水草情迷

白老鼠嘛
可是結果要等天氣轉涼時才會知道
天氣太熱,怕新買的蝦在過程中會死掉
反正現在正繁殖莫絲中,到時弄成餅狀作草地

hi Mr. Ho,

有好消息, 我手上有一本 @@ 的書. 好像有K數的資料, 而且好Detail.
"Coefficient of Absobrtion and scattering" [K] 是否等如"vertical attenuation cofficients for downward quantum irradiance of PAR"[Kd(PAR)]?
如果係的話的, 我試試消化那些資料吧~ (因為成個chapter有成百幾頁全英文 @@)
或者我下次影印比你...

如果我剛剛睇的東西是和關K數, 這樣, 我想是十分苦惱的東西, 因為關係太多東西:
1. photon
2. wavelength (light)
3. particles of water
4. of course, depth of water
(可能以上只是部分因素, 因為我只是隨便看看30mins)
我想如果以香港式的種草方法, 我們便要以白光 + crystal clear water作target, 當然, 還要看看用者是以Dutch Style作設計, 還是以Japanse Style作設計la...
(sorry, 我好似要求太高)

ps. 如果你有一天成為Dr. Ho, 我想我的小小title, BA, 都要變成BSc了. @@

WINZ,
"Coefficient of Absobrtion and scattering" [K] 好像是考慮可見光的，vertical attenuation cofficients for downward quantum irradiance of PAR"[Kd(PAR)] 是以光子數量來考慮。

我也不明白，但可以這樣理解。K 是用LUX METER 的量度數據求出來。 Kd(PAR) 要用PAR METER的量度數據。單位不同，但可以參考。

PS. Professor WINZ, Kd(PAR)您都找到 ?? 服了您!!

Coefficient of Absobrtion and scattering考慮的不只是可見光,但是在魚缸中的問題會多很多,由於那coef中包含了scattering,但缸內是有良好的反射,因此要加入修正式
而Coefficient of Absobrtion and scattering和vertical attenuation cofficients for downward quantum irradiance of PAR
得出的結果,沒錯的話都可以轉成light flux,那就可以應用了

ps.要是可以,把公式貼出來,看我可不可以處理掉,雖然沒有在光學上學過太多,怎說也是個BSc in phy

utopia13,
好了,計計燈光等工程數還可以，計光學等 physics數完全唔得，有關"vertical attenuation cofficients for downward quantum irradiance of PAR"[Kd(PAR)]要等winz post 出

可否請問可不可用以下設備求出 k


k 是否 = Coefficient of Absobrtion + Coefficient of scattering

http://www.serc.si.edu/water_quality/water_quality_html/hydrops.htm

MKHo
我正好反過來,由於光學只學了很基本,對應用上的計算十分迷糊
要我計天氣計幅射還好...要是那位魚友的魚缸受放射物影響就來找我吧(笑)

你以下的裝置是可以求得Coefficient of Absobrtion + Coefficient of scattering 沒錯,用e decay代入,不過安全起見,做一下不同長度的對比會好一些,而且,一般光線還有分散的問題,先用反光紙做個圍板會好一點,要是水,當中必定有容器,那就要加入 + xk這參數
方法是用空氣及空容氣,由於空氣的k為固定,加入了容器後兩數相減就是xk,而空氣的k直接以公或算出

utopia13,
謝謝，我可以先制作那個容器，及用我的草缸水作實驗，有實驗程序及結果再和您討論。

hi folks,

我終於看畢MKHo的linkSSSSSSS(死未~ 睇足3個星期, MK... 我比你玩死!), 還看了一部份好悶的書了! 還是有些一知半解, 可是我再試試summarise, 如果有錯漏, 敬請各位指引一下!



其實, utopia13大大說的, 是正確的. 可是, 我還有補充!


根據"Inherent Optical Properties" (Ref below: absor_scrat.JPG):
Absorption + Scattering = Beam Attenuation
(注意: 這不等同Absorption Coefficient + Scattering Coefficient = Beam Attenuation Coefficient)


Absorption + Scattering主要是因為水中的photons與一些外來因素作怪.
至於要DETAIL了解Absorption 和 Scattering在水中形成的原因, 請看MKHo大的link: http://www.serc.si.edu/water_quality/wa ... ydrops.htm 也已簡單易明的說明了
hehe...唔睇字都睇下圖la:

根據, 上面的link, Absorption是"reduce light energy(光能)", 而Scattering是"改變光的方向, 從而增強Absorption的能力." 所以Absorption 和 Scattering是互相影響的.

如果要知道實際有多少solar radiation落到水低, 這樣我們便要理解Absorption Coefficient + Scattering Coefficient的連作了.
而Coefficient of Absorption 和 Coefficient of Scattering, 是"入射 radiant flux"經過"aquatic medium" (REF: absor_scrat.JPG)的一個"指定深度"(即由水面至水底的深度)後, 在特定的wavelenght上得出的term. @@
( Coefficient of Absorption 和 Coefficient of Scattering 都係以 m^-1 為單位. )


所以Attenuation, 好明顯是指由原本的光源經過Absorption + Scattering 後的radiant flux lost!



這裡有些商榷, 雖然Coefficient of Absobrtion and scattering可以考慮埋"不可見光", 但事實上現在technical上有很多問題, 好多時都會ignore "不可見光", error只有5%, 書中說問題不大. (我的data係來自1994年, Cambridge University Press的書籍)


悶死未? 未? 繼續~


"vertical attenuation cofficients for downward quantum irradiance of PAR" [Kd(PAR)]:
1. PAR (photosynthetically available radiation)
PAR的意思是photosynthetic organism(進行光合作用的生物?)能在400nm ~ 700nm中, 吸收有用的光譜能量. (其實應該是350nm ~ 700nm, 可是因為現今的技術上問題, 才改用400nm ~ 700nm, 可是問題不大, error只有5%左右.) PAR比我們平時用LUX計算還要準確, 因為Lux會計算埋綠光的能量! (詳細請看 http://www.thekrib.com/ )
[經過的複查Paul G. + John A.的書籍, 在www.thekrib.com寫作"photosynthetically active radiation" = "PAR"是錯的!! BTW, 我估意思是差不多了. @@]
2. 這裡的Kd = vertical attenuation cofficient, d = depth(水深度)
3. 也很明顯"vertical attenuation cofficients"是一個有"指定深度"(d)計算的"Attenuation Cofficient". 即我們的草缸深度 (當然不同目的, 用不同深度計算)
4. "downward irradiance"就是指光源由水面照入水裡.
5. 所以Kd(PAR) = "the vertical attenuation cofficients for irradiance in the photosynthetic waveband."
6. Kd(PAR)的單位是 m^-1
note: 以淡水計Kd(PAR)由15.1m^-1至0.1m^-1都有, 看看你 reference邊條河/湖.

所以, 我懷疑MKHo要的K數就是"vertical attenuation cofficients for downward quantum irradiance of PAR" 或是 ""vertical attenuation cofficients" 了, 而這個數當然係由"Coefficient of Absorption and Scattering"計算出來!


現在我們的草缸中, 最容易影響K數而產生error係...
1. 我們的草缸多了"四面牆", 這個reflection是大自然沒有的東西.
2. 大自然中太陽距離水面非常遠, 而我們的燈具卻非常近水面. 光源的入射角度, 也會嚴重影響K數. 雖然地球會不停地轉, 入射角度會不停變, 但光源只有一個! 可是我們的光源不只一個, 做出的refraction, 絕對比大自然複雜. 特別是HQI !
3. 不同質料的玻璃, 也會影響refraction. (但這個影響應該不大)
4. 而密植草缸和稀疏的草缸(或是喜歡種葉面大/小的草....)也會因為dffraction和absorption的不同而影響K數.
5. 大家在燈具上用不同的反光板和防水氣的物料已經頭痛la...
最後, 我們當然要suppose我們的草缸係
- 沒有藻
- 玻璃清潔
- 沒有微塵
- 水面波平如鏡


說到現在, 頭痛嗎?


繼續吧~
- 我曾經在香港見過香港穀精(Eriocaulon spp., Pipewort), 它們跟本就不是生長於水底, 它是生長於非常接近水面的小溪石間, 四周就只有它一棵植物. 我看見它的當天, 它只係被水半掩, 我相信如果隨著下雨天/乾旱天, 水位會不定變! 這樣, 如果我們把穀精放進草缸, 我肯定穀精屬的草比一般的草雖要光! 可能是一倍, 甚至兩倍. 試想想, 紅菊, combomba sp.可以在水底2-3米生存(湖), 穀精貼著水面生存(有樹蔭的小溪). 可是我們永遠也不會把穀精放近水面種植.
這類的問題, 怎樣solve?

- 有些燈lumen強, 卻只強在綠光又點計?


死lor...越講越煩, 看來要很長時間的實驗+觀察! hehe... 當Mr.Ho未做Dr. Ho時, 1L = 1W都幾好用!


hi MKHo,
- 要如果要準確measure "Coefficient of Absobrtion and scattering", 我本書好Detail...看完包你唔會measure!
- 我也有一些"Coefficient of Absorption" & "Coefficient of Scattering"在不同河/湖的數據.
- 如果你決定探討下去, 我本書對你好有用, 好多formula, 多字 @@, 美國書, d 英文好易明...hahahaaa, 如果下次見到你, 就比你參考下la. 或者你有冇HKU / CU / UST / CityU/ BU的圖書証oY? (如果有, PM我)
- 唔知你之前有冇睇過: http://www.fitchfamily.com/lighting.html , ADA的用燈方法, 我成日都覺得有d野.. @@
- excuse me, 我有耐都做唔到Professor la... hehe... 咪玩la =P

Coefficient of Absobrtion and scattering要是加上缸邊反射的效果,及考慮不同光線的吸收度不同,那是不可能用人手計算的,而5% error,說實在,很多時也可以接受(幅射的是開方根)

一般Coefficient of Absobrtion and scattering是用在直射的光,特別是laser上的,不然光本身的散射也會殺死人

我想我們不需要計得那麼細,10%的error在這裡也沒有所謂吧
倒是有一個方式可以試試,用綠色的袋包著detector,再放在水中直接測量

hi utopia13,

如果有議器, 係絕對可以check到Coefficient of Absobrtion and scattering! 之後再計出attenuation coefficient. 問題係你有冇?!

但我會建議唔好check (唔好理會有幾多%的error)!! 只要估計出大約的K數, 再加實驗結果去prove估計值班(K數)的可塑性便可以了...."一般"淡水河/湖的Kd(PAR)有0.3 ~ 2 m^-1 (這方面我有資料), 所以我估Krib計的K數也不無道理(Krib計的, 應該是Kd)!
(當然如果各位大大想完美, 我也一樣支持!! 有心就做到底ma.. ^^")



嗯嗯...可以wor.... MKHo大, 下次你用Lumen meter可以試試wor... 看看加了"綠色的袋包"的前後lumen different都可以wor...
但我想知道, "綠色"tone的選擇, 會唔會要好嚴lei? 起碼要make sure 我們選擇的"綠色"是沒有加任何value. ie. 黑/白. 看來要一個colour sense好強的人來辨別喔!!
btw, 如果玩玩看也可以, 如果唔係用PAR meter去check, 可能會好D.

係當然冇啦
有錢都買個計幅射既去自己做埋以前d研究先

hi all,

水草界女中豪傑Kasselmann C. 曾經和Osram公司合作, 在Madagascar和Ecuador的自然生態環境中(在水面/淺水處)量度lux reading. 本人認為對此topic頗為有用, 所以引用部分數據作出分享.


地點: Ecuador, Coca
日期: 08 / 02 / 90
07:30____white and black clouds_______16,310lux
08:10____white and black clouds_______19,800lux
12:45____cloudless__________________156,400lux
13:00____sun obscured by dark clouds__34,600lux
14:00____cloudless__________________127,100lux
14:30____cloudless__________________108,600lux
15:00____cloudless__________________90,100lux
15:30____sun obscured by clouds_______19,600lux
15:30___under trees, clouds_________8,000 up to 13,000lux
16:00____cloudless__________________62,200lux
16:50____small white clouds__________32,400lux
17:30____small white clouds__________13,070lux
18:00____small white clouds__________2,420lux
18:30____sunset____________________280lux
日期: 09 / 02 / 90
08:00____heavy rain_________________550lux

* [Madagascar, Fort Dauphin (surrounding region), 08 / 12 / 86, 13:30, cloudless shaded by trees, 8,460 up to 25,000lux]

其實, 看到以上的數據, 我的心都有點寒... 天啊, artificial lighting怎可能和天比?
之後冷靜想想, National Geographic Channel介紹tropical habit的節目中, 曾提及... tropical habits的天氣變幻無常, 經常下雨, 所以沒可能經常100klux左右. (我又放下心頭大石了.)

Kasselmann C. 指出把數據拉成平均數, 在水面/淺水處, 便會有10,000 - 30,000lux了. 如果40cm深下, 便有69% loss of light. 算一算40cm深下就有3,100 - 9,300lux了. 如果Kasselmann C.與Osram公司合作的數據是正確的話, 這樣, "The Complete Book of Aquarium Plants"的數據便可能有些問題?!

Kasselmann C.書中又提出水草是不可生長在太強/太弱光下, 好些草太強光會枯, 太弱光也會枯. 而每種草也會有它們自己的communities, 她會分為:
1. "very shared"
2. "shaded"
3. "shady-sunny"
4. "funny sun"
其實我十分同意, 因為我們可以再跟據不同水草的出生地(habit), 再辨別水草雖要幾多光.

再以一種用光比較特別的水草舉例: 網草 (Aponogeton madagascariensis)
它的community是分散的(多數的草是有特定的community), 同一種草可以生長不同環境, 時光時暗, 可以生長在1-4的環境中. 在10:00 h的 light cloud(少雲)下: 水面有70,000lux, 在陽光充足時(intensive sun radiation): 水面有146,000lux.

雖然講到好灰, 但Kasselmann C.說可以以造景去解決問題, 就是用需要強光的大葉草形造陰影 (當然light source係要強光la).
(事實上, 我想這只是其中一個解決方法!)

再回想一想, 大自然中, 除了天氣變幻無常, 要遮光的地方還有很多, 水、波浪, 水潺、枯葉、石頭、樹木、兩旁的大樹、樹蔭. 他們究竟怎樣影響lux readings? 而樹蔭下的平均lux reading有8,320 - 19,000lux (我自己跟據Kasselmann C.的數據計的), 再減去69% light loss, 便有2579 - 2,470lux. 但究竟有幾多是樹蔭位呢? 兩旁的大樹又怎樣影響太陽的入射角度呢? ...... 我想大家看圖後自己再想想吧 ......

Malaysia的小溪:


Florida, USA, Cabomba原生地:



Pulau Bangka, Indonesia, Cryptocorynen原生地:


Sri Lanka, Colombo, Cryptocorynen原生地:


(ref:
1. Christel Kasselmann, Aquarium Plants, 2003
2. http://www.aqugrass.com/phpBB2/viewtopi ... highlight=
3. http://aquat1.ifas.ufl.edu/cacapic.html
4. http://www.aquaristikszene.ch/Zuchter_P ... ettner.htm )

汗死特暸，完全不得要領。Dr.HO，小弟的缸40 40 50鋪5CM ADA黑泥，能伐幫忙算一下需要多少LM綵夠用啊。

Fullsong
不同草的需要不同,先說出你希望有多強的光到缸底吧

樓上大大一句話提醒暸偶，終于明白一點點，原來是卡在水面的照度那裏暸。原來是要自己根據草需要來定的。
大緻有如下鹿角苔、矮珍珠、大捲浪、穀精太陽、虎斑太陽。
這個水面的照度該如何定呢？