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用LED照明保护野生动物

2020-07-14 13:59:09 Yoelit Hiebert 阅读:
人工照明每年会导致数千只鸟类、爬虫类、无脊椎动物和哺乳动物的行为中断、伤害甚至死亡,因此关于如何实现满足人类需求的照明,同时将对动物的不利影响降至最低的研究越来越多。

即使在最困难的情况下,每件事都有一体两面,有好也有坏,我们共同生活的那方面也不例外。在过去的几个月中,COVID-19迫使人类只能待在室内,但这却有益于空气、水和野生生物却是有益的。iB8ednc

尽管人们不在室外活动,但并未改变的一件事是已被安装的方便人类进行夜间活动的室外照明设备。若是我的邻居有任何动静,即使没有人在附近,该照明设备仍会继续工作。人工照明每年会导致数千只鸟类、爬虫类、无脊椎动物和哺乳动物的行为中断、伤害甚至死亡。体认到自然黑暗的环境是无可替代的,因此关于如何实现满足人类需求的照明,同时将对动物的不利影响降至最低的研究越来越多。iB8ednc

人类视觉反应与动物的行为反应和视觉敏感性之间的固有差异,开启了室外照明光谱辨识的大门,该光谱可将对野生生物的有害影响降至最低,同时仍为人类提供充足的照明。一篇题为「快速评估灯光谱以量化夜间光的生态影响(Rapid assessment of lamp spectrum to quantify ecological effects of light at night)」的研究文章提供了一些见解,可预测各种照明产品的光谱功率密度(SPD)的影响,从而广泛采用LED照明 在野生动物上。iB8ednc

该研究针对四个参数分析了24种人造光源(包括LED在内的各种照明技术)对昆虫、海龟、Newell地区的水薙鸟(shearwater)和幼鲑的行为、视觉敏感度和生理响应的影响:相关色温(CCT)、显色性指数(CRI)、霞光和褪黑激素抑制(蓝光含量)。在这些参数中,CCT似乎与野生动植物的影响具有最强的相关性,一般而言,CCT较暖,因此使用较冷的CCT对研究物种的不良影响较小。该结论对LED照明装置具有重要意义,因为与传统的照明技术(例如低压钠_不同,LED产品的SPD可以根据特定应用进行定制。iB8ednc

使用CCT作为评估潜在影响的唯一指标存在一个缺点,因为SPD明显不同的光源仍具有相同的CCT。因此,建议使用不同的预测指标,包括低于给定波长阈值的可见光百分比、人类的退激素反应(定义为与标准D65光源相比,固有感旋光性视网膜神经节细胞对来自测试光源的照度增加的灵敏度的百分比差异),以及褪黑激素到明亮光(M/P)的比值。iB8ednc

对相同的四个动物群体进行的其他研究得出的结论是,虽然褪黑激素反应和M/P指标通常在预测对野生生物的影响方面最有用,但CCT似乎为昆虫提供了更好的预测价值。这再次对LED照明具有特别的含义,因为在紫色范围内使用较短的波长可使光源优化褪黑激素反应和M/P比,同时仍然避免了与人类不良的褪黑素反应相关的蓝光。 但是,这种紫光对昆虫极具吸引力,导致正常行为受到干扰,如图1所示。iB8ednc

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图1 显示在光谱范围内比较了人类的褪黑激素反应和对昆虫的吸引力。(数据源:Courtesy of Travis Longcore)iB8ednc

尽管正在进行人工照明对特定物种影响的研究,但将争议减至最低的底线是无庸置疑的:低CCT照明虽然直截了当且简单,但并非万能解决方案。除了适当的CCT外,项目还必须强调时间安排、强度和分布,即仅在需要时以所需的强度提供光,并仅在需要的地方提供光。iB8ednc

考虑到这些原理而设计的许多基于LED的户外照明项目最近已施行。最广为人知的人工照明对野生动植物负面影响之一是海龟孵化场,海龟从它们产卵的海沙巢穴中出来后,它们会被月亮映照在海面上的光吸引以回到大海,但是人造光很容易使孵化场的海龟迷失方向,常常导致它们的死亡。iB8ednc

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图2 Luminis对海龟友好的照明装置安装在亚拉巴马州的墨西哥湾沿岸。(图片来源:Luminis)iB8ednc

位于亚拉巴马州墨西哥湾沿岸最新安装的LED照明解决方案是可以采取的减轻影响措施的一个例子(图2)。海岸线上的杆式照明具有顶部的圆形屏蔽(出于黑暗的天空考虑)和一个附加的半屏蔽,可将光线引导到远离大海的位置。此外,LED照明灯是低CCT琥珀色,可与月亮的冷白色区分开。其他照明装置的重点是鸟类、蝙蝠甚至北极熊的健康,每种照明装置都使用LED产品,并特别选择了输出光谱以最大程度地减少有害影响。iB8ednc

(参考原文:LED lighting solutions protect wildlife,by Yoelit Hiebert,EDN Taiwan Anthea Chuang编译;责编:Demi Xia)iB8ednc

本文为电子技术设计原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Yoelit Hiebert
Yoelit Hiebert过去十年一直从事LED照明领域的工作,在行业制造和最终用户方面拥有丰富的经验。 她与照明工程协会一起,积极参与固态照明和控制标准的开发。Yoelit拥有密苏里科技大学的电子工程学士学位和硕士学位。她是注册专业工程师,通过认证的能源经理,并获得了国家照明行业资格认证委员会的照明认证。
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