जंगल की आग का धुआं और दिन के उजाले का स्पेक्ट्रम: कितना ताज़ा बनाम। पुराना धुआं समय के साथ प्रकाश बदलता है (और क्षतिपूर्ति कैसे करें)

जंगल की आग का धुआं और दिन के उजाले का स्पेक्ट्रम: ताजा बनाम पुराना धुआं समय के साथ प्रकाश को कैसे बदलता है (और इसकी भरपाई कैसे करें)

जिस दिन जंगल में आग लगी हो, तुम बाहर चले जाना। यह नारंगी आकाश है. दोपहर के समय भी, रोशनी सूर्यास्त जैसा प्रतीत होता है। अधिकांश लोग यहीं रुकते हैं। लेकिन यदि आप सौर पैनल चलाते हैं, जीवन यापन के लिए तस्वीरें लेते हैं, या घर के अंदर पौधे उगाते हैं तो वह नारंगी रोशनी महंगी है।

धुएँ द्वारा दिन के उजाले में बदलाव ही एकमात्र मुद्दा नहीं है। मुद्दा यह है कि धुएँ के कारण दिन की रोशनी लगातार बदलती रहती है। ताज़ा धुएँ का प्रभाव एक दिन पुराने धुएँ से भिन्न होता है। इसके अलावा, अधिकांश पत्रों में इसकी चर्चा नहीं की गई है।

इस मार्गदर्शिका से तीन चीज़ें पूरी होती हैं:

वास्तविक संख्याओं का उपयोग करके प्रकाश स्पेक्ट्रम पर ताजा धुएं के प्रभाव को प्रदर्शित करता है।

यह बताता है कि धुएं द्वारा अवशोषित नीली रोशनी की मात्रा समय के साथ बदलती क्यों है।

आपको चरण-दर-चरण प्रकाश योजना प्रदान करता है ताकि आप इसकी भरपाई कर सकें

आइए उससे शुरू करें जो आप वास्तव में देख सकते हैं।

1. सबसे पहले, जंगल की आग के धुएं से दिन का उजाला कैसे प्रभावित होता है?

1.1 प्रत्यक्ष प्रभाव: नारंगी/लाल रोशनी बनी रहती है, नीली रोशनी अवरुद्ध होती है

दोपहर के समय साफ़ आकाश के नीचे सूर्य के प्रकाश में सभी दृश्यमान तरंग दैर्ध्य का संतुलित मिश्रण होता है। जब बहुत अधिक धुआं होता है तो वह संतुलन तेजी से नारंगी और लाल रंग की ओर बदल जाता है।
क्यों? क्योंकि छोटी तरंग दैर्ध्य (नीला और बैंगनी) लंबे तरंग दैर्ध्य (नारंगी और लाल) की तुलना में अधिक बार धुएं के कणों द्वारा बिखरती और अवशोषित होती हैं। नीली रोशनी हटाने से आकाश नारंगी दिखाई देता है, इसलिए नहीं कि धुआँ नारंगी है।

जब आप धुंध भरे दिन में बाहर निकलते हैं तो ऐसा महसूस होता है मानो दोपहर हो गई हो। रंग फीके पड़ गए हैं. गोरों का आभास एम्बर जैसा होता है। वह सीधा परिणाम है.

1.2 वास्तविक डेटा: ताजा धुआं स्पेक्ट्रोमीटर माप (3440K, एसपीडी शिफ्ट)

चलिए इस पर कुछ आंकड़े डालते हैं।
सितंबर 2020 में पोर्टलैंड, ओरेगॉन में जंगल की आग के दौरान दोपहर के समय दिन के उजाले का पता लगाने के लिए एक पोर्टेबल स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग किया गया था। सामान्य दोपहर का तापमान 5500K और 6500K के बीच होता है। बहुत अधिक धुंआ होने पर यह गिरकर 3440K पर आ गया।

बैंगनी, नीला और यहां तक ​​कि कुछ हरे तरंग दैर्ध्य ने स्पष्ट रूप से वर्णक्रमीय बिजली वितरण (एसपीडी) में गिरावट का संकेत दिया। प्रकाश की दिशा में चला गया580 एनएम, एक उज्ज्वल एम्बर रंग।

3440K नंबर आपके लिए याद रखना जरूरी नहीं है। बस यह ध्यान रखें कि नीले और हरे रंग का एक महत्वपूर्ण हिस्सा ताजा धुएं से समाप्त हो जाता है। जो बचता है वह एम्बर, गर्म और पौधों की ऊर्जा में कम है।

1.3 रेले स्कैटरिंग: ग्रे धुआं एम्बर प्रकाश क्यों उत्पन्न करता है इसका स्पष्टीकरण

ग्रे, कार्बन आधारित कण ही ​​धुआं बनाते हैं। तो एम्बर प्रकाश भूरे धुएँ से क्यों आ सकता है?
रेले का बिखराव. लंबी तरंगदैर्घ्य (लाल) छोटी तरंगदैर्घ्य (नीला) की तुलना में कम प्रकीर्णित होती है। जब सूर्य का प्रकाश धुएँ के कणों की घनी परत से होकर गुजरता है तो नीली रोशनी सभी दिशाओं में फैल जाती है। इसका एक हिस्सा कभी भी आपके सौर पैनलों या नेत्रगोलक तक नहीं पहुंचता है। इससे होकर गुजरने वाली अधिकांश रोशनी नारंगी और लाल होती है।

एक तरह से कहें तो धुआं आकाश में लटके हुए एक विशाल नीले अवरूद्ध फिल्टर के रूप में कार्य करता है। यह कोई नारंगी फ़िल्टर नहीं है. नीला अभी हटा दिया गया है.

हालाँकि, केवल रंग परिवर्तन को रेले स्कैटरिंग द्वारा समझाया जा सकता है। इससे नीले प्रकाश अवशोषण की मात्रा स्पष्ट नहीं होती है। ऐसा करने के लिए हमें धुएं के रसायन की जांच करनी होगी।

2. अनुत्तरित प्रश्न: धुआं इतनी अधिक नीली रोशनी को क्यों अवशोषित करता है?

2.1 प्रमुख अवशोषक का परिचय, "डार्क ब्राउन कार्बन" (d-BrC)

धुएँ के कण एक दूसरे से भिन्न होते हैं। कुछ कालिख या काला कार्बन हैं। कार्बनिक कार्बन उनमें से कुछ बनाता है। और धुएं द्वारा नीली रोशनी के उच्च अवशोषण का प्राथमिक कारण एक विशेष प्रकार का कार्बनिक कार्बन है जिसे गहरे भूरे कार्बन (d-BrC) के रूप में जाना जाता है।
साधारण भूरे कार्बन के विपरीत, d{0}}BrC फोटोब्लीचिंग के प्रति प्रतिरोधी है और पानी में अघुलनशील है। यह वायुमंडल में रहकर प्रकाश को अवशोषित करता रहता है। नेचर जियोसाइंस में प्रकाशित 2023 के एक अध्ययन के अनुसार, d{4}}BrC पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका में जंगल की आग से निकलने वाले धुएं में प्रमुख शॉर्टवेव अवशोषक है।

2.2 मापा गया: 3/4 नीले प्रकाश अवशोषण का योगदान d{3}}BrC द्वारा होता है

उसी अध्ययन से प्राप्त कठिन संख्याएँ:

कम दृश्यमान प्रकाश अवशोषण (नीला से हरा) का तीन {{0}चौथाई हिस्सा d{1}BrC के कारण होता है।

यह लंबे समय तक दृश्यमान प्रकाश (लाल) के 50% अवशोषण के लिए जिम्मेदार है।

धुएँ वाले दिन में आप जो नीली रोशनी देखते हैं उसका प्राथमिक कारण ब्लैक कार्बन नहीं है। इसकी उत्पत्ति d-BrC से होती है। ये कण अत्यंत चिपचिपे, छोटे और गोलाकार होते हैं। वैज्ञानिक साहित्य में, उन्हें अक्सर "टार बॉल्स" के रूप में जाना जाता है।

2.3 टार बॉल्स: एम्बर स्काई के सूक्ष्म कण

d-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के नीचे देखने पर BrC गोल, कांच जैसे कणों के रूप में दिखाई देता है। इनका व्यास 140 से 200 नैनोमीटर तक होता है। वे केवल सुलगते नहीं हैं; वे उच्च तापमान वाली लपटों के दौरान बनते हैं।

आपको इसकी परवाह क्यों करनी चाहिए? टार बॉल्स की जिद के कारण। इन्हें ब्लीच होने में थोड़ा समय लगता है। वे वायुमंडल में रहकर कई दिनों तक नीली रोशनी को अवशोषित करते रहते हैं। इस कारण से, धुएँ के रंग का आकाश काफी समय तक नारंगी बना रह सकता है। लेकिन अनिश्चित काल तक नहीं.

3. समय के साथ धुआं बदलता है: अधिकांश लेख आपको क्या नहीं बताते हैं

3.1 उम्र बढ़ने की प्रक्रिया: प्रकाश-प्रकीर्णन (सफ़ेद) से प्रकाश-अवशोषण (भूरा)

ताजे धुएँ का रंग भूरा होता है। यह शॉर्टवेव विकिरण को अवशोषित करके वातावरण को गर्म करता है। हालाँकि, धुआँ परिपक्व होने पर OH और NO3 रेडिकल जैसे ऑक्सीडेंट के साथ प्रतिक्रिया करता है। रासायनिक संरचना बदल जाती है। कण अधिक फैलने लगते हैं और कम अवशोषित होते हैं।
पुराना धुआं सफेद हो जाता है। इससे हवा उतनी गर्म नहीं होती. प्रकाश हर दिशा में बिखरा हुआ है। पृथ्वी तक पहुँचने वाले प्रकाश के लिए यह महत्वपूर्ण है।

3.2 मापा गया: 46% तक प्रकाश अवशोषण में कमी

सेंट लुइस में वाशिंगटन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा 2017 के एक अध्ययन (पर्यावरण विज्ञान और प्रौद्योगिकी पत्रों में प्रकाशित) के अनुसार, ताजा धुएं की तुलना में, पुराना धुआं प्रकाश अवशोषण को 46% तक कम कर सकता है।
यह बहुत बड़ी गिरावट है. कुछ दिनों के बाद, वही धुएँ का गुबार जिसने आपके दोपहर के आकाश को नारंगी बना दिया था, अधिक नीली रोशनी को गुजरने देगा।

3.3 दृश्य समयरेखा: दिन के उजाले स्पेक्ट्रम का विकास (0 घंटे → 24 घंटे → 72 घंटे+)

क्षेत्र माप और प्रयोगशाला उम्र बढ़ने के अनुसंधान के आधार पर, निम्नलिखित समय सारिणी अनुमानित है:
0-12 घंटे (नया धुआं): 3400K और 3800K के बीच सीसीटी। हरे और नीले तरंगदैर्घ्य अत्यधिक मौन हैं। आकाश नारंगी से भूरे रंग का दिखाई देता है। सूर्य प्रायः अदृश्य रहता है।

जल्दी बुढ़ापा (12-24 घंटे): सीसीटी 4000K-4500K तक बढ़ जाता है। थोड़ी सी नीली रोशनी वापस आती है। आसमान नारंगी के बजाय पीला हो जाता है।

24-72 घंटे (संक्रमणकालीन): 4500K और 5000K के बीच सीसीटी। नीली रोशनी अब भी बेहतर होती जा रही है। आकाश पीले रंग के आभास के साथ धुंधला सफेद दिखाई देता है।

सीसीटी 72 घंटे (पुराना धुआं) के बाद 5000K-5500K तक पहुंच जाता है। यद्यपि स्पेक्ट्रम सामान्य के करीब है, फिर भी प्रकीर्णन के परिणामस्वरूप कुल तीव्रता में कमी आ सकती है।

मौसम, आग का प्रकार और धुएं का घनत्व सभी इस समय सारिणी को प्रभावित करते हैं। हालाँकि, दिशा हमेशा एक ही होती है: पुराना धुआं अधिक फैला हुआ और सफेद होता है, जबकि ताजा धुआं अधिक नारंगी होता है।

4. आपके रोजमर्रा के जीवन के लिए इस समयरेखा का महत्व

4.1 उत्पादकों और इनडोर पौधों के लिए:पीपीएफडीरिकवरी और ड्रॉप कर्व

सघन विकास और रंध्र नियंत्रण के लिए, पौधों को नीली रोशनी की आवश्यकता होती है। ताज़ा धुएँ की उपस्थिति में नीली रोशनी 60-70% तक कम हो सकती है। पीपीएफडी, या प्रकाश संश्लेषक फोटॉन फ्लक्स घनत्व, अक्सर 30-50% कम हो जाता है।
वाणिज्यिक उत्पादकों के लिए, इसमें पैदावार में कमी, खिंचाव और धीमी वृद्धि शामिल है। अच्छी खबर यह है कि पीपीएफडी धूम्रपान की उम्र बढ़ने के साथ ठीक हो जाता है। हालाँकि, सब कुछ सामान्य होने में समय लगता है। पहले 48 घंटों के दौरान, आपको अपनी पूरक रोशनी में दैनिक समायोजन करना होगा।

4.2 व्हाइट बैलेंस का एक दुःस्वप्न जो फोटोग्राफरों के लिए हर दिन बदलता है

आपके कैमरे पर स्वचालित श्वेत संतुलन प्रकाश स्रोत के D65, या दिन के उजाले के निकट होने पर आधारित है। नया धुआं निकलने पर कैमरा 3440K पर ओवरकरेक्ट हो जाता है। छवियाँ अत्यधिक ठंडी, कभी-कभी बैंगनी भी दिखाई देती हैं।
इससे भी बुरी बात यह है कि रंग का तापमान प्रतिदिन बदलता रहता है। दोपहर 2 बजे तक, सुबह 10 बजे सेट किया गया कस्टम व्हाइट बैलेंस गलत हो सकता है। यदि आप धूम्रपान की घटना के दौरान बाहर शूटिंग कर रहे हैं तो ग्रे कार्ड का उपयोग करें। हर कुछ घंटों में अपना श्वेत संतुलन जांचें। वैकल्पिक रूप से, मैनुअल केल्विन में बदलें और धुआं परिपक्व होने पर समायोजन करें।

4.3 सौर पैनलों के मालिकों के लिए: आउटपुट हानि में दैनिक बदलाव

ताजा धुएं से प्रत्यक्ष सामान्य विकिरण (डीएनआई) काफी कम हो जाता है। आपके पैनल से फैलने वाली रोशनी अभी भी कुछ बिजली उत्पन्न करती है, हालांकि कुल उत्पादन में 20-40% की कमी हो सकती है।

धुआं परिपक्व होने पर विसरित प्रकाश तीव्र हो जाता है और अधिक बिखरने लगता है। हालाँकि, जब तक प्लम गायब नहीं हो जाता, कुल विकिरण औसत से नीचे रहता है। अपने रोजमर्रा के आउटपुट पर नजर रखें। धुआं उठने के दौरान अपने पैनलों को ज़ोर से साफ़ करना बहुत मददगार नहीं होगा। जब तक धुआं साफ न हो जाए, रुकें।

4.4 बाकी सभी के लिए: उम्र बढ़ने के धुएं का नींद, मनोदशा और दृश्य आराम पर प्रभाव

कम नीली रोशनी और कम रंग का तापमान आपको उनींदापन और कम जागने का एहसास करा सकता है। वह रचनात्मकता नहीं है. सर्कैडियन लय नीली रोशनी द्वारा नियंत्रित होती है। यदि आप पूरा दिन 3400K प्रकाश में बिताते हैं तो आपका शरीर शाम को देख सकता है।
घर के अंदर काम करने के लिए दिन के दौरान 5000K रोशनी का उपयोग करें। आपकी आंखें भी इसकी सराहना करेंगी. एम्बर रोशनी में पढ़ने से आपकी आँखों पर अधिक तेज़ी से तनाव पड़ता है।

5. इसकी भरपाई कैसे करें: एक समय आधारित प्रकाश योजना

5.1 समग्र विचार: उम्र के अनुसार जो छूट गया है उसे पुनः प्रस्तुत करें

आकाश गर्म दिखाई देता है, इसलिए केवल गर्म रोशनी न डालें। इससे समस्या और बढ़ जाती है. नीले और हरे रंग की तरंग दैर्ध्य को पुनः प्रस्तुत करें जिससे धुंआ समाप्त हो गया।

मुआवजा धुआं स्तर के अनुरूप होना चाहिए। ताजा धुएं के लिए सबसे जोरदार सुधार की आवश्यकता है। पुराने धुएं की कम आवश्यकता होती है।

5.2 चरण 1: ताजा धुआं (0-24 घंटे): नीला पूरक +5000K-6500K उच्च सीआरआई

सीसीटी: 5000K और 6500K के बीच

सीआरआई: > 90

नीला पूरक: यदि आप पौधों की खेती करते हैं, तो अतिरिक्त 450 एनएम जोड़ें।

क्यों? ताज़ा धुएँ से नीली रोशनी 50% से अधिक कम हो जाती है। रंग प्रतिपादन को बहाल करने और पौधों को पर्याप्त नीला रंग देने के लिए, आपको उच्च सीसीटी और उच्च सीआरआई की आवश्यकता है।

5.3 चरण 2: संक्रमणकालीन धुआं (24-72 घंटे):पूर्ण स्पेक्ट्रमसीसीटी: 4000K से 5000K

प्रकार: पूर्ण स्पेक्ट्रम के साथ एलईडी

स्पेक्ट्रम में सुधार होने लगा है. भारी नीले रंग की खुराक अब आवश्यक नहीं है। आमतौर पर, 4000K-5000K क्षेत्र में एक अच्छी पूर्ण -स्पेक्ट्रम लाइट काम करेगी।

5.4 चरण 3: पुराना धुआं (72 घंटे+): 3500K-4500K, समता सीसीटी: 3500K-4500K

प्राथमिकता: अधिकतम तीव्रता के बजाय सम कवरेज

इस बिंदु पर स्पेक्ट्रम लगभग विशिष्ट है। हालाँकि, प्रकाश अभी भी सामान्य से अधिक फैला हुआ है। सुनिश्चित करें कि आपका कार्यस्थल आपकी कृत्रिम रोशनी से समान रूप से प्रकाशित हो।

5.5 क्या न करें: उपयोग करना"वार्म व्हाइट" (2700K)अकेले स्थिति को बदतर बना देगा.

सबसे अधिक बार होने वाली त्रुटि यही है. नारंगी आकाश से "मिलान" करने की कोशिश में, लोग गर्म सफेद रोशनी का सहारा लेते हैं। इससे मामला दोगुना गंभीर हो जाता है. गर्म सफेद बल्बों (2700K) का नीला रंग पहले से ही कम है। जब आप इन्हें धुएँ वाले दिन के साथ जोड़ते हैं तो आपकी नीली रोशनी का स्तर और भी कम हो जाता है।
उच्च सीसीटी और उच्च सीआरआई वाली लाइटों का उपयोग करें। आसमान की बराबरी करने की कोशिश मत करो. इसके लिए मेकअप।

6. सभी वायुमंडलीय धुंध एक जैसी नहीं होती: धुआं बनाम अन्य

धुआँ अद्वितीय है क्योंकि यह रासायनिक रूप से पुराना होता है। धुंध और बादल नहीं हैं.

7. धुआं होने पर प्रकाश की गुणवत्ता पर कैसे नजर रखें

7.1 दृश्य संकेत: प्रत्येक चरण में आकाश में क्या देखें

ताज़ा: नारंगी से भूरा आकाश, अदृश्य सूरज
संक्रमणकालीन: सुनहरा आकाश, मुश्किल से दिखाई देने वाला सूरज

वृद्ध: सफ़ेद आकाश, धुँधला फिर भी ध्यान देने योग्य सूरज

दृश्य सुरागों की व्याख्या करना कठिन है। त्वरित अनुमान लगाने के लिए बस उनका उपयोग करें।

7.2 कम -तकनीकी संसाधन: स्मार्टफ़ोन के लिए सीसीटी अनुमान ऐप्स

कलरमीटर या लाइटस्पेक्ट्रम प्रो जैसे ऐप्स का उपयोग करके आपके फोन के कैमरे से सीसीटी का अनुमान लगाया जा सकता है। हालाँकि वे प्रयोगशाला - ग्रेड नहीं हैं, फिर भी वे यह निर्धारित करने के लिए पर्याप्त हैं कि आप 3500K पर हैं या 5000K पर।

7.3 विशेषज्ञ उपकरण: पोर्टेबल स्पेक्ट्रोमीटर

यदि आप किसी वाणिज्यिक संयंत्र या फोटो स्टूडियो का प्रबंधन करते हैं तो हैंडहेल्ड स्पेक्ट्रोमीटर में निवेश करना सार्थक है। आप एक ही माप से सीसीटी, सीआरआई और संपूर्ण एसपीडी प्राप्त कर सकते हैं। आप धुएं की सटीक अवस्था निर्धारित करने में सक्षम होंगे।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

संपर्क
केविन राव

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