RSS 2.0
Simulace přírodní mořské vody
Přihlášení
Nepřihlášený uživatel
Reference
Facebook
Alternative Picture
Produkty - Osvětlení
Teoretický úvod

Zářivý výkon Slunce je asi 4.1020 megawattů. Pouze zanedbatelná část tohoto nepřestavitelného množství energie - ve formě elektromagnetického záření (včetně světla) - dopadá na svrchní vrstvy zemské atmosféry a dále na povrch země a hladiny oceánů. A ještě menší část osvětluje korálové útesy a umožňuje fotosyntézu.

Version 2015-I

Akvarijní osvětlení - Teoretický úvod

Souhrn

Základní světelné podmínky pod hladinou vody moří a oceánů (Intenzita osvětlení [Illuminance] a Spektrální distribuce záření [Spectral Irradiance]) se podstatně mění v průběhu dne, měsíce a roku a závisí na:

  • vlastnostech světla dopadajícího na hladinu vody, které dále závisí na:
    • zeměpisné oblasti
    • výšce slunce nad obzorem (elevace)
    • počasí
  • charakteru hladiny (klidná / zvlněná)
  • zakalení vody
  • hloubce vody
 

Cesta od Slunce ke korálovému útesu

Slunce

Sun

Zářivý výkon Slunce je asi 4.1020 megawattů.

Pouze zanedbatelná část tohoto nepřestavitelného množství energie - ve formě elektromagnetického záření (včetně světla) - dopadá na svrchní vrstvy zemské atmosféry a dále na povrch země a hladiny oceánů. A ještě menší část osvětluje korálové útesy a umožňuje fotosyntézu.

Svrchní vrstvy zemské atmosféry

Earth

Hodnota Celkové sluneční ozářenosti [Total Solar Irradiance] - množství zářivé energie dopadající na svrchní vrstvy zemské atmosféry - je 1.361 W/m2 v následujících vlnových délkách:

  • Ultrafialové - 100 - 380 nm (UV)
  • Viditelné - 380 - 780 nm (asi 50% z celkového množství)
  • Infračervené - 780 – 1.000.000 nm (IR)

I když se slunce jeví jako žluté, ve skutečnosti emituje barvy všech oblastí spektra - viz Spektrální distribuce záření [Spectral Irradiance] dále v tomto článku.

Zemský povrch

Surface

Relativně velká část (~30%) slunečního záření je odražena a pohlcena zemskou atmosférou (podstatná část UV a část IR). Takže Sluneční ozářenost [Solar Irradiance] na hladině moře je průměrně cca 1.000 W/m2 (průměr za 24 hod. je cca 250 W/m2) a podstatně závisí na konkrétní zeměpisné oblasti a počasí. O skutečných podmínkách v dané oblasti proto lépe vypovídá kumulativní hodnota, vyjádřená jako Roční insolace [Annual Insolation], jejíž hodnota se může pohybovat podle regionu v rozmezí 500 to 2.500 kWh/m2:

Insolation

Zdroj:
www.greenrhinoenergy.com/solar/radiation/empiricalevidence.php

 

Světlo, dopadající na hladinu moře v tropických regionech v pravé poledne za jasné oblohy má následující klíčové vlastnosti:

  • Intenzita osvětlení [Illuminance] cca 110.000 lux (přímé sluneční světlo)
  • Spektrální distribuce záření [Spectral Irradiance] - viz graf níže
    • Osa X - vlnová délka
      (UV - ultrafialová, V - viditelná, IR - infračervená)
    • Osa Y - Spektrální distribuce záření [Spectral Irradiance]
    • Šedá plocha - Celková spektrální distribuce slunečního záření
      ve svrchní vrstvě atmosféry
    • Barevná plocha - Spektrální distribuce záření
      [Spectral Irradiance] na hladině moře

Spectral

Hladina mořské vody & Vodní sloupec

Level

Vlastnosti hladiny vody a vodního sloupce podstatně ovlivňují světelné podmínky pod hladinou díky následujícím efektům:

  • Odraz (1) - efekt rozhraní voda-vzduch
    • pokles intenzity osvětlení
  • Rozptyl (2) - efekt rozptýlených částic odrážejících světlo
    • difúze světla
    • pokles intenzity osvětlení
    • změna spektrální distribuce záření
  • Absorpce (3) - funkce hloubky
    • změna spektrální distribuce záření
    • pokles intenzity osvětlení

Level

Pod hladinou vody

Underwater
Intenzita osvětlení [Illuminance]

Pokles intenzity osvětlení s hloubkou v pobřežních vodách ukazuje následující graf:

Osa X - Intenzita osvětlení v % intenzity na hladině
Osa Y - hloubka vody v metrech

Depth

Intenzita osvětlení na hladině je navíc funkcí sluneční elevace.

Spektrální distribuce záření [Spectral Irradiance]

Změny spektrální distribuce záření pod hladinou vody je způsobena absorpcí, která je nejenom funkcí hloubky, ale je také odlišná pro každou vlnovou délku. Následující graf ukazuje propustnost čisté mořské vody pro světlo:

Osa X - vlnová délka
Osa Y - hloubka

InDepth

Tento graf by vypadal odlišně pro pobřežní kalnější vody (maximální propustnost v zelené oblasti spektra) a pro brakické vody (maximální propustnost v červené oblasti spektra)

Korálový útes

Underwater

Kromě výše uvedených existuje ještě další klíčový parametr, způsobující snížení množství světla dopadajícího na korály - umístění:

 

Position

  • Pozice ve stínu útesu (1)
    • ovlivňuje množství dopadajícího světla především v časných ranních a pozdních odpoledních hodinách (obecně mimo poledne)
  • Překrytá pozice (2)
    • ovlivňuje množství dopadajícího světla po celý den

Praktický příklad

Následující příklad byl vytvořen pro oblast egyptských korálových útesů, s cílem odhadnout průměrné světelné podmínky pod hladinou vody v průběhu roku. Byly zvažovány následující parametry:

  • geografické podmínky
    • sluneční elevace
    • intensita osvětlení (odhad)
    • vlivy počasí (hrubý odhad)
  • odraz světla na hladině vody (odhad)
  • vliv zakalení vody (odhad)
  • hloubka
 
Sluneční elevace - 21 červen Sluneční elevace - 22 prosinec
Jun Dec

Východ slunce
Západ slunce
Délka dne
Max. úhlová výška

05:54
19:59
14:05
83°

Východ slunce
Západ slunce
Délka dne
Max. úhlová výška

06:47
17:00
10:12
36°

Výpočet intenzity osvětlení Výpočet intenzity osvětlení
Hloubka [m]
Max [lx]
RHAD [lx] *
Hloubka [m]
Max [lx]
RHAD [lx] *
1
5
10
20.000
6.700
3.300
9.000
3.000
1.500
1
5
10
8.600
2.900
1.400
3.800
1.300
600
* RHAD = Zaokrouhlený denní hodinový průměr

Pro další použití v akvaristické praxi byl také vypočten Zaokrouhlený roční hodinový průměr s následujícími výsledky pro různé hloubky vody:

  • 01 m - 6.400 lux
  • 05 m - 2.100 lux
  • 10 m - 1.100 lux

Akvarijní osvětlení - Mořské akvárium versus příroda

Klíčové rozdíly

I když je zřejmé, že neexistuje praktické řešení pro dosažení přírodní intenzity osvětlení tropických oblastí (cca 110.000 lux v pravé poledne za jasné oblohy) v mořském akváriu, dobrá zpráva je, že to ani není třeba, protože pomohou všechny níže uvedené rozdíly mezi přírodními podmínkami a podmínkami v mořském akváriu:

  • Žádná změna elevace osvětlovacího tělesa v průběhu dne
  • Žádné vlivy počasí
  • Obvykle klidný charakter hladiny
  • Obvykle velmi nízké zakalení vody
  • Malá hloubka vody
  • Nastavitelná délka dne
 

Výše uvedené výhodné rozdíly umožňují v akvaristické praxi napodobit přírodní světelné podmínky pod hladinou vody.

 
TOPlist
Hledání
Napište nám
Produktové informace
coral-shop
Nejprodávanější produkty
Profi Plus Additives
Marine Line Additives
Test Kits
CS DispoPhos
CS NitraClean
Platinum Reef Additives
CS Marine Salts
Animal Care Products
CS DeChlorAmm
Channel One Dosing
Novinky
Nejnavštěvovanější