Wat is er Nieuw?
Zeewaterforum.info

U bezoekt ons forum als gast, wij zouden het leuk vinden als u zich registreert en aktief mee discussieert in de verschillende topics.

Het meten van licht boven het aquarium

#1
Voor de mensen die het geluk hebben een PAR-meter te kunnen bemachtigen, heb ik het volgende stukje geschreven. Ik moet hier ooit nog een keer een uitgebreider artikel van maken.

De PAR-waarde geeft aan hoeveel bruikbaar licht (voor fotosynthese) per seconde op een oppervlak van een vierkante meter valt. PAR is de grootheid, en geeft dus aan wat we meten, zoals afstand en tijd ook grootheden zijn. PAR staat voor Photosynthetically Active Radiation, in het Nederlands Fotosynthetisch Actieve Straling.

De eenheid van PAR is micromol/m[SUP]2[/SUP]/s (µmol/m[SUP]2[/SUP]/s). Soms wordt ook weleens µEinstein/m[SUP]2[/SUP]/s (of µE/m[SUP]2[/SUP]/s) gebruikt. Een micromol (µmol) staat voor een heel groot getal, namelijk 6 * 10[SUP]17 [/SUP]fotonen (lichtdeeltjes). Een zes met zeventien nullen dus. Geen wonder dat wetenschappers hiervoor een woord gebruiken.

Het golflengtebereik van de fotonen die gemeten worden met een PAR-meter ligt ongeveer tussen 380 nm (violet) en 720 nm (dieprood). Eigenlijk meten we dus een “regenbui” van fotonen, met alle kleuren van de regenboog. Hoe hoger de lichtsterkte, hoe harder het fotonen “regent”. De reden dat we alle kleuren meten, in tegenstelling tot wanneer we lux of lumen gebruiken (dit betreft slechts groengeel licht, 550 nm), is dat al deze kleuren door koralen gebruikt kunnen worden voor de fotosynthese. Wel is het zo dat rood en blauw licht het fotosyntheseproces het meest efficiënt stimuleren.




Grafiek van het bereik van de Li-Cor, een veel gebruikte lichtmeter.


Maar hoe moet je als aquariumhobbyist de gemeten getallen nu interpreteren? Hier kun je boeken over vol schrijven, en dat heeft men ook gedaan, dus ik ga wat algemene richtlijnen in de vorm van een tabel geven. Nogmaals, dit zijn richtlijnen omdat dit onderwerp complex en genuanceerd is. Een gemiddeld aquarium dat goed verlicht is vertoont een lichtsterkte van ongeveer 100 tot 500 µmol/m[SUP]2[/SUP]/s. Dit is voldoende voor een goede koraalgroei en –kleuring. Hoe meer licht, hoe meer waterbeweging nodig is om stress bij koralen te voorkomen. Het positieve effect van licht op koraalgroei wordt dan ook prominenter bij meer waterbeweging. Verder is het zo dat veel andere factoren de groei en kleuring van koralen beïnvloeden, zoals waterkwaliteit en voedselbeschikbaarheid (denk aan dierlijk plankton).

Ik hoop dat deze richtlijnen wat duidelijkheid scheppen onder mensen die met een lichtmeter gaan stoeien.


[TABLE="class: cms_table"]

Situatie

Lichtsterkte als PAR (uitgedrukt in µmol/m[SUP]2[/SUP]/s)


10 meter diepte op koraalrif, bij volle maan.

0.01


165 meter diepte op koraalrif, overdag. Tevens het huidige diepterecord van een steenkoraal met zoöxanthellen (Leptoseris hawaiiensis).

0.5


95 meter diepte op koraalrif, overdag.

10


40 meter diepte op koraalrif, overdag. Waarde gemeten op de bodem van een goed verlicht zeeaquarium.

100


20 meter diepte op koraalrif, overdag. Gemeten waarde in het midden van een goed verlicht zeeaquarium. Start verzadiging fotosynthese bij steenkoralen. Kleurrijke pigmentproductie* van veel “SPS” steenkoralen duidelijk zichtbaar, maar nog niet verzadigd.

300


10-15 meter diepte op koraalrif, overdag. Start groeiverzadiging van veel steenkoralen (bv. Galaxea fascicularis). Kleurrijke pigmentproductie prominent, maar nog niet verzadigd voor Acropora spp. en andere kleinpoliepige steenkoralen.

400-500


5-10 meter diepte op koraalrif, overdag. Gemeten waarde bovenin een goed verlicht zeeaquarium. Dicht bij volledige groeiverzadiging van veel steenkoralen, en grotendeels of volledige kleurverzadiging van Acropora spp. en andere kleinpoliepige steenkoralen.

700


2,5-5 meter diepte op koraalrif, overdag. Gemeten waarde bovenin een sterk verlicht zeeaquarium. Stressvol voor koralen en hun symbiose-algen (zoöxanthellen). Veel waterbeweging helpt overdag stress te verlichten, door het overschot aan schadelijke zuurstofmoleculen (geproduceerd tijdens de fotosynthese) af te voeren.

1000-1200


0-2,5 meter diepte op koraalrif, overdag. Gemeten waarde net boven het wateroppervlak van een sterk verlicht zeeaquarium. Stressvol voor koralen en hun symbiose-algen (zoöxanthellen). Wordt niet door alle koralen getolereerd.

2000


Maximale zonnekracht in de tropen, rondom het middaguur. Steenkoralen en zachte koralen in de getijdenzone kunnen hier dagelijks aan worden blootgesteld. Stressvol voor koralen en hun symbiose-algen (zoöxanthellen).

2600


Lichtsterkte direct gemeten onder zeer felle HQI- en LED-lampen. Niet heel relevant omdat deze waarde snel afneemt met afstand van de verlichting.

>5000


[/TABLE]

*Felle koraalkleuren worden veroorzaakt door fluorescerende eiwitten (FP’s zoals GFP, Green Fluorescent Protein), maar ook door niet-fluorescerende eiwitten (zoals bij Seriatopora hystrix). Deze kleurrijke koraalpigmenten zijn geliefd onder hobbyisten, en zijn een uiting van bescherming tegen veel licht. Ook lijken deze eiwitten door koralen ingezet te worden bij zeer weinig licht. Zie voor meer informatie mijn artikel in het julinummer van OZ (2016).
 
Laatst bewerkt:

Frode

Zeewind in De Kop
#2
Ik haak even aan ;-)
Maakt het nog uit hoe het licht bij de koralen komt? Tegenwoordig met ledverlichting heb je keuze uit armaturen die het licht als het waren recht naar beneden laten regenen, zodat de koralen alleen van boven 'nat' worden of armaturen met een brede straalhoek, zodat het licht van meerdere kanten op de koralen 'valt'.

Kan me voorstellen dat dit ook invloed heeft op de groeivorm en gezondheid van koraalkolonies.


Groet,
Frode
 
OP
OP
timwijgerde
#4
Ik haak even aan ;-)
Maakt het nog uit hoe het licht bij de koralen komt? Tegenwoordig met ledverlichting heb je keuze uit armaturen die het licht als het waren recht naar beneden laten regenen, zodat de koralen alleen van boven 'nat' worden of armaturen met een brede straalhoek, zodat het licht van meerdere kanten op de koralen 'valt'.

Kan me voorstellen dat dit ook invloed heeft op de groeivorm en gezondheid van koraalkolonies.


Groet,
Frode
Hallo Frode,

Dit punt is een van de hele haken en ogen aan dit genuanceerde en complexe onderwerp. Van belang zijn:

- lichtintensiteit: zie tabel boven
- spectrum: blauw is essentieel op de lange termijn, de andere kleuren zijn aanvullend en nuttig voor ons kijkplezier
- fotoperiode (duur van de dag): 8-12 uur belichting werkt goed, langer lijkt weinig zin te hebben
- directionaliteit: een brede spreiding is van belang wanneer koralen in 3D groeien, omdat anders teveel self-shading ontstaat

Ik houd dus niet van de felle LED-spots, zoals ik die boven mijn AM Yasha heb hangen. Ik heb er een brede LED-unit bijgeplaatst, omdat mijn koralen aan de onderkant bleekten en afstierven. Ik geef de voorkeur aan breedstralende lampen. Eventueel gebruik je veel LED-spots die gedimd kunnen worden, om zo een goede spreiding te krijgen.

Hierbij een voorbeeld van een langzaam afstervende Montipora digitata. Je ziet goed dat het coenenchym, het weefsel tussen de poliepen, langzaam verdwijnt in het donker. Deze LED-spots hebben een zeer nauwe stralingshoek. Bovenop bleekten de koralen bijna.

DSC_0212cr.jpg
 
Laatst bewerkt:

dio

Senior Forumlid
#5
image.jpg
Hallo Frode,

Dit punt is een van de hele haken en ogen aan dit genuanceerde en complexe onderwerp. Van belang zijn:

- lichtintensiteit: zie tabel boven
- spectrum: blauw is essentieel op de lange termijn, de andere kleuren zijn aanvullend en nuttig voor ons kijkplezier
- fotoperiode (duur van de dag): 8-12 uur belichting werkt goed, langer lijkt weinig zin te hebben
- directionaliteit: een brede spreiding is van belang wanneer koralen in 3D groeien, omdat anders teveel self-shading ontstaat

Ik houd dus niet van de felle LED-spots, zoals ik die boven mijn AM Yasha heb hangen. Ik heb er een brede LED-unit bijgeplaatst, omdat mijn koralen aan de onderkant bleekten en afstierven. Ik geef de voorkeur aan breedstralende lampen. Eventueel gebruik je veel LED-spots die gedimd kunnen worden, om zo een goede spreiding te krijgen.

Hierbij een voorbeeld van een langzaam afstervende Montipora digitata. Je ziet goed dat het coenenchym, het weefsel tussen de poliepen, langzaam verdwijnt in het donker. Deze LED-spots hebben een zeer nauwe stralingshoek. Bovenop bleekten de koralen bijna.

Bekijk bijlage 461769
Dat wat jij daar zien bij je digitata heb ik ook bij die van mij en alleen bij de groene maar ik heb er t5 boven die heeft toch wel een brede spreiding dus ra ra.zie foto boven
en heeft de coralcare wel die brede spreiding?

groet Dio,
 
Laatst bewerkt:

Frode

Zeewind in De Kop
#6
Hallo Frode,

Dit punt is een van de hele haken en ogen aan dit genuanceerde en complexe onderwerp. Van belang zijn:

- lichtintensiteit: zie tabel boven
- spectrum: blauw is essentieel op de lange termijn, de andere kleuren zijn aanvullend en nuttig voor ons kijkplezier
- fotoperiode (duur van de dag): 8-12 uur belichting werkt goed, langer lijkt weinig zin te hebben
- directionaliteit: een brede spreiding is van belang wanneer koralen in 3D groeien, omdat anders teveel self-shading ontstaat

Ik houd dus niet van de felle LED-spots, zoals ik die boven mijn AM Yasha heb hangen. Ik heb er een brede LED-unit bijgeplaatst, omdat mijn koralen aan de onderkant bleekten en afstierven. Ik geef de voorkeur aan breedstralende lampen. Eventueel gebruik je veel LED-spots die gedimd kunnen worden, om zo een goede spreiding te krijgen.

Hierbij een voorbeeld van een langzaam afstervende Montipora digitata. Je ziet goed dat het coenenchym, het weefsel tussen de poliepen, langzaam verdwijnt in het donker. Deze LED-spots hebben een zeer nauwe stralingshoek. Bovenop bleekten de koralen bijna.

Bekijk bijlage 461769
Hoi Tim,

Ja, om die reden ben ik ook overgestapt op ledlampen met wat meer spreiding maar tegelijk wat minder intensiteit. PAR-waarden varieren van 80 - 150 op de bodem, tot ruim 450 in de bovenste zone in de bak. Meeste koralen 'ontvangen' tussen de 150-350.

Groei van de meeste soorten (seriatopora, pocillopora, porites, montipora) ben ik meer dan tevreden over. Kleuren zouden sterker kunnen. Alleen heb ik de laatste jaren wisselende resultaten met Acropora-soorten. Ben er niet uit of dat komt door licht, waterwaarden, stroming...of nog iets anders.


Groet,
Frode
 

GlennF

Senior Forumlid
#7
Ik ben het eens met Tim.
Maar ook onder T5 krijg je weefsel verlies, als je genoeg shaduw vorming hebt. iets dat op den duur toch onoverkomenlijk in de onderste/binnenste laag.
Bij led met een small bundel gaat het alleen wat sneller en in het zicht, wat dus niet de bedoeling is.


Happy Reefing, GlennF
 

frank2902

Senior Forumlid
#8
Groei van de meeste soorten (seriatopora, pocillopora, porites, montipora) ben ik meer dan tevreden over. Kleuren zouden sterker kunnen. Alleen heb ik de laatste jaren wisselende resultaten met Acropora-soorten. Ben er niet uit of dat komt door licht, waterwaarden, stroming...of nog iets anders.


Groet,
Frode

Denk persoonlijk dat je dat moet gaan zoeken in het licht. Na al die jaren aquarium houden weet je inmiddels wel hoe je met waardes om moet gaan.

Groet,

Frank
 

monstertje

Senior Forumlid
#9
tja dus eigenlijk is de beste verlichting de gene met de meeste lumen per watt verhouding, de rest doen we dus voor ons zelf?
het moet dan wel een led zijn die in het par spectrum valt maar dat is nog al snel
 
OP
OP
timwijgerde
#10
Bekijk bijlage 461770

Dat wat jij daar zien bij je digitata heb ik ook bij die van mij en alleen bij de groene maar ik heb er t5 boven die heeft toch wel een brede spreiding dus ra ra.zie foto boven
en heeft de coralcare wel die brede spreiding?

groet Dio,
Ik kan het lastig zien op deze foto, maar het zou kunnen dat er toch te weinig licht doordringt. In de natuur draait de zon, waardoor je op geringe diepte een belichting langs verschillende kanten krijgt. Misschien is je spreiding niet goed, maar ik kan dat niet beoordelen vanaf hier.

Hoi Tim,

Ja, om die reden ben ik ook overgestapt op ledlampen met wat meer spreiding maar tegelijk wat minder intensiteit. PAR-waarden varieren van 80 - 150 op de bodem, tot ruim 450 in de bovenste zone in de bak. Meeste koralen 'ontvangen' tussen de 150-350.

Groei van de meeste soorten (seriatopora, pocillopora, porites, montipora) ben ik meer dan tevreden over. Kleuren zouden sterker kunnen. Alleen heb ik de laatste jaren wisselende resultaten met Acropora-soorten. Ben er niet uit of dat komt door licht, waterwaarden, stroming...of nog iets anders.


Groet,
Frode
Hoi Frode, 150-350 is genoeg voor goede groei, maar het maximaliseert de groei en kleuring inderdaad niet. Het is wat je zelf wil, voor mij hoeft het ook niet maximaal. Dat scheelt weer onderhoud. De vraag is, wil je kweken of kijken? :rolleyes:

tja dus eigenlijk is de beste verlichting de gene met de meeste lumen per watt verhouding, de rest doen we dus voor ons zelf?
het moet dan wel een led zijn die in het par spectrum valt maar dat is nog al snel
Beste Monstertje, ik zou lumen en lux niet gebruiken bij planten of dieren zoals koraal. Die eenheden zijn gebaseerd op groengeel licht, en laten de andere kleuren buiten beschouwing. Vandaar het gezegde: lumens are for humans. PAR is veel nuttiger omdat je hierbij de lichtintensiteit van alle kleuren bij elkaar optelt. Dus de eenheid moet zijn umol/m[SUP]2[/SUP]/s/W, al is het geen makkelijke eenheid :rolleyes:. De grootheid, dus de eigenschap die je meet, is PAR/P (P staat voor vermogen).
 
OP
OP
timwijgerde
#11
Bekijk bijlage 461770
heeft de coralcare wel die brede spreiding?

groet Dio,
De CoralCare heeft inderdaad een mooie, brede spreiding. Dit komt door de brede PCB, met veel LED's erop, maar vooral door de diffusorplaat, een soort melkglas, waardoor het licht breed verdeeld wordt.

Ik ben het eens met Tim.
Maar ook onder T5 krijg je weefsel verlies, als je genoeg shaduw vorming hebt. iets dat op den duur toch onoverkomenlijk in de onderste/binnenste laag.
Bij led met een small bundel gaat het alleen wat sneller en in het zicht, wat dus niet de bedoeling is.

Happy Reefing, GlennF
Dat komt omdat jij teveel je best doet Glenn, je koralen groeien te hard. :rolleyes:
 
OP
OP
timwijgerde
#12
Ik heb nog even een LED-spotje van de Yasha doorgemeten. Halverwege het aquarium kom ik rond de 900 umol/m[SUP]2[/SUP]/s. Dat is behoorlijk hoog. Ik denk dat de koralen recht onder de spots 500-1500 umol/m[SUP]2[/SUP]/s te verduren krijgen, terwijl ze in hun eigen schaduw wegkwijnen.

Tijdens een meting boven water deed een horizontale stap van 10 cm naar rechts van de lamp af de lichtintensiteit met een factor zes dalen, van 1200 naar 200 umol/m[SUP]2[/SUP]/s. Het zijn dus echte spots met een nauwe bundel, en dat is oppassen geblazen.

Voor wat betreft de foto: De sonde meet ongeveer halverwege (waar de koperkleurige ring zich bevindt), de bol erbovenop dient om licht op te vangen.
 

Bijlagen

monstertje

Senior Forumlid
#13
Beste Tim,

heb nog een paar vragen,

Als de golflengte van de lichtbron binnen 400 tot 700 valt, dan maakt alleen het vermogen nog uit?
Het maakt dus niet uit of het een asymptoot binnen deze bandbreedte?
Groen geel valt toch binnen de golflengte van 400 tot 700 ?

alvast bedankt

Groet,
Klaas-Albert



Beste Monstertje, ik zou lumen en lux niet gebruiken bij planten of dieren zoals koraal. Die eenheden zijn gebaseerd op groengeel licht, en laten de andere kleuren buiten beschouwing. Vandaar het gezegde: lumens are for humans. PAR is veel nuttiger omdat je hierbij de lichtintensiteit van alle kleuren bij elkaar optelt. Dus de eenheid moet zijn umol/m[SUP]2[/SUP]/s/W, al is het geen makkelijke eenheid :rolleyes:. De grootheid, dus de eigenschap die je meet, is PAR/P (P staat voor vermogen).
 
OP
OP
timwijgerde
#15
Beste Tim,

heb nog een paar vragen,

Als de golflengte van de lichtbron binnen 400 tot 700 valt, dan maakt alleen het vermogen nog uit?
Het maakt dus niet uit of het een asymptoot binnen deze bandbreedte?
Groen geel valt toch binnen de golflengte van 400 tot 700 ?

alvast bedankt

Groet,
Klaas-Albert
Beste Klaas-Albert,

Het vermogen in Watt dient omgezet te worden in optical power, dus lichtvermogen. Dat doe je met de WPE (Wall Plug Efficiency). Dan moet je nog kijken in welke golflengten dit vermogen wordt gestopt, dus welke kleuren de lamp uitzendt. Uiteindelijk wil je een PAR-meting uitvoeren. Qua spectrum wil je wel wat groengeel licht, rond de 550 nm, maar niet teveel. Voor koralen wil je veel output in het blauwe deel van het spectrum, dit is goed voor fotosynthese, koraalgroei en zooxanthellengroei. Verder wil je ook wat rood en andere kleuren voor het esthetische. Op 50 meter diepte in de zee is het bv. niet heel prettig kijken zonder verlichting, vanwege de donkere, diepblauwe "waas".

Boeiend allemaal, ga het volgen.
Altijd leuk om jouw interesse te zien, Jan, dat waardeer ik.
 

jdk

Senior Forumlid
#16
Op 50 meter diepte in de zee is het bv. niet heel prettig kijken zonder verlichting, vanwege de donkere, diepblauwe "waas"

Altijd leuk om jouw interesse te zien, Jan, dat waardeer ik.
ik geniet daarom achteraf nog meer van mijn duiken als ik de films bekijk omdat ik een roodfilter gebruik. Soms zie ik dan "spul" dat ik tijdens de duik helemaal niet gezien heb.

post jij, lees ik....
 

monstertje

Senior Forumlid
#18
Beste Tim,
ik snap het nog niet helemaal. de golflengte die wij kunnen waren nemen met het menselijk ook haast gelijk aan die van par ongeveer van 380 tot 740 nm tegenover, een golflengte van 400 tot 700 nm, waarom kun je Lumen dan niet gebruiken? (lumens are for humans)

en begrijp ik het nou goed dat je binnen de golf lengte van
400 tot 700 nm (PAR), meer fotosynthese hebt met blauw dan met groen, met de zelfde hoeveelheid licht?




Beste Monstertje, ik zou lumen en lux niet gebruiken bij planten of dieren zoals koraal. Die eenheden zijn gebaseerd op groengeel licht, en laten de andere kleuren buiten beschouwing. Vandaar het gezegde: lumens are for humans. PAR is veel nuttiger omdat je hierbij de lichtintensiteit van alle kleuren bij elkaar optelt. Dus de eenheid moet zijn umol/m[SUP]2[/SUP]/s/W, al is het geen makkelijke eenheid :rolleyes:. De grootheid, dus de eigenschap die je meet, is PAR/P (P staat voor vermogen).
 
OP
OP
timwijgerde
#19
Beste Tim,
ik snap het nog niet helemaal. de golflengte die wij kunnen waren nemen met het menselijk ook haast gelijk aan die van par ongeveer van 380 tot 740 nm tegenover, een golflengte van 400 tot 700 nm, waarom kun je Lumen dan niet gebruiken? (lumens are for humans)

en begrijp ik het nou goed dat je binnen de golf lengte van
400 tot 700 nm (PAR), meer fotosynthese hebt met blauw dan met groen, met de zelfde hoeveelheid licht?

Omdat lumen is gebaseerd op 550 nm, en de andere kleuren buiten beschouwing laat. Je onderschat daarmee dus je lichtbron voor fotosynthese. Men heeft ooit hiervoor gekozen omdat het menselijk oog overdag het meest gevoelig is voor deze golflengte. Lux en lumen geven dus een indruk van hoe fel een lichtbron door onze ogen wordt waargenomen. Zo geeft een royal blue LED-paneel, of een blauwe T5-lamp, weinig lux en lumen, omdat er weinig uitstraling bij 550 nm is, terwijl die lampen wel veel licht kunnen geven (rond de 450 nm). Met een PAR-meter kun je dat blauwe licht wel meten, in umol fotonen per m[SUP]2[/SUP] per seconde.

Blauw licht stimuleert fotosynthese inderdaad sterker dan groen licht, vanwege de hoge energie van de fotonen. Vandaar dat weleens de term PUR wordt gebruikt, maar die vind ik misleidend omdat groen nog steeds nuttig is voor de fotosynthese. Ook wil je wat groen in je spectrum om de niet-fluorescerende groene kleuren te kunnen zien. Ik doel dus niet op de fluorescerende groene kleuren van veel koralen, want die worden aangestraald door UV/violet/blauw licht.
 
Laatst bewerkt:

monstertje

Senior Forumlid
#20
Beste Tim,

Wederom bedankt voor je uitgebreide antwoord.
Even voor mijn beeldvorming: groen licht is toch ook opgebouwd uit blauw en geel, of maakt dat voor de fotosynthese niet uit,
doet dat blauw dan niets meer als het in groen zit?

Wat apart dat rood het zo goed doet voor koraal volgens mij is dat de eerste kleur die uit het water gefilterd wordt, is fotosynthese voor koraal gelijk aan dat van planten op aarde of zit hier verschil in?

Omdat lumen is gebaseerd op 550 nm, en de andere kleuren buiten beschouwing laat. Je onderschat daarmee dus je lichtbron voor fotosynthese. Men heeft ooit hiervoor gekozen omdat het menselijk oog overdag het meest gevoelig is voor deze golflengte. Lux en lumen geven dus een indruk van hoe fel een lichtbron door onze ogen wordt waargenomen. Zo geeft een royal blue LED-paneel, of een blauwe T5-lamp, weinig lux en lumen, omdat er weinig uitstraling bij 550 nm is, terwijl die lampen wel veel licht kunnen geven (rond de 450 nm). Met een PAR-meter kun je dat blauwe licht wel meten, in umol fotonen per m[SUP]2[/SUP] per seconde.

Blauw licht stimuleert fotosynthese inderdaad sterker dan groen licht, vanwege de hoge energie van de fotonen. Vandaar dat weleens de term PUR wordt gebruikt, maar die vind ik misleidend omdat groen nog steeds nuttig is voor de fotosynthese. Ook wil je wat groen in je spectrum om de niet-fluorescerende groene kleuren te kunnen zien. Ik doel dus niet op de fluorescerende groene kleuren van veel koralen, want die worden aangestraald door UV/violet/blauw licht.
 

Bovenaan