ספקטרום עשן ואור יום של שריפות יער: כמה טרי לעומת. עשן מיושן משתנה אור עם הזמן (ואיך לפצות)

ספקטרום עשן שריפות ואור יום: כיצד עשן טרי לעומת מיושן משנה אור לאורך זמן (ואיך לפצות)

ביום שיש שריפה, אתה יוצא החוצה. זה שמיים כתומים. אפילו בצהריים נראה שהאור הוא שקיעה. שם עוצרים רוב האנשים. אבל האור הכתום הזה יקר אם אתה מפעיל פאנלים סולאריים, מצלם למחייתך או מטפח צמחים בתוך הבית.

שינוי אור היום של עשן אינו הבעיה היחידה. הבעיה היא שאור היום משתנה כל הזמן על ידי עשן. ההשפעה של עשן טרי שונה מזו של עשן ישן-. יתר על כן, זה לא נדון ברוב העיתונים.

שלושה דברים מושגים במדריך זה:

מדגים את ההשפעות של עשן טרי על ספקטרום האור באמצעות מספרים בפועל.

מסביר מדוע כמות האור הכחול הנספגת בעשן משתנה לאורך זמן.

מספק לך תוכנית תאורה שלב-אחר-שלב כדי שתוכל לפצות על כך

נתחיל במה שאתה יכול לראות בפועל.

1. ראשית, כיצד אור יום מושפע מעשן שריפות חדש?

1.1 ההשפעה הישירה: האור הכתום/אדום נשאר, האור הכחול חסום

לאור השמש יש תערובת מאוזנת של כל אורכי הגל הנראים בצהריים תחת שמיים בהירים. שיווי המשקל הזה עובר באופן דרסטי לכיוון כתום ואדום כאשר יש הרבה עשן.
מַדוּעַ? כי אורכי גל קצרים (כחול וסגול) מפוזרים ונספגים על ידי חלקיקי עשן בתדירות גבוהה הרבה יותר מאשר אורכי גל ארוכים (כתום ואדום). הסרת האור הכחול גורמת לשמים להיראות כתומים, לא בגלל שעשן הוא כתום.

זה מרגיש כמו אחר הצהריים המאוחרים כשאתה יוצא החוצה ביום מעורפל. הצבעים מאופקים. לבנים יש מראה ענברי. זו התוצאה הישירה.

1.2 נתונים בפועל: מדידות ספקטרומטר עשן טרי (3440K, SPD Shift)

בוא נשים כמה נתונים על זה.
ספקטרומטר נייד שימש לזיהוי אור יום בצהריים במהלך השריפות בספטמבר 2020 בפורטלנד, אורגון. טמפרטורת הצהריים האופיינית היא בין 5500K ל-6500K. זה ירד ל-3440K כשהיה הרבה עשן.

סגול, כחול, ואפילו כמה אורכי גל ירוקים הצביעו בבירור על ירידה בחלוקת הכוח הספקטרלית (SPD). האור נע לכיוון580 ננומטר, גוון ענברי עז.

המספר 3440K אינו הכרחי כדי שתוכל לזכור. רק זכור שחלק ניכר מהכחול והירוק מתבטל על ידי עשן טרי. מה שנותר הוא ענבר, מחומם ודל באנרגיה צמחית.

1.3 פיזור ריילי: הסבר מדוע עשן אפור מייצר אור ענברי

חלקיקים אפורים על בסיס פחמן-מרכיבים את העשן עצמו. אז למה אור ענברי יכול להגיע מעשן אפור?
פיזור ריילי. אורכי גל ארוכים יותר (אדום) מתפזרים פחות מאורכי גל קצרים יותר (כחול). האור הכחול מתפזר לכל הכיוונים כאשר אור השמש עובר דרך שכבה צפופה של חלקיקי עשן. חלק ממנו אף פעם לא מגיע לפאנלים הסולאריים או לגלגלי העיניים שלך. רוב האור שעובר דרכו הוא כתום ואדום.

העשן מתפקד כמסנן חוסם כחול-מסיבי התלוי על פני השמים, בניסוח אחד. זה לא פילטר כתום. הכחול פשוט נמחק.

עם זאת, רק שינוי הצבע עשוי להיות מוסבר על ידי פיזור ריילי. כמות קליטת האור הכחול אינה מוסברת על ידי זה. עלינו לבחון את הכימיה של העשן כדי לעשות זאת.

2. השאלה ללא תשובה: מדוע עשן סופג כל כך הרבה אור כחול?

2.1 היכרות עם הסופג הדומיננטי, "פחמן חום כהה" (d-BrC)

חלקיקי עשן שונים זה מזה. חלקם הם פיח, או פחמן שחור. פחמן אורגני מהווה חלק מהם. והגורם העיקרי לספיגה הגבוהה של העשן של אור כחול הוא סוג מסוים של פחמן אורגני המכונה פחמן חום כהה (d-BrC).
בניגוד לפחמן חום רגיל, d-BrC עמיד להלבנה פוטו ואינו מסיס במים. הוא ממשיך לספוג אור בעודו נשאר באטמוספירה. על פי מחקר משנת 2023 שפורסם ב-Nature Geoscience, d-BrC הוא הבולם השולט בגלים קצרים בנוצות עשן משריפות במערב ארצות הברית.

2.2 נמדד: 3/4 של קליטת אור כחול תורם על ידי d-BrC

מספרים קשים מאותו מחקר:

שלושה-רבעים מספיגת האור הנראה הקצרה (כחול לירוק) מיוחסת ל-d-BrC.

הוא אחראי על 50% מהספיגה של אור נראה ארוך (אדום).

פחמן שחור אינו הגורם העיקרי לאובדן האור הכחול שאתה רואה ביום עשן. מקורו ב-d-BrC. חלקיקים אלה הם צמיגים במיוחד, קטנים וכדוריים. בספרות המדעית, הם מכונים לעתים קרובות "כדורי זפת".

2.3 כדורי זפת: החלקיקים המיקרוסקופיים של שמי הענבר

d-BrC מופיע כחלקיקים עגולים ומזגוגיים כאשר צופים במיקרוסקופ אלקטרוני. הקוטר שלהם נע בין 140 ל-200 ננומטר. הם לא רק מריחים; הם נוצרים במהלך-להבות בטמפרטורה גבוהה.

למה לך לדאוג? בגלל העקשנות של כדורי הזפת. לוקח להם זמן להלבין. הם ממשיכים לספוג אור כחול במשך ימים תוך שהם נשארים באטמוספירה. מסיבה זו, שמים מעושנים עשויים להישאר כתומים למשך זמן רב. אבל לא ללא הגבלת זמן.

3. עשן משתנה עם הזמן: מה שרוב המאמרים לא אומרים לך

3.1 תהליך ההזדקנות: אור-פיזור (לבן) לאור-ספיגה (חום)

צבעו של עשן טרי הוא חום. הוא מחמם את האטמוספירה על ידי קליטת קרינת גלים קצרים. עם זאת, עשן מגיב עם חומרים מחמצנים כגון רדיקלים OH ו-NO3 עם התבגרותו. האיפור הכימי משתנה. חלקיקים מתחילים להתפזר יותר ולספוג פחות.
עשן מבוגר הופך ללבן. האוויר לא מתחמם בזה כל כך. האור מתפזר לכל כיוון. עבור האור שמגיע לכדור הארץ, זה חשוב.

3.2 נמדד: הפחתת קליטת אור של עד 46%

בהשוואה לעשן טרי, עשן מיושן יכול להוריד את ספיגת האור בעד 46%, על פי מחקר משנת 2017 של חוקרים מאוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס (פורסם ב- Environmental Science & Technology Letters).
זו ירידה עצומה. לאחר מספר ימים, אותה פלומת עשן שהפכה את שמי הצהריים שלך לכתום תאפשר יותר אור כחול לעבור דרכו.

3.3 ציר זמן חזותי: האבולוציה של ספקטרום אור היום (0h → 24h → 72h+)

בהתבסס על מדידות שטח ומחקר הזדקנות במעבדה, לוח הזמנים הבא הוא משוער:
0–12 שעות (עשן חדש): CCT בין 3400K ל-3800K. אורכי גל ירוק וכחול מושתקים מאוד. נראה שהשמים כתומים עד חומים. לעתים קרובות השמש אינה נראית.

הזדקנות מוקדמת (12-24 שעות): CCT עולה ל-4000K-4500K. אור כחול קטן חוזר. השמיים הופכים צהבהבים במקום כתומים.

24–72 שעות (מעבר): CCT בין 4500K ל-5000K. האור הכחול עדיין משתפר. השמיים נראים לבנים מטושטשים עם רמז של צהוב.

CCT מתקרב ל-5000K–5500K לאחר 72 שעות (עשן מיושן). למרות שהספקטרום קרוב יותר לנורמה, הפיזור עדיין עלול לגרום לירידה בעוצמה הכוללת.

מזג האוויר, סוג האש וצפיפות העשן כולם משפיעים על לוח הזמנים הזה. עם זאת, הכיוון תמיד זהה: עשן מיושן יותר מפוזר ולבן, בעוד שעשן טרי כתום יותר.

4. המשמעות של ציר הזמן הזה עבור חיי היומיום שלך

4.1 למגדלים וצמחי פנים:PPFDעקומת התאוששות וירידה

לפיתוח קומפקטי ושליטה בסטומה, צמחים דורשים אור כחול. אור כחול עשוי לרדת ב-60-70% בנוכחות עשן טרי. PPFD, או צפיפות שטף פוטון פוטוסינתטי, יורדת לעתים קרובות ב-30-50%.
עבור מגדלים מסחריים, הדבר כרוך בירידה בתפוקה, מתיחה וצמיחה איטית יותר. החדשות הטובות הן ש-PPFD מתאושש כשהעשן מתיישן. עם זאת, לוקח זמן עד שהכל חוזר לקדמותו. במהלך 48 השעות הראשונות, עליך לבצע התאמות יומיות לתאורה המשלימה שלך.

4.2 סיוט איזון לבן שמשתנה מדי יום עבור צלמים

איזון הלבן האוטומטי במצלמה שלך מבוסס על מקור האור שנמצא ליד D65, או אור יום. המצלמה מתקנת יתר על המידה ב-3440K כאשר יש עשן חדש. התמונות נראות קרירות מדי, לפעמים אפילו סגולות.
גרוע מכך, טמפרטורת הצבע משתנה מדי יום. עד 14:00, מאזן לבן מותאם אישית שהוגדר לשעה 10:00 עשוי להיות שגוי. השתמש בכרטיס אפור אם אתה יורה בחוץ במהלך אירוע עשן. כל כמה שעות, בדוק את איזון הלבן שלך. לחלופין, שנה לקלווין ידני ובצע התאמות כשהעשן מתבגר.

4.3 לבעלי פאנלים סולאריים: שינויים יומיומיים באובדן תפוקה

קרינה רגילה ישירה (DNI) מופחתת מאוד על ידי עשן טרי. אור מפוזר מהפאנלים שלך עדיין מייצר כוח מסוים, אם כי התפוקה הכוללת עשויה לרדת ב-20-40%.

האור המפוזר מתעצם ככל שהעשן מתבגר ומתפזר יותר. עם זאת, עד שנעלמת הפלומה, הקרינה הכוללת נשארת מתחת לממוצע. שים עין על התפוקה היומיומית שלך. זה לא יעזור מאוד לנקות את הפאנלים שלך במרץ במהלך התרחשות העשן. עצור עד שהעשן יתפוגג.

4.4 לכל השאר: ההשפעה של עשן מזדקן על שינה, מצב רוח ונוחות חזותית

אור כחול נמוך וטמפרטורת צבע נמוכה יכולים לגרום לך להרגיש ישנוני ופחות ער. זו לא יצירתיות. מקצבי היממה מוסדרים על ידי אור כחול. הגוף שלך עשוי לראות בין ערביים אם אתה מבלה את כל היום באור של 3400K.
השתמש בתאורה של 5000K במהלך היום כדי לפצות על עבודה בתוך הבית. העיניים שלך יעריכו את זה גם כן. קריאה באור ענברי גורמת לעיניים שלך להתאמץ מהר יותר.

5. איך לפצות על זה: תוכנית תאורה מבוססת-זמן

5.1 רעיון כולל: הצג מחדש את מה שחסר בהתאם לגיל

השמיים נראים חמים, אז אל תוסיף רק אור חם. זה מחמיר את הנושא. הכנס מחדש את אורכי הגל הכחולים והירוקים שהעשן חיסל.

הפיצוי צריך להיות בקנה אחד עם שלב העשן. התיקון הנמרץ ביותר נדרש לעשן טרי. עשן ישן יותר דורש פחות.

5.2 שלב 1: עשן טרי (0-24 שעות): תוסף כחול +5000K–6500K CRI גבוה

CCT: בין 5000K ל-6500K

CRI: > 90

תוסף כחול: אם אתה מטפח צמחים, הוסף תוספת של 450 ננומטר.

מַדוּעַ? אור כחול מופחת ביותר מ-50% על ידי עשן טרי. כדי לשחזר את עיבוד הצבע ולתת לצמחים כחול מתאים, אתה צריך CCT גבוה ו-CRI גבוה.

5.3 שלב 2: עשן מעברי (24-72 שעות):ספקטרום מלאCCT: 4000K עד 5000K

סוג: LED עם ספקטרום מלא

הספקטרום מתחיל להשתפר. תוספי תזונה כחולים כבדים כבר אינם נחוצים. בדרך כלל, אור הגון של ספקטרום מלא- באזור 4000K-5000K יתאים.

5.4 שלב 3: עשן מיושן (72 שעות+): 3500K–4500K, CCT אחידות: 3500K–4500K

עדיפות: כיסוי אחיד ולא עוצמה מרבית

הספקטרום כמעט אופייני בשלב זה. עם זאת, האור עדיין מפוזר יותר מהרגיל. ודא שמרחב העבודה שלך מואר באופן שווה על ידי התאורה המלאכותית שלך.

5.5 מה לא לעשות: שימוש"לבן חם" (2700K)לבד יחמיר את המצב.

השגיאה השכיחה ביותר היא זו. בניסיון "להתאים" לשמים כתומים, אנשים הולכים על אורות לבנים חמים. זה הופך את הנושא לחמור פי שניים. הצבע הכחול של נורות לבנות חמות (2700K) כבר נמוך. רמת האור הכחול שלך יורדת עוד יותר כאשר אתה משלב אותם עם יום עשן.
השתמש באורות עם CCT גבוה ו-CRI גבוה. אל תנסה להתאים לשמים. לפצות על זה.

6. לא כל האובך האטמוספרי זהה: עשן לעומת אחרים

עשן הוא ייחודי מכיוון שהוא מזדקן כימית. אובך ועננים לא.

7. כיצד לפקוח עין על איכות האור כאשר מתרחש עשן

7.1 רמזים חזותיים: מה לראות בשמים בכל שלב

טרי: שמיים כתומים עד חומים, שמש בלתי נראית
מעבר: שמיים זהובים, שמש בקושי נראית

מיושן: שמיים לבנים, שמש מעורפלת אך מורגשת

קשה לפרש רמזים חזותיים. פשוט השתמש בהם כדי לנחש מהר.

7.2 משאבים טכניים-נמוכים: אפליקציות הערכת CCT לסמארטפונים

CCT עשוי להיות מוערך ממצלמת הטלפון שלך באמצעות אפליקציות כמו Colorimeter או LightSpectrum Pro. למרות שהם אינם בדרגת-מעבדה, הם מספיקים כדי לקבוע אם אתה ב-3500K או 5000K.

7.3 מכשירים מומחים: ספקטרומטרים ניידים

כדאי להשקיע בספקטרומטר כף יד אם אתה מנהל גידול מסחרי או סטודיו לצילום. אתה יכול להשיג CCT, CRI, ואת ה-SPD המלא במדידה אחת. תוכל לקבוע את השלב המדויק של העשן.

שאלות נפוצות

מַגָע
קווין ראו

דוא"ל:bwzm12@benweilighting.com

טל/וואטסאפ:+8619972563753