v-lambda schiet te kort

Waarom V(λ) en traditionelelichtmetingen tekortschieten voor flora en fauna

Doel van de presentatie

Dehuidige praktijk voor het beoordelen van lichthinder en de invloed vankunstlicht op de omgeving is grotendeels gebaseerd op fotometrische groothedenzoals lux en luminantie. Deze grootheden zijn gebaseerd op de menselijkevisuele gevoeligheid, beschreven door de fotopische gevoeligheidsfunctie V(λ).

Hoewel deze methode uitstekend geschikt is voor het beoordelen van verlichting vanuit menselijk perspectief, rijst de vraag of dezelfde benadering ook geschikt isvoor het beoordelen van effecten op flora en fauna. In dit artikel wordt toegelicht waarom dat niet het geval is, welke beperkingen de huidige meetmethoden hebben en welke alternatieven beschikbaar zijn.

1. V(λ) is ontwikkeld voor de mens,niet voor dieren en planten

Delux-eenheid is gebaseerd op de fotopische gevoeligheidsfunctie V(λ), die degemiddelde gevoeligheid van het menselijk oog bij dagzicht beschrijft.

Dehoogste gevoeligheid ligt rond 555 nm (groen licht). Licht buiten dit gebiedkrijgt in een luxmeting relatief weinig gewicht.

Voorveel dieren en planten geldt echter een totaal andere gevoeligheid:

• Vogels nemen vaak ultraviolet     licht waar.
• Insecten zijn veel gevoeliger     voor blauw en UV-licht.
• Vleermuizen reageren indirect     op licht doordat insecten zich anders gedragen.
• Planten reageren op specifieke     spectrale gebieden voor fotosynthese, groeisturing en bloei.

Hierdoorkan een lichtbron die voor mensen weinig licht produceert volgens een luxmeter,juist een grote ecologische impact hebben.

Wat zegt de wet- en regelgevinghierover?

Binnende Nederlandse regelgeving en het Besluit activiteiten leefomgeving (Bal)worden lichthindereffecten nog voornamelijk beoordeeld vanuit menselijkewaarneming. De gebruikte meetmethoden zijn daarom gebaseerd op fotometrischegrootheden zoals verlichtingssterkte (lux) en luminantie.

Voorecologische effecten bestaat echter nog geen algemeen geaccepteerdebeoordelingsmethode. Wetenschappelijk onderzoek laat zien dat menselijkelichtmaatstaven onvoldoende zijn om effecten op flora en fauna te beschrijven,maar een breed toepasbare wettelijke norm ontbreekt momenteel.

2. Airglow meten op afstand geeft geenrepresentatief beeld

Bijgroeiverlichting in de glastuinbouw wordt regelmatig gekeken naar de zichtbarelichtkoepel boven een gebied, ook wel airglow of skyglow genoemd.

Hetprobleem hierbij is dat de gemeten waarde sterk afhankelijk is vanatmosferische omstandigheden:

• Bewolking
• Mist
• Regen
• Luchtvochtigheid
• Stofdeeltjes in de atmosfeer

Eenidentieke installatie kan daardoor op verschillende dagen sterk afwijkendemeetresultaten geven.

Bijbewolkte omstandigheden wordt licht veel sterker teruggekaatst richtingwaarnemer dan onder een heldere hemel. Hierdoor zegt een meting van airglow opgrote afstand vaak meer over het weer dan over de daadwerkelijkelichtuitstraling van de installatie.

Eenbeoordeling uitsluitend op basis van skyglow-metingen is daarom beperktreproduceerbaar en moeilijk toetsbaar.

3. Lokale metingen geven een beter entoetsbaar beeld

Vooreen betrouwbare beoordeling van de invloed van kunstlicht op flora en faunaverdient het aanbeveling dichter bij de bron te meten.

Voordelenvan lokale metingen zijn:

• Minder afhankelijk van     weersomstandigheden.
• Betere reproduceerbaarheid.
• Directe koppeling aan de     lichtbron.
• Geschikt voor verificatie en     handhaving.
• Beter bruikbaar binnen de     systematiek van het Bal.

Doorlokaal te meten ontstaat een objectiever beeld van de daadwerkelijkeblootstelling van planten en dieren aan kunstlicht.

4. Welke eenheid moeten we gebruikenvoor flora en fauna?

Degrootste uitdaging ligt niet in het meten zelf, maar in de keuze van de juistemeeteenheid.

A. Lux met aangepaste V(λ)-curves

Een mogelijke oplossing is het ontwikkelen van soort specifieke gevoeligheidsfuncties.

Inplaats van de menselijke V(λ) wordt dan gewerkt met:

• Vleermuis-V(λ)
• Insect-V(λ)
• Vogel-V(λ)
• Plant-V(λ)

Demeetresultaten kunnen vervolgens worden uitgedrukt in een aangepaste luxwaarde.

Voordelen:

• Sluit aan bij bestaande     meetpraktijk.
• Begrijpelijk voor beleidsmakers.
• Direct vergelijkbaar met     huidige normen.

Nadelen:

• Voor veel soorten ontbreken nog     gevalideerde gevoeligheidsfuncties.
• Er bestaat momenteel geen     commercieel meetinstrument dat dit ondersteunt.

B. PAR-metingen

Inde tuinbouw wordt vaak gewerkt met PAR (Photosynthetically Active Radiation).

PARbeschrijft het licht tussen ongeveer 400 en 700 nm dat beschikbaar is voorfotosynthese.

Deeenheid is:

µmol·m⁻²·s⁻¹

Voordelen:

• Wetenschappelijk goed     onderbouwd voor planten.
• Onafhankelijk van menselijke     waarneming.
• Volledig gebaseerd op het     spectrum.

Nadelen:

• Niet ontwikkeld voor     hinderbeoordeling.
• Moeilijk te interpreteren     buiten de tuinbouwsector.
• Minder geschikt voor     diergroepen.

HoewelPAR uitstekend bruikbaar is voor plantkundige analyses, is het nog geenalgemeen geaccepteerde maat voor lichthinder.

C. Luminantiecamera met aangepastegevoeligheidsfuncties

Eeninteressante tussenoplossing is het gebruik van spectrale of multispectraleluminantiecamera’s.

Hiermeekan:

• Het volledige lichtbeeld worden     vastgelegd.
• Spectrale informatie worden     verzameld.
• Achteraf een specifieke     gevoeligheidsfunctie worden toegepast.

Voor iedere doelgroep kan vervolgens een eigen gewogen luminantie of verlichtingssterkte worden berekend.

Voordelen:

• Ruimtelijke verdeling van licht     zichtbaar.
• Geschikt voor verschillende     doelgroepen.
• Mogelijkheid tot heranalyse     wanneer nieuwe inzichten ontstaan.

Nadelen:

• Complexere apparatuur.
• Meer dataverwerking     noodzakelijk.
• Nog beperkte standaardisatie.

Deze aanpak lijkt momenteel één van de meest kansrijke routes voor toekomstige ecologische lichtmetingen.

5. De rol van drone-metingen

Drone-technologie biedt nieuwe mogelijkheden om de invloed van kunstlicht objectief in kaart te brengen.

Metdrones kunnen metingen worden uitgevoerd:

• Op verschillende hoogten.
• Op moeilijk bereikbare locaties.
• Rondom kassen en industriële     installaties.
• Zonder verstoring van flora en     fauna.

Daarnaastmaken drones het mogelijk om ruimtelijke lichtverdelingen zichtbaar te makendie vanaf de grond moeilijk meetbaar zijn.

Doordrones uit te rusten met:

• Spectrometers,
• Multispectrale camera’s,
• Luminantiecamera’s,

kaneen veel completer beeld worden verkregen van de daadwerkelijke blootstellingvan de omgeving.

Voorcomplexe situaties zoals groeiverlichting in de glastuinbouw kunnendrone-metingen een belangrijke bijdrage leveren aan een objectieve enreproduceerbare beoordeling.

Conclusie

De traditionele fotometrische benadering op basis van de menselijke V(λ)-functie is geschikt voor het beoordelen van verlichting voor mensen, maar onvoldoende voor flora en fauna. Dieren en planten reageren op andere delen van het spectrum en vragen daarom om andere beoordelingsmethoden.

Metingenvan airglow op afstand zijn sterk afhankelijk van weersomstandigheden endaardoor beperkt representatief. Lokale metingen bieden een betrouwbaarder enbeter toetsbaar alternatief.

Degrootste uitdaging voor de komende jaren ligt in het ontwikkelen van een breedgeaccepteerde ecologische lichtmaat. Mogelijke richtingen zijn aangepasteV(λ)-functies, PAR-gebaseerde benaderingen en spectrale luminantiemetingen. Drone-technologie kan hierbij een belangrijke rol spelen door het verzamelen van hoogwaardige en reproduceerbare meetdata.

‍