Messungen aus der Natur mit Auswertungen

Zuerst gehe ich bei einigen Auswertungen näher auf die Spektren unter Wasser ein. Die Auswertungen enthalten jeweils Orts- und Zeitangaben, sowie Start- und Endzeit der Serie. Die Messungen dieser Serien beginnen in der Tiefe und dann steigend Richtung Wasseroberfläche.

Philippinen Cabilao
UW – Spektrums Messung
Aufnahmezeit 08:26:42 - 08:45:28
In Richtung der Oberfläche

Mittelwert

Bei allen Messungen wurde ein Mittelwert im Spektrum gebildet.

In dem Fall vom Morgen von einer Tiefe von 0.50m – 15.00m.
In diesem Bereich finden wir auch die meisten Tiere, die wir in unserem Becken pflegen. Am Schluss wird über alle Messungen ein Mittelwert gebildet, der für den ganzen Tag genutzt werden könnte.

Mittelwert von einer Wassertiefe von 0.50m – 15.00m
Aufnahmezeit 08:26:42 – 08:45:28

Philippinen Cabilao
UW – Spektrums Messung
Aufnahmezeit 08:28:20 - 08:46:06
Gegen Oberfläche und ~ 45 °in Richtung der Oberfläche

Diese Spektren sagen eigentlich nicht viel aus. Es ist verständlich, dass bei der Messung unter ca. 45° der Bereich ab 500nm schwächer ist als an der Oberfläche, da das Licht einen längeren Weg durch das Wasser zurücklegen muss.

Wie sieht es aber mit dem PAR-Werte, Beleuchtungsstärke und Farbtemperatur aus.

Bei der Messung auf 5m sieht man sehr schön, dass hier eine Wolke die Messung beeinflusst haben muss.
(Könnte diese aber auch Interpolieren und sich in etwa Vorstellen was da gewesen sein könnte.)

Erläuterungen zu den Grafiken:
Wen ich mir die PAR-Werte anschaue, sehe ich, dass ich da unter ca. 45° den höheren Wert habe, als von der Oberfläche, das sich dies bei der Beleuchtungsstärke wiederspiegelt ist eigentlich selbst erklärend.

Bei der Farbtemperatur ist auch deutlich, dass ein höherer Kelvin Wert besteht.
(Distanz zur Oberfläche durch das Medium reduziert ein paar nm)

Aus diesem Vergleich ersieht man sehr schön, dass der Energieeintrag auf unsere pflegenden Tiere da von der Seite noch immer grösser ist als von Oben. Dies um ca. 08:45, also ca. 3 Stunden nach Sonnenaufgang.

Philippinen Cabilao
UW – Spektrums Messung
Aufnahmezeit 11:36:43 - 12:06:21
In Richtung der Oberfläche

Hier sehen wir auch mal was es zur Mittagszeit in der Tiefe von 30m noch für ein Spektrum vorzufinden ist.
Für mich noch immer ein sehr hoher Grünanteil.

Mittelwert

Auch bei dieser Messung Serie wurde ein Mittelwert im Spektrum gebildet.

Mittelwert von einer Wassertiefe von 2.50m – 30.00m
Aufnahmezeit 11:36:43 - 12:06:21

Sehen wir uns nun aber noch die Grafiken vom PAR-Werte, Beleuchtungsstärke und Farbtemperatur an.

Auch in dieser Messserie sieht man gut den Einfluss der Wolkenbildung, die die Messungen zum Teil leicht beeinflusst haben. Für die Vorstellung ohne Bewölkung habe ich hier mal eine Kurve gelegt.

Der PAR-Wert auf einer Tiefe von ca. 7.50m beträgt hier zur Mittagszeit ~ 700 μmol/㎡s.
Man erreicht sogar in 30m Tiefe noch gut 100 μmol/㎡s. Ein beachtlich hoher Wert, den ich nicht erwartet hätte.

Auf die Beleuchtungsstärke werde ich nicht eingehen. Sie dient nur den Aquarianer mit Lux Messgeräten.

Die häufigste Farbtemperatur im Aquarium kommt auch bei dieser Auswertung bei 15.00m Tiefe auf einen Wert von ~ 22'000 Kelvin. Bei 30m sind es schon fast 100‘000 K. Dieser hohe Wert wird nur zur Mittagszeit erreicht. Dann kommt die höchste kurzwellige Strahlung durch die Atmosphäre.

Im Gegensatz zu Wasser wird von der Atmosphäre, speziell vom Sauerstoff blaues Licht reflektiert, resultierend in blauem Himmel. Morgens und abends hat das Licht durch die Atmosphäre einen längeren Weg und es wird mehr kurzwellige Strahlung absorbiert.

Philippinen Cabilao
UW – Spektrums Messung
Aufnahmezeit 15:40:22 - 16:15:35
In Richtung der Oberfläche

Hier habe ich die Spektren in eine Grafik verpackt. Man sieht trotzdem die Tiefen in einem Abstand von 5m bis in eine Tiefe von 30m.

Hier ging es mir darum, welche Werte ca. 2 Stunden vor Sonnenuntergang zu finden sind. Beim Tauchen nimmt man dies nur reduziert wahr. Solange die Sonne nicht hinter einer Riffwand ist, merkt man es beim Tauchen eigentlich gar nicht. Die Auswertungen zeigen aber deutliche Resultate.

Zum Spektrum gibt es eigentlich nichts zu sagen. Sehe ich mir den PAR-Wert an, bewegt sich dieser von ca. 30m – 5m Tiefe nur noch zwischen 10 – 70 μmol/㎡s. Diese sind im Vergleich zum Mittag nur noch gerade 1/10 und dies knapp nach ca. 4 Stunden.

Zusammenfassung:

In den vorangegangen Darstellung habe ich mich auf die Tageszeiten Morgen, Mittag und Nachmittag bezogen. Hierbei habe ich jeweils den ersten, respektive letzten Tauchgang verwendet, um die Eckwerte herauszufinden. Bei der Mittagsmessung ist der Bereich der am besten um die Zeit gepasst hat.
Bei der Mittagsmessung ist dies der Bereich wo am meisten Messungen um 12:00 Uhr gepasst haben.

Aus den verschieden Messungen (Philippinen und Malediven) wurden Mittelwerte gebildet. Dafür flossen jeweils 7-10 Messungen in den Mittelwert ein. Zum Schluss habe ich ein Tagesmittel erstellt.

Auf den folgenden Grafiken ist der Morgen mit Tauchgängen von 8:26 – 10:35 Uhr berücksichtigt.

Zusammengefast um den Mittag sind Tauchgänge von 10:46 – 13:12Uhr. In den Nachmittagstauchgängen wurde von 14:15 – 16:15 Uhr Mittelwerte gebildet.

Spektrum:

Hier habe ich alle Messungen gemittelt. Die in einem Bereich von 2.50m – 15.00m als auch von 2.50m – 30m. Hier sind die Messungen aus den Philippinen sowie aus den Malediven eingeflossen.

Der Peak im nm Bereich liegt da im Mittel bei ca. 491nm. Dieser hat sich in all den Messungen von 473 – 493nm bewegt. Dieses Spektrum finden wir dann auch noch bei LED in der Salzwasseraquaristik.  

PAR-Wert:

Der Nachmittagswert liegt hier einiges tiefer als der am Morgen. Hier sind die Messungen mehrheitlich um gut 1 ¼ Stunden versetzt, sprich der Durchschnitt der Aufnahme liegt ca. bei 15:30 Uhr, also ca. 2 ½ Stunden bevor die Sonne untergeht. Der morgendliche Durchschnitt der Messungen ist bei einer Zeit von ca. 9:45 Uhr, also 3 ¾ Stunden nach Sonnenaufgang.

Aus diesem Grund habe ich diese beiden Kurven gemittelt, um in etwa zu sehen, wie der Wert etwa um ca. 9:00, respektive 15:00 Uhr sein könnte.

Neuer Vergleich mit der gemittelten Morgen-/Nachmittag sowie Mittag Intensität, wiederum zum Mittelwert

Der Rest ist selbsterklärend.

Es gibt eine Wassertiefe mit einem entsprechenden PAR-Wert in μmol/㎡s.

Es wäre sehr interessant zu erfahren, ab wann eine Sättigung bei den Tieren stattfindet. Brauchen sie die volle Belichtungszeit? Gibt es zu Spitzenzeiten Schutzmechanismen? Ich denke hier vor allem an Tiere, die in Lagunen leben und bei Ebbe und zur Mittagszeit frei zum Wasser herausheben. Ich bin kein Biologe und kann diese Fragen nicht beantworten.

Beleuchtungsstärke:

Wie bereits erwähnt, ist es eine Grössenangabe für Hobbyaquarianer, welche Lux-Messgeräte besitzen. Lux ist eine Beleuchtungsstärke, welche das Verhältnis des anfallenden Lichtes auf eine Fläche angibt und hat keinen direkten Einfluss auf die spektrale Zusammensetzung. Aus diesem Grund gehe ich hier nicht weiter auf das Thema ein.

Farbtemperatur:

Den Kelvinwert hat mich interessiert, weil wir mit der Beleuchtung unserer Aquarien mit der LED immer wie mehr in höhere Kelvin Werte gerutscht sind. Ich weiss von vielen Herstellern, dass dies von der Kundschaft gewünscht wird. Hier stellt sich die Grundfrage, was man als Aquarianer will. Eine möglichst artgerechte Pflege der Tiere oder ein optisch für das Auge schöne Licht. 
Ich glaube, dass wir uns in einem Bereich bewegen sollten, der nicht mehr als 25-30‘000 Kelvin hat.

Im zweiten Teil werde ich auf die Lichtmessung in Korallen und im dritten Teil dann noch auf die LED Technik in der Salzwasseraquaristik.

Fragen und Diskussionen können hier geführt werden.

Erstellt am 23.12.16