איך Flagstaff, אריזונה, עבר לנורות LED מבלי לגרום לאסטרונומים כאב ראש

כמה סוגים שונים של פנסי רחוב LED ידידותיים לשמיים כהים.
לְהַגדִיל/ כמה סוגים שונים של פנסי רחוב LED ידידותיים לשמיים כהים.

סקוט ק. ג'ונסון

"אני מרגיש שאנחנו מגנים על העץ האחרון, בצורה מסוימת." זה מה שאמר חבר מועצת העיר אוסטין אסלן בפלגסטף, אריזונה, בפגישה לאחרונה. הנושא של האמירה הרצינית הזו עשוי להפתיע אותך: זה היה פנסי רחוב. ליתר דיוק, הוא דיבר על מאמץ זהיר למנוע מפנסי הרחוב לשטוף את הכוכבים בשמי הלילה.

Flagstaff הפכה לעיר הראשונה שזכתה בסימן מטעם ה- איגוד השמיים האפלים הבינלאומי ב -2001. זה בא כתוצאה מההיסטוריה הארוכה שלו של אירוח מחקר אסטרונומיה ב-local מצפה הכוכבים לואל, כמו גם מתקנים המופעלים על ידי הצי האמריקאי. לעיר יש פקודה רשמית המסדיר את השימוש בתאורת חוץ - ציבורית ו פְּרָטִי.

בעיות תאורה

אבל לפני כמה שנים נוצרה בעיה. סוג פנס הרחוב הידידותי לשמיים שהעיר השתמשה בו הלך ונכחד, בעיקר כקורבן של ביקוש נמוך. למעשה, נכון לקיץ הזה, לא נותרו מה לקנות. בינתיים, עידן פנסי הרחוב LED הגיע עם מלכוד: אפשרויות LED ידידותיות לשמיים מוגבלות.

אם העיר הייתה יוצאת ופשוט מחליפה לומן במוצרי LED הזולים ביותר שיש, האסטרונומים היו צועדים על בניין העירייה עם קלשון ולפידים (שומרים על ראיית לילה). וזה אולי היה הדאגה הפחותה שלהם, בתור חיל הים

הודיעה לעירייה בשנה שעברה כי "הבהרת השמיים ב-10% ביחס לתנאים הנוכחיים אינה תואמת את המשימה [של המצפה הימי]".

הבעיה עם נוריות מסתכמת באור כחול. פנסי רחוב ישנים יותר הם נורות נתרן בלחץ גבוה, המייצרות זוהר צהוב חם סביב א טמפרטורת הצבע של 2,000 K. הנורות עליהן הסתמך Flagstaff עבור רוב פנסי הרחוב שלו היו נתרן בלחץ נמוך - גרסה שפולטת אור רק ב אורך גל בודד (589 ננומטר) ליד הצבע הצהוב הזה, מייצר משהו שדומה לאור נרות. לרבים מפנסי ה-LED בשוק יש טמפרטורות צבע קרירות בהרבה של 3,000 או אפילו 4,000 K.

כמנהל מצפה הכוכבים לואל ג'ף הול אמר לארס, "כשהיום הופך ללילה והראייה המבוססת על קונוסים פוטופיים הופכת לראייה סקוטופית, מבוססת מוטות, הרגישות שלך משתנה מעט כחולה. וכך אור מאוד עשיר בכחול בלילה מתגלה כממש חריף ובוהק ויוצר הרבה זוהר שמים גלוי. אז ככל שאתה נוגע בפחות מהספקטרום הזה, אתה במצב טוב יותר גם לתצפיות חזותיות, לשמי הלילה וגם לאסטרונומיה."

הול המשיך: "אני רואה את זה בכל מקום שאני הולך במסעותיי. כברירת מחדל, ערים פשוט מציגות, אתה יודע, 3,000 מעלות CCT לבן, לפעמים 4,000, שזה האור הכחול הזה. רק לומן עבור לומן [שייצור] פי שניים וחצי עד שלוש מזוהר של מערכת נתרן בלחץ גבוה, כמו פי שישה מזוהר של מערכת נתרן בלחץ נמוך."

וככל שזוהר השמיים סביבך גדול יותר, כך קשה יותר לראות את הכוכבים.

שמיים אפלים לעומת יְעִילוּת

ישנן דרכים לבנות נורות LED שמשנות את צבען הטבעי ומפחיתות את בעיית האור הכחול הזו. אחת הדרכים לעשות זאת היא פשוט לזרוק מסנן על ה-LED שחוסם אורכי גל כחולים מלעבור. כמובן, זה מקטין משמעותית את כמות האור שאתה מייצר עבור כל וואט חשמל. יש גם כמה פשרות אסתטיות - שלא כולם מעריצים.

"מה שנשאר זה ירוק," אמר הול. "ואז אתה עומד מתחת לזה וזה כמו אפוקליפסת הזומבים, כי כולם ירוקים. הם הלכו לזה בהילו, הוואי, ועמדנו בחניון וניסינו לדבר אחד עם השני, וזה ממש כמו ישר מתוך ליל המתים החיים".

דרך נוספת לעשות זאת היא עם ציפויים זרחניים על ה-LED שסופגים אור באורך גל אחד ופולטים אותו באורך גל אחר. אורות הידועים בשם זרחן-המרה ענבר (PCA). את כל האור מחוץ לכחול ולחלק הצהוב של הספקטרום במחיר של יעילות מסוימת. התוצאה למעשה די קרובה לפנסי הרחוב הנתרונים בלחץ גבוה שאנו רגילים אליהם.

נוריות ענבר צר (NBA) מספקות אפשרות אחרת. נורות אלו למעשה משתמשות בסוג של לד שפולט רק צבעים חמים יותר מההתחלה. בדרך זו, הם למעשה משתווים די טוב ל- נָמוּךפנסי רחוב נתרן בלחץ שנכחדו לאחרונה. טווח אורכי הגל הנפלטים הוא קצת יותר רחב, אבל ההשפעה המעשית היא בערך זהה.

החסרונות של ה-NBAs הם בעצם עלות ויעילות. אבל שניהם השתפרו במידה ניכרת בשנים האחרונות. מהנדס התנועה של דגל, ג'ף באומן - האחראי על התוכנית להחלפת 3,500 פנסי הרחוב של העיר - אמר לארס כי אפשרויות ה-NBA הזמינות טיפסו לאחרונה מעל 30 לומן לוואט (על הקרקע), עם יעילות של מעל 40 ממש סביב פינה. לשם השוואה, פנסי הרחוב בלחץ הנמוך של נתרן בעיר שוקלים כ-50 לומן לוואט.

תקציבי לומן

עם זאת, בנפרד מכל ההתלבטויות האלה באורך הגל, יש לנורות LED יתרון טבעי חזק - הן מאוד כיווניות. כלומר, פנסי רחוב LED עושים עבודה הרבה יותר טובה רק להאיר את הרחוב (ולא את הבתים הסמוכים). זה אומר שפחות לומנים שיוצאים מהמתקן יכולים לתת את אותה תוצאה שהייתה לך קודם.

התוכנית של Flagstaff היא בדרך כלל להחליף את נורות ה-NBA עבור כל נורות הנתרן בלחץ נמוך, ונוריות ה-PCA עבור אורות הנתרן בלחץ גבוה המשמשים לאורך הרחובות העמוסים יותר (כפי שהם מעט בהיר יותר). הכיווניות הטובה יותר של נוריות - בשילוב עם בקשות תושבים לתאורה עמומה מעט ברחובות מגורים - למעשה המשמעות היא שהתפוקה הכוללת של פנסי הרחוב של העיר עומדת לרדת מכ-29 מיליון לומן לכ-19 מיליון. לומן. זה לא יוצא דופן.

"אם אתה בהחלט חייב להשתמש בנורות LED לבנות, אתה יכול לעשות מה שטוסון עשה," אמר הול. "הֵם... החליפו את כל מערכת הנתרן בלחץ הגבוה שלהם ללבן של 3,000 מעלות אבל הפחיתו את תקציב הלומן שלהם לתאורת רחוב מ-480 מיליון ל-170 מיליון [לומן] או משהו כזה. ואתה צריך לעשות את זה. עבור כל לומן LED לבן, אתה מגדיל את ה-skyglow שלך בפקטור של כשלושה, אבל הם מקצצים את תקציב הלומן בערך בפקטור של שלושה. אז בסך הכל, הם הצליחו לשטוף את זוהר השמיים כי יש להם הרבה מצפה כוכבים שם למטה."

כמובן, זה לא רַק בעיית אופטימיזציה הנדסית. יש גם קנייה ציבורית להתמודד איתה. במקרה זה, העיר פלגסטף העלתה קטעי בדיקה של מתקנים שונים ברחבי העיר, כך שכל מי שמעוניין יוכל להשוות ולספק משוב. ומכיוון שבטיחות הציבור היא הסיבה העיקרית לכך שפנסי רחוב קיימים מלכתחילה, תפיסות (שיכול להשתנות מאוד) לגבי כמה או איזה סוג של אור מתאים כ"בטוח" יכול לאלץ כמה פשרות.

האסטרונומים בקהילה עשויים להצביע על מחקרים המצביעים על הגדלת התאורה מעבר לסף בסיסי הרמה לא תפחית פשע או תאונות, אבל זה לא תמיד משכנע את מי שמזכיר הולך רגל טרגי התנגשויות.

דגש חד-מסלול על יעילות אנרגטית עשוי גם לדחוף אותך לעבר נוריות ה-LED היעילות ביותר - ולכן הכחולות ביותר - שתוכל למצוא. אבל יש יותר כפתורים לסובב מאשר רק צבע; ללא ניתוח מדוקדק, יכול להיות פיתוי להכניס אורות בהירים מהנדרש כל עוד ההספק הכולל נמוך ממה שהיה לך פעם. אפשר לבחור לתעדף צבע תאורה ועדיין להפחית את צריכת האנרגיה על ידי הקפדה על רמות בהירות.

זה מסתכם בעובדה שבחירות תאורה לא משפיעות רק על הדברים שאתה מדליק בכוונה - יש גם דברים שאתה יכול לְהִמָנַע תְאוּרָה. זה אומר שתמיד יש דרכים להבטיח שהכוכבים החיוורים של שמי הלילה לא ייעלמו לחלוטין מהיקום שלך.

החוכמה היא שזה עוד דבר שאתה צריך ללמוד עליו כדי לעשות את זה נכון. כשארס שאל את ג'ף הול אם הוא מתכווץ בזמן שהוא הולך במעבר התאורה החיצוני בחנות המקומית לשיפוץ הבית הגדול, חשב על פתרון.

"בוודאי שניהלנו שיחות פנימיות על מעבר תואם שמים אפלים", אמר. "יש כל כך הרבה אפשרויות לבחירה. אתה יודע, אנשים לא רוצים להכניס לזה הרבה מחזורי חובה, אפילו אם הם רוצים לעזור ולהיות תואמים לשמיים כהים. הם לא רוצים לשבת ולעשות ארבע שעות של מחקר כדי להבין איזה אור הם צריכים לקבל. מה שהם רוצים זה קופסה שיש עליה חותמת 'בסדר'. ויש מתקנים שיש להם גושפנקא של IDA (International Dark Sky Association)".

התקווה של Flagstaff היא בעצם לעשות זאת עבור ערים על ידי הפקת פקודת השמיים האפלים הראשונה המעודכנת להתמודדות עם נוריות LED. זֶה יכול לתת לערים אחרות דוגמה לעקוב אחריהם, גם אם זה לא ממש קל כמו לעלות במעבר שמיים חשוך במקומם חנות.

ההודעה האחרונה בבלוג

טיפול ראשון במחלות מוח מבוססות פריון כולל פולימרים זוהרים
September 04, 2023

חדשות טובות בקרב על המוח: חוקרים בשבדיה ובשווייץ מצאו כי פריונים רעילים - חולים גרסאות של חלבונים עצביים המופיעים באופן טבעי - ניתנות לזיהוי ולטפל ...

יש לך פצע? המדע אומר לשפשף בו קצת לכלוך
September 04, 2023

חימר אנטיבקטריאלי יכול להרוג את E העמיד לאנטיביוטיקה. coli ו-MRSA, מצאו חוקרים. נראה שהעצה הרפואית הרווחת "לשפשף בה קצת לכלוך" היא בעלת ערך מסוים....

בדיקה חדשה יכולה לדעת אם חולי תרדמת יתעוררו
September 04, 2023

תמונות PET אלו מציגות את צריכת הגלוקוז במוחם של חולים, החל מנבדקי שליטה וגטטיביים ועד לבעלי מודעות מלאה. אלו עם פחות הכרה מוצגים כמי שמטבולים פחות ...