PAR 值是什么?
灯光 PAR 是一个常见术语,在很多视频和文章都会出现[文]。
想必你会听说过流明,其实 PAR 和流明都是一样的意思,就是亮度,只是流明[章]是对于人类而言,PAR 值对应的是珊瑚。
除了滤食性的珊瑚,大部分珊瑚都需要照明来[来]维持生命和生长,和植物差不多。珊瑚组织内[自]生活着被称为虫黄藻的微小植物,作为珊瑚的[w]一体进行光合作用。
由于珊瑚对光的需求不一样,我们可以使用 PAR 值来衡量珊瑚所需的亮度,同时也可以比较不[w]同灯,不同的亮度。
理想情况下,你买到的珊瑚,最后与它的原生[w]环境接近,它活得就更舒服一些,死亡率低点[.],生长速度快点。所以,你可以尝试在海缸中[a],不断调整位置,直到最适合。
实际上,现代的灯具的 PAR 值都已经足够高,高到可以哂死你的珊瑚。但[i]是却不一定能保证均匀的PAR值。常见的毛[y]病就是正下方高,四周低。
如图
t5 灯管发散光源
LED 聚光光源
PAR VS Lumens vs 流明 vs Lux VS 瓦
我是用龟壳灯的,即 400 瓦(W),低的有 250W ,极少数鱼友用 150W。鱼友间讨论各种灯只会比较多少 W,瓦数越高,感觉就是光越强,但很少说 PAR。
瓦指的是功率,而且是消耗的功率,也就是说[a],你可以用 400W 的灯,产生极低的光量,也可以用极低的瓦数[n]产生极高的光量,就如同家里屋顶的 LED 灯,功率(瓦)远低于以前的钨丝灯,因为卤[g]素和钨丝灯,很大一部分能量转为热能,而不[y]是光。
随着 LED 流行,发光的原理完全不同,就不能再用 LED 的瓦数来与传统的卤素灯来对比。
流明 Lumens 指灯产生光的总量,将光想像成水,可以理解[u]为立方这个单位。但它不能衡量某时间在某空[.]间的流量。如同你不能用『立方』直接说这是[c]长江的流量,缺少了时间单位。
1 Lumen 有多少光?相当于一支蜡烛燃烧一秒的光量。[o]所以 Lumen 越高,想像越多蜡烛在燃烧就好了,哈哈。
Lux 勒克斯,在流量的基础上加上了时间和空间,[m]大部分光测量仪都是用这个单位。但它不考虑[文]色温与波长,所以珊瑚不需要的光量,它也计[章]算进去了。最典型的情况是 UV 紫色光谱不够,但 Lux 仍然很高。
Lumen流明与 Lux
终于聊到 PAR,在植物能吸收的光谱范围内,某一特[来]定时间照射到某一特定地点的光子数量。所以[自]它在 Lux 单位的基础上,加上了光谱这个限定,即对我[w]们饲养的珊瑚有效光谱才计算入内,这也是为[w]什么水族 LED 厂家最喜欢用的单位。
所以,Lumen 流明是人对光的强度的衡量,PAR 是珊瑚或植物对光的强度的衡量。
大家感受不一样嘛,所以你觉得很暗的蓝光,[w]实际对珊瑚来说,也许是很强的光了,具体要[.]用 PAR 表来测。
现在你知道,某宝买的亮度计,或苹果手机下[a]载的 App 亮度计,它们都是只能测 Lux ,不带过滤的,测出来的结果对人有用,对珊[i]瑚没用,不要买,也不用测 Lux了。
对于海水来说,那 PAR 是否完美单位呢?
不完全是,主要是原因是,从 400nm ~ 700nm (纳米)这个波长来说,细胞中的叶绿素,能[y]进行光合作用东东,效能不一样。如下图
a, b 两种叶绿素对 450 和 650 波段,光合作用最高。但留意在 400 以下这个波段,就是所谓 UV 光,这个是不算在 PAR 值的范围内的。
从图中可见,绿光,黄光,红光对珊瑚完全没[a]有效果,所以厂家一般都是用蓝光,UV 紫光为主。而黄光,红光则只对植物的叶绿素[n]有效。
叶绿素就是珊瑚前面说的虫黄藻了,要吃光的[g]。
下图是叶绿素 a 光合作用图,不同色彩代表不同色温,我们的[y]灯用的是左边的色温,紫色和蓝色为主。
叶绿素 a 光合作用光谱
叶绿素ab-光合作用-色温范围
叶绿素ab-光合作用-色温范围
来自维基的解释
叶绿素(Chlorophyll)是普遍存[u]在具光合作用能力生物中,主要反射绿光的光[.]合色素的合称,并可依照其吸收波段被分为叶[c]绿素a, b, c及d。
光合作用的第一步是光能被叶绿素吸收并将叶[o]绿素离子化。产生的化学能被暂时储存在三磷[m]酸腺苷(ATP)中,并最终将二氧化碳和水[文]转化为氧气和碳水化合物。叶绿素a和叶绿素[章]b的吸收光谱较为接近,两者在蓝紫光(43[来]0~480nm)和红光区(640~660[自]nm)都有一吸收高峰,叶绿素ab对绿光的[w]吸收很少,所以呈绿色。
光谱的定义
一般光谱波长的定义,不同波长不同色彩,可[w]以对应灯具上面用的灯珠。
紫色:400 - 430纳米
蓝色:431 - 480纳米
绿-蓝:481 - 490纳米
蓝-绿。491 - 510纳米
绿色。511 - 530纳米
黄-绿。531 - 570纳米
黄色。571 - 580纳米
橙色。581 - 600纳米
红色:601 - 700纳米
水对蓝光吸收极小,但对红光非常繁殖,大部[w]分红光都被吸收了
大自然的光谱分布,可以见到,红光占了非常[.]多,蓝光只是一小部分
太阳光自然光色温分布
到了水下 3 米左右,由于红光被吸收,蓝光和紫光占比多[a]了不少
太阳光水深 3 米色温分布
家用 LED 光源,基本以蓝光为主
家用 LED 20cm 水深色温分布
举例:Kessil 成品灯分析
我的缸用了 4 支 Kessil 灯,国内一般叫神灯。其实没这么神,只是它[i]的色温能让屎色的东西,照得非常漂亮,用来[y]拍闲鱼照,或微拍堂照最适合不过了。
可以看出 Kessil 灯的光谱完全按照叶绿素发生光合作用的波长[a]来设计,所以效能最高。只是由于太蓝,它看[n]起来就不那么自然,因为去掉了太阳光中的绿[g]光,同样的,波长较高的黄光也去掉了。所以[y]拍照的时候,总是那么蓝,不用滤镜基本没法[u]看。但我用卤素是没这问题的,可以直接拍照[.],12000k 色温的灯胆有许多黄光。
淡水植物,陆生植物,对应的是 Kessil Sun 版,去掉了绿光,保留了黄光,与上述的叶绿[c]素光合作用图一一对应。
实际上,太阳光的光谱是很广泛的,但海洋中[o]的海水将阳光中的绿光,红光都吸光了,所以[m]海水才会呈蓝色,珊瑚自然也不会接受到。
你用绿光或黄光照珊瑚,估计珊瑚在前半生都[文]没经历过,它又怎能适应过来呢?
Kessil 灯的广告号称是这样子的,在同功率下,其它[章]厂的灯,PAR 值虽高于 Kessil 灯,并不代表它们就优胜,因为 PAR 值不包括 UV 波段。
如下图,可以看到用在藻缸(海水钢丝藻或羽[来]毛藻)的版本,有许多红色光谱。你想到了,[自]是要促进植物的光合作用
Kessil 神灯光谱
我没卖 Kessil 灯,其它灯应该也有类似的设计,明白这些原[w]理,大家可以留意一下。
大自然的 PAR 值
下图是夏威夷的 PAR 值变化表,忽略涨退潮
分别是晴天和多云。晴天的时候,水深 10 米,PAR 值可达 700,即使在多云天气,也超过 250。
横坐标是尺(3尺 = 1 米),纵坐标是 PAR 值
晴天 PAR 值度量
多云 PAR 值度量
下图是 3 米水深的 PAR 值在一天的变化,你可以依据这个来设定你的[w]灯具,就和大自然非常相近了。
正午间的 4 小时,太阳光 PAR 值高达 1000
一天下来的 PAR 值
但一般我们的海缸用不到 1000 的 PAR 值,也能令珊瑚发色,是什么原因呢?
初步认为,更多的蓝光会促进珊瑚虫的光合作[w]用,蓝光不仅是快速生长的触发因素,也是我[.]们人类肉眼最喜欢的颜色。
多少 PAR 才真的够?
一般说来,100 PAR 或以下是暗光,超过 200 可以认为是高光。
软珊瑚 (Soft coral),像蘑菇,纽扣,皮革类的,5[a]0 ~ 150 PAR 已经足够,
软体(大水螅体 LPS) 火柴,榔头,尼罗河 这些,也是需要 50 ~ 150 PAR 就可以了
硬骨(小水螅体 SPS)鹿角,瓦片 等则要 200 ~ 500 PAR
不过呢,大多数珊瑚对 PAR 值都比较宽容,像平时常见的火柴,蛙卵,榔[i]头,从 100 ~ 1000+ PAR 值都能适应。即使不适应,珊瑚在适应期内慢[y]慢调节,也能应对。
不过我们都很懒,直接放缸内高光处,没有适[a]应期,很容易出问题。
太高的 PAR 则会导致藻类滋生,还记得开缸爆藻时的场景[n]吗?
下图的珊瑚缸 PAR 值高达 600,甚至 1000,但不代表它们就是适合你的,喜欢[g] PAR 值高的同学,可以一步步往上调,看看珊瑚状[y]态再调整。
Radion LED
AI LED 珊瑚缸下的 PAR 值
追求高 PAR 值是否必要
追求高 PAR值 并不是大多数珊瑚所需要的。相反,珊瑚需要[u]仔细观察,并依据它们的需要和状态进行调整[.]。
例如,如果一个珊瑚开始失去颜色,尝试减少[c]光照强度。将珊瑚移到水深处或移到缸的边缘[o]。常见各种脑珊瑚在强光下都会有白化的问题[m]。皮革在长时间高光位,也会出现虫黄藻脱去[文]的情况(全身变白)。
另一方面,如果一个珊瑚开始变成屎色,它可[章]能需要更多的光。当然水质可能才是主因。屎[来]色珊瑚常见在硬骨(SPS)下缸一周后,毛[自]变短,色变暗。
五爪贝在 550 的 PAR 值就会出现饱和,即再多的光量也不能促进生[w]长。
最容易饲养的硬骨,叠瓦只需要 135 PAR 即可以生长,再多的光量,并不能加快其生长[w]过程。
135 PAR 值,相当于普通纽扣等软体珊瑚需要的光量。[w]难怪我的缸用卤素,叠瓦随便放在暗光位,也[.]长得飞起来。
要知道 PAR 值,可以使用防水的测光仪,放在不同的位置[a]测试
测量后,心中有数,但并不代表可以解决所有[i]问题,因为珊瑚状态好坏,太多因素影响了,[y]光照只是其中一个。重要的还是多观察,慢慢[a]调整。
PAR 测光仪
PAR 测光仪_感光件
小结
是不是太复杂呢?简单小结一下
1. 开缸用 LED 爆藻为什么难?
因为藻类喜欢黄光,你家的 LED 没有这光谱。换用非 LED 灯,效果更好。
2. 为什么不能用瓦数来比较光强度?
因为 LED 比传统的灯发光效能高太多了
3. 为什么 UV 紫光有用?
因为珊瑚喜欢呀,能促进光合作用
4. 为什么 LED 纯白光不能养珊瑚?
因为发生不了光合作用,还长藻
5. 为什么暗暗的蓝光能养珊瑚?
因为珊瑚和我们感受的光亮度感觉不一样,且[n]珊瑚上的虫黄藻喜欢蓝光
6. 光越强是否珊瑚生长越快?
不会,会出现饱和状态,就像你吃饱撑了一样[g]
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