айрам; Уизерингтон, Блэр; Пенниман, Джей Ф.; Херф, Лорна; Херф, Майкл (октябрь 2018 г.). «Быстрая оценка спектра ламп для количественной оценки экологического воздействия света в ночное время». Журнал экспериментальной зоологии, часть A. 329 (8–9): 511–521. Бибкод : 2018JEZA..329..511L . дои : 10.1002/jez.2184 . hdl : 10261/177341 . ПМИД   29894022 . S2CID   48364989 .
  12. ^ «Знак одобрения светильника» . Международная ассоциация темного неба . Проверено 12 февраля 2019 г.
  13. ^ «Приказ от 27 декабря 2018 года о предотвращении, уменьшении и ограничении светового загрязнения | Legifrance» . www.legifrance.gouv.fr . Проверено 12 февраля 2019 г.
  14. ^ Jump up to: а б с д Донателло, Шейн; Родригес Кинтеро, Росио; Гама Кальдас, Мигель; Вольф, Оливер; Ван Тихелен, Пол; Ван Хоф, Вероника; Геркен, Тео (2019). Обзор критериев государственных закупок ЕС «Зеленый» для дорожного освещения и дорожных знаков (PDF) (Технический отчет). Объединенный исследовательский центр. 29631 евро . Проверено 12 февраля 2019 г.
  15. ^ Обе, Мартин; Роби, Джоанна; Кочифай, Мирослав; Ямадзаки, Шин (5 июля 2013 г.). «Оценка потенциального спектрального воздействия различных искусственных источников света на подавление мелатонина, фотосинтез и видимость звезд» . ПЛОС ОДИН . 8 (7): e67798. Бибкод : 2013PLoSO...867798A . дои : 10.1371/journal.pone.0067798 . ПМК   3702543 . ПМИД   23861808 .
  16. ^ Споэльстра, К; ван Грюнсвен, RHA; Рамакерс, JJC; Фергюсон, КБ; Раап, Т; Доннерс, М., Венендал, Э.М. и М.Е. Виссер (31 мая 2017 г.). «Реакция летучих мышей на свет разного спектра: на присутствие светобоязливых и подвижных летучих мышей влияет белый и зеленый, но не красный свет» . Учеб. Р. Сок. Б. 284 (1855). дои : 10.1098/rspb.2017.0075 . ПМЦ   5454258 . ПМИД   28566484 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  17. ^ Доннерс, М; ван Грюнсвен, RHA; Гроенендейк, Д; ван Лангевельде, Ф; Биккер Дж.В.; Лонгкор, Т; и Э. Венендал (26 июня 2018 г.). «Цвета притяжения: моделирование полета насекомых к световому поведению» . J Exp Зоол А. 329 (8–9): 434–440. Бибкод : 2018JEZA..329..434D . дои : 10.1002/jez.2188 . ПМИД   29944198 . S2CID   49421077 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  18. ^ Страка, ТМ; Грейф, С; Шульц, С; Герлиц, HR; и CC Voigt (2020). «Влияние освещения пещеры на летучих мышей» . Глобальная экология и охрана природы . 21 : e00808. дои : 10.1016/j.gecco.2019.e00808 . S2CID   210303101 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: b5be08de2da96036b16b6259b6ec4ec4__1708097160
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/b5/c4/b5be08de2da96036b16b6259b6ec4ec4.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Spectral G-index - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)