2009年8月3日 星期一

觀天入門:天光的光源

找出每一片天光(Skyglow)和光害污染是來自附近哪一個城市(尤其是你居住的城市)?記錄這些光源所使用的光線及遮光罩的種類。

即使你不居住在城市裡,也沒有在城市中觀天的經驗,你的地平線上也一定會城市造成的光輝,而愈來愈糟的光害污染遲早會危害到你的觀天地點及美景。因此,你最好能研究瞭解天空中那些區域最明亮,它們來自你居住城市或周遭城市的什麼地方。這樣我們才能找出到底是大城市(或鄉鎮)的哪一區放出最多的天光,並找到最具攻擊力的光源。

哪些光源會造成天光呢?明亮的街燈足以讓人們在車內還可以閱讀小字?汽車經銷商的探照光束一遍遍的掃過大街及廣場,路過的駕駛眼睛甚至得瞇起來?黃金商圈的七彩霓虹及巨幅螢幕?沒有遮光罩的燈泡,或是超過任務所需的亮度,或是任何形式的浪費?答案是以上皆是,每一種你都找的到。不過你應先瞭解不同的光線和不同的遮光罩基本原理和形式,這樣你在去找政府有關單位反映時,才能有一個解決替代方案,而比較能被接受。無論如何,你不是去吵架或示威的,千萬要保持你的禮貌。

下圖顯示三種典型的戶外照明,以及它們的遮光形式及浪費程度。一個小型的購物中心,如果使用了少數幾盞無遮光罩型的戶外照明,它對天光的貢獻程度可能比一個大量使用全遮光罩的戶外照明的大型購物商城要來得多。找出你的區域有那些是較佳的戶外照明,那些是浪費的戶外照明。記著,你不是在無理由的完全反對,或是要求不可能的任務。說服大眾,你要的只是有品質的照明,適合夜間的需求,但不會照射到不需要的位置,因而不會浪費光線或能源。

Different Kinds of Shielding for Outdoor Lighting

(一)無遮光罩,最浪費
(二)部份遮光罩
(三)全遮光罩,最少浪費

戶外照明有一項目的就是要讓它遠遠看還很清楚,(這當然也增加了城市天光),這就與不同種類的燈泡有關。最常見、最便宜的白熾熱燈泡,也是最悠久的燈泡種類,很少用在戶外照明,因為它的能源成本效益最差。另一種常見的燈泡是放射(Emission)型,原理是原子內的電子激發到高位階再降回原位階時,放出特定波長(顏色)的光線。從前常見水銀蒸氣燈泡,它放射的光線幾乎全為白色,現在則被鈉氣燈泡取代,一種是高壓鈉氣燈泡(HPS),一種是低壓鈉氣燈泡(LPS)。

兩種鈉氣燈泡中,又以黃色的高壓鈉氣燈泡較為常見,不過因為數種理由,在遠處看到的城市天光多半為粉紅色。低壓鈉氣燈泡則發出暗金色,是最具能源成本效益的燈泡。天文專業人士最歡迎的是低壓鈉氣燈泡,因為它幾乎是單色的,也就是所有光線幾乎是同色的,具有相同的波長。因此低壓鈉氣燈泡的光線可以被濾掉,而且幾乎不會干擾到由天文物體所發出來光線。但由另一角度來看,由於低壓鈉氣燈泡是單色光,因此很難呈現物體的顏色,某些情況下會造成嚴重的後果,此時就應避免使用低壓鈉氣燈泡,改採其它種類的燈泡。在大部份的環境下,單獨採用低壓鈉氣燈泡仍是最佳的抉擇:它的波長十分接近人眼最敏感的光譜區段,因此它可提供最佳的可見度。(因此非常合適室內安全照明、高速公路路燈,甚至是美國海軍的航空母艦飛行甲板上。)

如果你發現你的城市大部份使用的是高壓鈉氣燈泡,甚至是水銀蒸氣燈泡,你可以主動(或協助)推動改採低壓鈉氣燈泡。以你的城市使用低壓鈉氣燈泡的街道為例,證明它可提供了足夠的照明服務。不過,即使是低壓鈉氣燈泡,如果使用的是無遮光罩型式或是超過所需要的亮度,它不會節省多少能源,也不會減弱多少城市天光

問題

一、你居住(或鄰近)的城市的哪一區產生最多的天光?光輝的主要來源為何?

二、這些光輝是因為沒有適當的遮罩燈泡或是使用過量的照明或是兩者都有?燈泡是那一種:白熾熱、水銀蒸氣、高壓鈉氣、低壓鈉氣、或是其它?依你的觀察低壓鈉氣燈泡是否真的比較好?

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