스펙트럼 G-지수

Spectral G-index
작성자 수준의 메트릭에 대해서는 g-index를 참조하십시오.

스펙트럼 G-지수는 가시광선 방출에 대한 가시광선 광원의 단파장 빛의 양을 정량화하기 위해 개발된 변수이다(루멘당 파란색 빛의 양 측정).G지수가 작을수록 램프의 총 출력에 비해 파란색, 보라색 또는 자외선이 많이 방출됩니다.하늘빛과 생태 빛 오염을 최소화하는 실외등을 선정하기 위해 사용합니다.G-지수는 원래 칼라 알토 [1][2]천문대의 천체물리학자인 데이비드 갈라디 엔리케스에 의해 제안되었다.

정의.

Different colored "white" lamps
색온도가 매우 다른 램프는 보통 G-인덱스도 다릅니다.색온도가 높은 램프는 파란색 빛이 더 많으므로 일반적으로 G-인덱스가 더 낮습니다.

G-지수는 천체 측광 시스템을 기반으로 하며 다음과 [1]같이 정의된다.

어디에

  • G는 스펙트럼 G-지수이다.
  • θ는 나노미터 단위의 파장이다.
  • E는 램프의 스펙트럼 전력 분포이다.
  • V(θ)는 밝기 함수입니다.

합계는 1nm의 [1]스텝 크기를 사용하여 계산합니다.배기량이 500nm 미만인 램프(예: 저압 나트륨 또는 PC 황색 LED)의 경우 G-지수는 원칙적으로 정의되지 않습니다.실제로 이러한 램프는 측정 정밀도의 한계 때문에 일부 값보다 큰 G를 갖는 것으로 보고된다.안달루시아 지방정부는 스펙트럼 전력 분포를 알고 있는 램프의 G-지수를 계산할 수 있는 스프레드시트를[3] 개발했으며, "Astrocalc" 소프트웨어나[4] f.luxometer 웹 앱에서도 계산할 [5]수 있습니다.

G지수는 빛 공해를 직접 측정하는 것이 아니라 램프에서 나오는 빛의 색에 대해 말해준다.예를 들어, G 지수를 정의하는 방정식은 총 플럭스로 정규화되기 때문에 두 배의 램프를 사용해도 G 지수는 변경되지 않는다. 이는 총 빛이 아닌 부분 빛의 측정값이다.마찬가지로, G-지수의 정의는 빛이 빛나는 방향을 포함하지 않기 때문에 [6]방향에 따라 크게 달라지는 스카이글로우와 직접적으로 관련이 없다.

근거

(주로) 가로등용 주황색 고압 나트륨 램프에서 (주로) 흰색 LED로 글로벌 전환이 진행됨에 따라 짧은 파장(파란색) 방출이 [7]더 큰 넓은 스펙트럼 빛으로 전환되었습니다.이 전환은 천문학적, 생태학적 빛 오염의 증가라는 관점에서 문제가 있다.단파장 빛은 대기 중에 산란될 가능성이 높기 때문에 같은 양의 긴 파장 [6][8][9]빛보다 더 많은 인공적인 하늘 빛을 생성한다.또한 넓은 스펙트럼(흰색) 빛과 짧은 파장 빛 모두 좁은 대역과 긴 파장 [10][11]가시광선보다 전체적인 생태학적 영향이 큰 경향이 있다.이러한 이유로 조명 가이드라인, 권고사항, 규범 및 법률에 따라 블루라이트 방출에 제한이 있는 경우가 많습니다.예를 들어 국제암흑천협회의 "인정 도장" 프로그램은 관련된 색온도(CCTV)를 3000K 이하로 제한하는 반면, 프랑스 광공해법은 대부분의 지역에서 CCT를 최대 3000K로, [12][13]자연보호구역과 같은 보호구역에서는 2400K 또는 2700K로 제한하고 있다.

이러한 접근법의 문제는 CCT가 청색광 방출과 완전히 상관관계가 없다는 것이다.동일한 CCT를 가진 램프는 상당히 다른 부분적인 파란색 빛을 [2][14]방출할 수 있습니다.이는 CCT가 흑체 광원에 대한 비교에 기초하고 있기 때문에 LED 및 고압 [15]나트륨과 같은 증기 방전 램프에 대한 근사치가 낮기 때문입니다.따라서 G-지수는 실외등 구매를 위한 의사결정과 CCT 지표의 [14]개선된 대안으로 조명 규제에 사용하기 위해 개발되었다.

사용하다

2019년 유럽위원회의 공동연구센터는 도로 조명의 녹색 공공 조달 지침에 G-지수를 통합했다.특히 천문학적 또는 생태학적 이유로 보호가 필요한 지역에서는 G지수가 푸른 [14]빛의 양을 보다 정확하게 수량화하기 때문에 조명 결정을 내릴 때 CCT 대신 G지수를 사용할 것을 권고한다.그들은 "핵심 기준"에서 "공원과 정원 및 공급자가 생태학적으로 민감하다고 간주하는 지역의 G-지수는 1.5 이상이어야 한다"고 권고한다.어떠한 이유로 G-지수가 계산되지 않을 수 있는 경우, 그들은 CCT30003000 K가 이 기준을 충족할 가능성이 높다고 제안한다.보다 엄격한 "포괄적 기준"에서는 공원 및 생태학적으로 민감한 지역 또는 광학천문 관측소에서 특정 거리만큼 떨어진 지역의 G-지수가 2.0 이상인 것을 권장한다.이 경우에도 G-지수를 계산할 수 없는 경우에는 CCT272700 K가 [14]권장된다.

G-인덱스는 안달루시아 지방 정부에 의해, 특히 밤하늘을 보호하기 위한 목적으로 사용될 계획이다."환경 구역"에 따라 조명의 G 값이 2, 1.5 또는 1보다 커야 합니다.천문 활동이 진행 중인 지역에서는 단색 또는 준단색 램프만 사용할 것으로 예상되며, G>3.5이며 원칙적으로 585-605 [1]nm 간격의 방출만 사용할 것으로 예상된다.

문제 있는 사용 경고

G-지수는 CIE와 같은 표준개발기구(SDO)에 의해 평가되거나 채택되지 않았다.일반적으로 규격이 규정 또는 입찰에 사용되기 위해서는 SDO에 의한 엄격한 평가 및 채택 절차를 거쳐야 한다.따라서 EC 공동연구센터와 안달루시아 지방정부(및 그 외)가 G-지수에 근거한 의무요건을 제시하거나 규정하는 것은 의문이다.

푸른 빛을 줄이는 데만 초점을 맞춘 조치는 생태학적 보호를 제공하지 못할 것이다.빛의 세기는 스펙트럼보다 강하거나 강한 역할을 하기 때문에 빛을 올바른 장소(도로 표면과 인도)에 배치하고 생태학적 영역으로 유출되는 것을 방지하는 것이 빛의 스펙트럼을 조작하는 것보다 더 효과적일 수 있다.스펙트럼이 역할을 하지만 민감한 동물에 대한 교란을 방지하려면 G-지수로 설명할 수 없는 스펙트럼을 변경해야 한다.그 변화들은 또한 종에 따라 다르다.특정(빨간색 우세) 스펙트럼은 빛에 민감한 곤충과 박쥐 종에 대해 [16][17][18]어둠만큼 좋다는 것이 입증되었다.황색 스펙트럼은 일부 종에게 적색 스펙트럼보다 덜 친환경적인 것으로 입증되었지만, 둘 다 청색 함량과 '우호적' G 지수를 가지고 있다.따라서 스펙트럼 G-지수의 사용은 지나치게 단순하며 득보다는 실이 많을 수 있다.따라서 조명 규격이나 규정에서 G-지수를 사용하는 것은 강력히 권장되지 않는다.

레퍼런스

  1. ^ a b c d Junte de Andalucia (2018). Índice espectral G (PDF) (Technical report). Retrieved 12 February 2019.
  2. ^ a b Galadí-Enríquez, D. (February 2018). "Beyond CCT: The spectral index system as a tool for the objective, quantitative characterization of lamps". Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 206: 399–408. arXiv:1712.06825. Bibcode:2018JQSRT.206..399G. doi:10.1016/j.jqsrt.2017.12.011. S2CID 73564862.
  3. ^ "Índice espectral G". www.juntadeandalucia.es (in European Spanish). Retrieved 2019-04-01.
  4. ^ "LICA AstroCalc - Comparador de filtros y cámaras". carlostapia.es. Retrieved 2019-04-01.
  5. ^ "f.luxometer". Retrieved 2019-04-29.
  6. ^ a b Aube, M. (16 March 2015). "Physical behaviour of anthropogenic light propagation into the nocturnal environment". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 370 (1667): 20140117. doi:10.1098/rstb.2014.0117. PMC 4375359. PMID 25780231.
  7. ^ Davies, Thomas W.; Smyth, Tim (10 November 2017). "Why artificial light at night should be a focus for global change research in the 21st century". Global Change Biology. 24 (3): 872–882. doi:10.1111/gcb.13927. PMID 29124824.
  8. ^ Kinzey, Bruce; Perrin, Tess; Miller, Naomi; Kocifaj, Miroslav; Aubé, Martin; Solano Lamphar, Héctor (2017). An Investigation of LED Street Lighting's Impact on Sky Glow (Technical report). Pacific Northwest National Lab. PNNL-26411. Retrieved 12 February 2019.
  9. ^ Luginbuhl, Christian B.; Boley, Paul A.; Davis, Donald R. (May 2014). "The impact of light source spectral power distribution on sky glow". Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 139: 21–26. Bibcode:2014JQSRT.139...21L. doi:10.1016/j.jqsrt.2013.12.004.
  10. ^ Longcore, Travis; Rich, Catherine; DelBusso, Leigha (2016). Artificial Night Lighting and Protected Lands / Ecological Effects and Management Approaches (Technical report). NPS/NRSS/NSNS/NRR--2016/1213. Retrieved 12 February 2019.
  11. ^ Longcore, Travis; Rodríguez, Airam; Witherington, Blair; Penniman, Jay F.; Herf, Lorna; Herf, Michael (October 2018). "Rapid assessment of lamp spectrum to quantify ecological effects of light at night". Journal of Experimental Zoology Part A. 329 (8–9): 511–521. doi:10.1002/jez.2184. hdl:10261/177341. PMID 29894022. S2CID 48364989.
  12. ^ "Fixture Seal of Approval". International Dark-Sky Association. Retrieved 12 February 2019.
  13. ^ "Arrêté du 27 décembre 2018 relatif à la prévention, à la réduction et à la limitation des nuisances lumineuses Legifrance". www.legifrance.gouv.fr. Retrieved 12 February 2019.
  14. ^ a b c d Donatello, Shane; Rodríguez Quintero, Rocío; Gama Caldas, Miguel; Wolf, Oliver; Van Tichelen, Paul; Van Hoof, Veronique; Geerken, Theo (2019). Revision of the EU Green Public Procurement Criteria for Road Lighting and traffic signals (PDF) (Technical report). Joint Research Centre. EUR 29631 EN. Retrieved 12 February 2019.
  15. ^ Aubé, Martin; Roby, Johanne; Kocifaj, Miroslav; Yamazaki, Shin (5 July 2013). "Evaluating Potential Spectral Impacts of Various Artificial Lights on Melatonin Suppression, Photosynthesis, and Star Visibility". PLOS ONE. 8 (7): e67798. Bibcode:2013PLoSO...867798A. doi:10.1371/journal.pone.0067798. PMC 3702543. PMID 23861808.
  16. ^ Spoelstra, K; van Grunsven, RHA; Ramakers, JJC; Ferguson, KB; Raap, T; Donners, M, Veenendaal, EM and ME Visser (31 May 2017). "Response of bats to light with different spectra: light-shy and agile bat presence is affected by white and green, but not red light". Proc. R. Soc. B. 284 (1855). doi:10.1098/rspb.2017.0075. PMC 5454258. PMID 28566484.{{cite journal}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  17. ^ Donners, M; van Grunsven, RHA; Groenendijk, D; van Langevelde, F; Bikker JW; Longcore, T; and E Veenendaal (26 June 2018). "Colors of attraction: Modeling insect flight to light behavior". J Exp Zool A. 329 (8–9): 434–440. doi:10.1002/jez.2188. PMID 29944198. S2CID 49421077.{{cite journal}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  18. ^ Straka, TM; Greif, S; Schultz, S; Goerlitz, HR; and CC Voigt (2020). "The effect of cave illumination on bats". Global Ecology and Conservation. 21: e00808. doi:10.1016/j.gecco.2019.e00808. S2CID 210303101.{{cite journal}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)

외부 링크