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[原创] 选灯不求人,海缸应该使用什么光?(一)

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东杰聊 发表于 2019-1-28 14:18:32 |显示全部楼层
本文首发微信公众号:东杰聊,转载需要经过我同意。

我以前碰到的最多问题就是被人问“我手里的这款灯,到底要怎么调整最适合珊瑚?”,用LED的问,用T5的问,甚至用卤素的也要问。在海水论坛也经常看到这种贴。
当我们手里有一款灯时候,有相当一部分人不知道应该怎么设置光谱/搭配灯管/灯泡。哪怕别人给了建议,也是将信将疑的要问好多人,查好多帖子的回复才参考。
今天我就给还在纠结灯光的玩家分享下灯光的问题,这里我不会给你说怎么调整光谱,怎么选择灯管/灯泡。但是我会告诉你,到底我们应该给珊瑚一个什么样的光环境。这篇文章比较枯燥,我希望您能静下心来,认真的去读一读,调光不求人!后续我会出视频版本。
我们通常喜欢用一望无际的蓝来描述大海。那么海水为什么看上去是蓝色的呢?
我们知道太阳光是七彩色的,因为混合在一起,所以就成了无色的,而太阳光照射到海面上时,长波的红绿白等波段的光很容易被海水吸收掉了,而短波的篮紫光的能量非常强,穿透力也很强,一部分被海水漫反射出来,一部分穿透到了海水中去。
海水反射的蓝、紫光 就让我们肉眼看到了大海是蓝色的。那么为什么不是紫色呢? 因为人眼的偏见导致人们对紫色的感知力很弱,所以就形成了蓝色大海。
640.webp.jpg
我们先学习怎么看光谱图。
横轴是波长,不同的波长可以简单理解为不同的颜色。波长的单位是纳米,写作nm。 纵轴是波长的强度,越高能量越强。
我们只看横轴:
400-700nm,就是有彩色光芒的这一段,这是可见光。
300-400nm,这是紫外线,我们人眼看不见。
700-1000nm,这是红外线,我们人眼也看不见。
不同的波长的光,按照不同的强度组合起来,可以起到很多作用,例如促进陆生植物生长,促进海水生物发育,还有医学上治疗疾病。
好了,现在我们学会了看光谱,那么海水生物需要什么样的光呢?
640.webp (1).jpg
(阳光在海水中的渗透图)
这张不同光在海水中可穿透的深度图。 横轴是波长,单位是纳米,纵轴是海水深度,单位是米。
从这张图可以看到,位于350-500nm之间的波段的穿透力是最佳的,这一波段主要是 蓝、紫 可以穿到到150-250米深的海水中。
而绿,黄,穿透力非常有限,基本在50米最有就衰减的非常严重了,而红光呢?最惨,只能穿透到几米的海水深度。
我们再来看这张图:
640.webp (2).jpg
(光谱分布与海面面上的波长(浅蓝色),5m处(蓝色)和15m深度(深蓝色))
这张图是根据计算与推导所得的在海水表面(浅蓝色)、海水下5m(蓝色)、海水下15米(深蓝色)光能量图,
我们可以注意到,在5-15米的水深的过渡中,红光是逐渐消失的。而篮紫这个区间的光的能量始终是最强的。
海水中的珊瑚大部分是分布在5-15米这个深度范围的,在亿万年的进化中,海洋生物已经充分了适应了篮、紫光,并且对这部分光的利用率是最高效的。
这恰恰跟陆生的植物不同,我们陆生植物对红光的吸收利用率是最高的,其次是蓝光,这就是为什么在淘宝上搜索植物生长灯的时候,这些灯都是红色调为主搭配蓝光。
聊了不同波长的光的穿透问题,我们再看珊瑚中的共生藻类,主要是虫黄藻需要什么光?
640.webp (3).jpg
(虫黄藻对光的吸收利用率)
这张图是一些实验室对外公布的虫黄藻对不同波段的光的利用效率。从图中可以看到,虫黄藻除了对紫、蓝这一波段利用率最高之外,再就是蓝绿波段,而红、黄是利用率最低的。
总结一下这一篇内容:
对于海水生物来说,对他们最重要的光是蓝色与紫色,主要在400-500nm波段。 其次是有一定穿透力的绿光。而红光虽然需要,但是红光在海水中的穿透力非常弱,所以需求非常小。
所以,我们选择海缸的灯具的时候,应当选择可以提供强大篮紫光线同时又对红绿有一定补充的波段的灯。
以上是基础的光谱问题,看到这里,晕了吗?别怕这些乱七八糟的图,仔细看。
这篇文章分为2篇,下篇我会讲荧光、光照时间、及PAR的问题。两篇结合起来,充分理解,您一定会成为珊瑚缸用灯高手。
参考文献:
By Dmitry Karpenko, Vahe Ganapetyan Light in the Reef Aquaria
C.D'Angelo, J.Wiedeion XR30w wins the 2011 Reef Builders LED showdown
Leletkin V.A., Popova L.I., Light absorption by carotenoid peridinin in zooxanthellae cell and setting down of hermatypic coral to depth, Zh. Obshch. Biol. 2005 May-Jun;66 (3)
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RossiJdjc 发表于 2019-1-29 15:27:46 来自 |显示全部楼层
学习了!感谢🙏
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ejZ0416J 发表于 2019-2-16 21:03:27 来自 |显示全部楼层
问一下普通的灯加色纸会不会有效果?
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东杰聊 发表于 2019-2-17 13:28:53 来自 |显示全部楼层
ejZ0416J 发表于 2019-2-16 21:03
问一下普通的灯加色纸会不会有效果?

我还真没研究过这个问题
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ejZ0416J 发表于 2019-2-17 15:06:04 来自 |显示全部楼层
ejZ0416J 发表于 2019-2-16 21:03
问一下普通的灯加色纸会不会有效果?

加了色纸的话可以改变光的颜色也许可行哦。 //回复@东杰聊:我还真没研究过这个问题
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东杰聊 发表于 2019-2-20 17:29:25 来自 |显示全部楼层
ejZ0416J 发表于 2019-2-16 21:03
问一下普通的灯加色纸会不会有效果?

嗯,假设可行,但是色纸肯定透光滤就降低很多,得不偿失。现在都是想办法减少光线穿透的物体数量以求的低功率高输出的效果。 //回复@ejZ0416J:加了色纸的话可以改变光的颜色也许可行哦。
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