Спектральный G-индекс - Википедия - Spectral G-index

Для метрики на уровне автора см. g-индекс.

В спектральный G-индекс переменная, которая была разработана для количественной оценки количества коротких длина волны свет в источник видимого света относительно его видимого излучения (это мера количества синего света на просвет ). Чем меньше G-индекс, тем больше синий, фиолетовый, или же ультрафиолетовый свет, излучаемый лампой, относительно ее общей мощности. Используется для выбора наружного лампы это минимизирует небесное сияние и экологическое световое загрязнение. G-индекс был первоначально предложен Давид Галади Энрикес, астрофизик в Обсерватория Калар-Альто.[1][2]

Определение

«Белые» лампы разного цвета
Лампы с очень разной цветовой температурой обычно также имеют разные G-индексы. Лампы с более высокой цветовой температурой имеют больше синего света и, следовательно, обычно имеют более низкий индекс G.

G-индекс основан на системе астрономическая фотометрия, и определяется следующим образом:[1]

куда

Суммы следует брать с шагом 1 нм.[1] Для ламп без выбросы ниже 500 нм (например, натрий низкого давления или желтый цвет ПК) ВЕЛ ), G-индекс в принципе не определен. На практике сообщается, что такие лампы имеют G больше некоторого значения из-за пределов точности измерений. В Региональное правительство Андалусии разработал электронная таблица[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, нормализовано к общему потоку, если используется вдвое больше ламп, G-индекс не изменится; это мера частичного света, а не всего света. Точно так же определение G-индекса не включает направление, в котором светит свет, поэтому он не имеет прямого отношения к небесному свечению, которое сильно зависит от направления.[6]

Обоснование

Продолжающийся глобальный переход от (в основном) оранжевого натрий высокого давления Использование ламп для уличного освещения на (в основном) белых светодиодах привело к сдвигу в сторону света широкого спектра с более коротковолновым (синим) излучением.[7] Этот переключатель проблематичен с точки зрения увеличения астрономического и экологического светового загрязнения. Коротковолновый свет с большей вероятностью разбросать в атмосфера, и поэтому производит больше искусственного свечения неба, чем эквивалентное количество длинноволнового света.[6][8][9] Кроме того, как широкий спектр (белый), так и коротковолновый свет, как правило, оказывают большее общее экологическое воздействие, чем узкополосный и длинноволновый видимый свет.[10][11] По этой причине правила освещения, рекомендации, нормы и законодательство часто устанавливают ограничения на излучение синего света. Например, "приспособление печать одобрения »программы Международная ассоциация темного неба ограничивает свет, чтобы иметь коррелированная цветовая температура (CCT) ниже 3000 K, а национальный Французский световое загрязнение закон ограничивает CCT максимум 3000 K в большинстве областей и 2400 K или 2700 K в охраняемые территории Такие как заповедники.[12][13]

Проблема с этими подходами заключается в том, что CCT не полностью коррелирует с излучением синего света. Лампы с одинаковой цветовой температурой могут иметь совершенно разное фракционное излучение синего света.[2][14] Это потому, что CCT основан на сравнении с черное тело источник света, что является плохим приближением для Светодиоды и пароразрядные лампы например натрий высокого давления.[15] Поэтому G-индекс был разработан для использования в принимать решение для покупки наружных ламп и в правилах освещения в качестве улучшенной альтернативы метрике CCT.[14]

Использовать

В 2019 году Европейской комиссии Объединенный исследовательский центр включили G-индекс в свои руководящие принципы для Зеленые государственные закупки дорожного освещения. В частности, в областях, нуждающихся в защите по астрономическим или экологическим причинам, они рекомендуют использовать G-индекс вместо CCT при принятии решений по освещению, потому что G-индекс более точно определяет количество синего света.[14] В своих "основных критериях" они рекомендуют "в парки, сады и участков, которые закупщик считает экологически уязвимыми, G-индекс должен быть ≥1,5 ". В случае, если G-index по какой-то причине не может быть рассчитанный, они предполагают, что CCT≤3000 K, вероятно, удовлетворяет этому критерию. В более строгих «комплексных критериях» они рекомендуют, чтобы парки и экологически чувствительные районы или территории в указанных расстояния из оптический астрономические обсерватории имеют G-индекс больше или равный 2,0. Опять же, в этом случае, если вычисление G-индекса невозможно, предлагается CCT≤2700 К.[14]

Планируется, что G-index будет использоваться региональным правительством Андалусии, в частности, с целью защиты ночное небо. В зависимости от «экологической зоны», регулирование требует, чтобы освещение имело значение G выше 2, 1,5 или 1. В районах, где продолжается астрономическая деятельность, ожидается, что только монохромный либо будут использоваться квазимонохроматические лампы с G> 3,5 и, в принципе, только излучением в интервале 585-605 нм.[1]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Юнте де Андалусия (2018). Índice espectral G (PDF) (Технический отчет). Получено 12 февраля 2019.
  2. ^ а б Галади-Энрикес, Д. (февраль 2018 г.). «Beyond CCT: система спектральных индексов как инструмент для объективной количественной характеристики ламп». Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения. 206: 399–408. arXiv:1712.06825. Дои:10.1016 / j.jqsrt.2017.12.011.
  3. ^ "Índice espectral G". www.juntadeandalucia.es (на испанском). Получено 2019-04-01.
  4. ^ "LICA AstroCalc - Comparador de Filros y cámaras". carlostapia.es. Получено 2019-04-01.
  5. ^ "ф.люксометр". Получено 2019-04-29.
  6. ^ а б Обе, М. (16 марта 2015 г.). «Физическое поведение антропогенного распространения света в ночную среду». Философские труды Королевского общества B: биологические науки. 370 (1667): 20140117. Дои:10.1098 / rstb.2014.0117. ЧВК  4375359. PMID  25780231.
  7. ^ Дэвис, Томас У .; 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. PMID  29124824.
  8. ^ Кинзи, Брюс; Перрин, Тесс; Миллер, Наоми; Коцифай, Мирослав; Обе, Мартин; Солано Лампхар, Эктор (2017). Исследование влияния уличного светодиодного освещения на свечение неба (Технический отчет). Национальная лаборатория Тихоокеанского Северо-Запада. PNNL-26411. Получено 12 февраля 2019.
  9. ^ Luginbuhl, Christian B .; Boley, Paul A .; Дэвис, Дональд Р. (май 2014 г.). «Влияние распределения спектральной мощности источника света на свечение неба». Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения. 139: 21–26. Дои:10.1016 / j.jqsrt.2013.12.004.
  10. ^ Лонгкор, Трэвис; Рич, Кэтрин; Делбуссо, Лейга (2016). Искусственное ночное освещение и охраняемые земли / Экологические эффекты и подходы к управлению (Технический отчет). NPS / NRSS / NSNS / NRR - 2016/1213. Получено 12 февраля 2019.
  11. ^ Лонгкор, Трэвис; Родригес, Айрам; Уизерингтон, Блэр; Пенниман, Джей Ф .; Херф, Лорна; Херф, Майкл (октябрь 2018 г.). «Быстрая оценка спектра ламп для количественной оценки экологических эффектов ночного света». Журнал экспериментальной зоологии, часть А. 329 (8–9): 511–521. Дои:10.1002 / jez.2184. HDL:10261/177341. PMID  29894022.
  12. ^ «Знак одобрения приспособлений». Международная ассоциация темного неба. Получено 12 февраля 2019.
  13. ^ «Arrêté du 27 декабря 2018, относительное à la prevention, à la reduction et à la limitation des nuisances lumineuses | Legifrance». www.legifrance.gouv.fr. Получено 12 февраля 2019.
  14. ^ а б c d Донателло, Шейн; Родригес Кинтеро, Росио; Гама Калдас, Мигель; Вольф, Оливер; Ван Тичелен, Пол; Ван Хоф, Вероник; Гееркен, Тео (2019). Пересмотр критериев государственных закупок в ЕС для дорожного освещения и светофоров (PDF) (Технический отчет). Объединенный исследовательский центр. 29631 евро EN. Получено 12 февраля 2019.
  15. ^ Обе, Мартин; Роби, Джоанна; Коцифай, Мирослав; Ямазаки, Шин (5 июля 2013 г.). «Оценка потенциального спектрального воздействия различных искусственных источников света на подавление мелатонина, фотосинтез и видимость звезд». PLOS ONE. 8 (7): e67798. Дои:10.1371 / journal.pone.0067798. ЧВК  3702543. PMID  23861808.

внешняя ссылка