光の強さを測定する
ダナリドルによる
サンゴ礁水族館の愛好家にこれらの質問をすると、おそらく次のような答えが返ってくるでしょう。
Q: タンク内の水の比重はどれくらいですか?
A:1.025
Q: カルシウム濃度はどれくらいですか?
A: 400 ミリグラム/リットル (または XNUMX 万分の XNUMX)
Q: 水槽内の最高光レベルはどれくらいですか?
A: おそらく答えは得られないと思います。
なぜ? おそらく次のような理由が考えられます。
1. 照明は複雑な問題になる可能性があり、普遍的な正解はありません。
2. 光の強度を測定するにはメーターが必要で、場合によっては高価です。
3. 光の強さを測定するのはそれほど楽しいことではありません。
今回と今後の記事では、照明の問題を「複雑化しない」ように努めます。
メーターの費用に関しては、魚クラブが会員の資金を出し合って購入することもできます。
光測定をエキサイティングなものにするために私たちにできることはあまりありませんが、カルシウムやアルカリ度の検査と同じように退屈なものではありません。
多くの光源 (蛍光灯、メタルハライド ランプ、水銀灯など) は、数か月にわたって強度が低下する可能性があります。
出力を監視することは重要であり、ランプの交換時期を知るために使用できます。)
一般に、発光ダイオード (LED) は、その寿命 (最良の条件下では数年) にわたって強度が大幅に失われることはありません。
今回は、水族館の光を測定するさまざまな方法と、それぞれの長所と短所を検討します。
これらのデバイスは、ルクス メーターおよびクォンタム (または PAR) メーターと呼ばれます。
図 1. 著者の研究室にあるいくつかの光測定装置。
ルクスメーター
プロ: 比較的安価。
短所: センサーは緑色の光に最も敏感で、重要な光を「認識」します。
光合成が不十分(紫/青、赤色の光など)
ルクスメーターは水族館の光を測定する最も安価な方法ですが、センサーは緑色の光に最もよく反応します (その反応は測光的であり、人間の目が最もよく知覚するが、光合成の促進には最も効果が少ない光の波長に対応します)。ルクスメーターのセンサーは防水性があり、できればコサイン補正されている必要があり (測定値が光源に対するセンサーの角度に大きく影響されないことを意味します)、少なくとも 100,000 ルクス (最大強度の強度) まで読み取ることができる必要があります。ルクスメーターで光を測定することは、まったく測定しないよりも優れています。 ルクスから光合成活性放射線への変換(次の主題)は、変換係数がわかっていれば可能です。
量子またはPARメーター
プロ: 査読済みの科学雑誌や本格的な愛好家によって使用され、比較が容易になります。
ほとんどのセンサーはコサイン補正され、防水性があり、水に浸しても正確な結果が得られるように設計されています。
LED ライトに良好に反応するものもあります。
コン: ルクスメーターよりも高価です。
量子計は、約 1990 米ドルのものが導入される 200 年代後半まで、主に研究者やプロのアクアリストによって使用されていました。 それ以来、PAR 測定 (正しくは、光合成光子束密度の略で PPFD と呼ばれます) が、水族館内の光の強度を報告する標準になりました。 光合成では光子のエネルギーレベルは重要ではないため(クロロフィルなどの光色素に吸収されると、青色光子は赤色光子と同様に光合成を促進します)、量子計はエネルギーレベルに関係なく、約400ナノメートルから700ナノメートル(ナノメートルはXNUMX億分のXNUMXメートル)の帯域幅にわたる光子の数を報告します。
PPFD は、マイクロモル/平方メートル/秒、つまり µmol・m²・sec の単位で報告されます。 量子計は、少なくとも 2,000 µmol·m²·sec (最大強度の太陽光の強度とほぼ同じ) の光強度を報告する必要があります。
光強度を測定する他の方法としては、放射計 (ワットまたはマイクロワットの放射単位で報告する) などがあります。
放射単位を使用するサンゴに関する科学論文はほとんどなく、趣味の文献にもないため、この方法は無視できます。
光の測定方法については理解できたので、次に実際のサンゴ礁での光の強度を見てみましょう。
「サンゴは得られるすべての光を利用できるのに、なぜわざわざ光を測定する必要があるのか」と疑問に思う人もいるかもしれません。
干潮時にサンゴが空気と強い光にさらされている写真を見たことがありますが、彼らは元気です!」 次回は、これがなぜ間違っているのかを検討します。
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