\documentclass[12pt,a4paper,twocolumn%,landscape
 ]
{article}
 \textwidth 210mm
 \textheight 297mm
 \addtolength{\textwidth}{-2cm}
 \addtolength{\textheight}{-2cm}
% \footskip 0mm % comment this line for numbered pages
 \addtolength{\textheight}{-\footskip}
% \pagestyle{empty} % comment this line for numbered pages
 \topmargin -15.4mm
 \headsep 0mm
 \headheight 0mm
 \oddsidemargin -15.4mm

%\parindent=0pt
%\parskip=0.5\baselineskip

\usepackage{czech}
\usepackage{times}
\input mypdfnb.lt
\input myhtml.lt

\widowpenalty=10000
\clubpenalty=10000

\begin{document}

\title{Kvantifikace sv�teln�ho zne�i�t�n� \\
\normalsize
 (�esk� abstrakt m� pr�ce dostupn� zat�m jen v~angli�tin�)
 }

\authjenhv

\date{p�edneseno na 21.
Kursu osv�tlovac� techniky 15. ��jna 2002 v~Mor�vce}

\maketitle

Lid� z~osv�tlovac� praxe se v~posledn�ch p�r letech za�ali zab�vat
i~t�m, kolik sv�tla jde vzh�ru do nebe. Kolik rovnou ze sv�tidel a~kolik
z~jimi osv�tlen�ho ter�nu. V�echno takov� sv�tlo s��taj� dohromady
a~sna�� se pro konkr�tn� p��pady naj�t minimum.

Mno�stv� sv�tla jdouc�ho vzh�ru do nebe ale nen� nikdy �dajem, kter� by
m�l n�jak� v�znam. V�znam mohou m�t jen hodnoty, kter� n�jak
charakterizuj� sv�tlo, kter� vad�.

To, kter� jde prost� vzh�ru, samo vad� st��, nem�-li dan� zdroj p�i
pohledu shora tak vysok� jas (�i jasnost ve smyslu astronomick�m, tj.
hustotu sv�ho sv�teln�ho toku), �e mate piloty, pt�ky nebo p�itahuje
hmyz. 

Vad� zato nap�. sv�tlo, kter� se z~nebe rozpt�l� zase zp�t dol�. Je-li
jasno, pak sv�tlo, kter� m��� strm� vzh�ru, se valnou v�t�inou dostane
nerozpt�len� pry� do vesm�ru. Jen mal� ��st, �ekn�me desetina, se
rozpt�l� dol�, dvakr�t tolik sv�tla se rozpt�l� do sm�r� podobn�ch
p�vodn�mu, toti� vzh�ru. Jinak je tomu se sv�tlem, kter� jde t�m��
vodorovn�: to se rozpt�l� z~naprost� v�t�iny (vzpome�me na zeslaben�
zapadaj�c�ho Slunce), polovina z~toho nahoru a~polovina dol�. K~jasu
oblohy sv�tlo, vyz��en� t�m�� vodorovn�, p�isp�v� v~pr�m�ru p�tkr�t
v�ce ne� sv�tlo vyz��en� strm� (0,5/0,1).\footnote 
 {Z~p�edn�ek na
kursu a~ze sborn�ku jsem zjistil, �e se mnoz� domn�vaj�, �e neb�t
aerosol� (tj. neplynn�ch ��stic) v~ovzdu��, ��dn� sv�tlo se v~n�m
nerozptyluje. To je zaj�mav� p�edstava: vzduch bez aerosol� by pak byl
zcela pr�hledn� a~nebe nad n�mi i~ve dne tmav�, p�i pohledu z~po��dn�ho
st�nu poset� hv�zdami �pln� stejn� jako na M�s�ci. S~b�n�mi drobn�mi
aerosoly, tj. v�emi s~v�jimkou kapek �i krystalk� vody v~oblac�ch
a~prachu zv��en�ho v�trem (ty jsou u� velk�), by pak jasn� hv�zdy byly
dob�e vid�t kus nad v�chodn�m obzorem je�t� p�ed z�padem Slunce, neb
takov� drobn� ��stice rozptyluj� sv�tlo valnou v�t�inou jen dop�edu, ve
sm�ru m�lo odchyln�m od p�vodn�ho (opa�n�m sm�rem se z~rozpt�len�ho
sv�tla vyd� ani ne desetina). A~nebe by bylo �ed�, jen se slabounk�m
modrav�m n�dechem, proto�e rozptyl na drobn�ch ��stic�ch je �m�rn�
pouh� prvn� mocnin� frekvence sv�tla. Skute�n� velmi �ist� nebe je ale
syt� modr�. To proto, �e cel� polovina rozptylu slune�n�ho sv�tla je
tehdy p�sobena samotn�m plynem, p�esn�ji shluky jeho molekul. Takov�
rozptyl se naz�v� Rayleigh�v, na rozd�l od Miova rozptylu na v�t��ch
��stic�ch. Pod�l rozpt�len�ho sv�tla roste se �tvrtou mocninou
frekvence, proto ��m �ist�� vzduch, t�m syt�j�� mod� (to se douf�m u��
ve v�ech z�kladn�ch kursech fyziky, zatajovat poslucha��m, odkud se
bere modr� z~nebe, by bylo v�ru nep�kn�).
Bl�zko Slunce nikdy moc syt�
nen�, proto�e tam p�eva�uje mieovsk� dop�edn� rozptyl na aerosolech
(a~jas nebe je tam proto mnohem vy��� ne� jinde, a� nep��jemn�). Neb�t
rozptylu na plynu samotn�m, p�isp�valo by strm� sv�tlo z~no�n� krajiny
k~jasu nebe ne p�tkr�t v�ce ne� sv�tlo t�m�� vodorovn�, ale t�icetkr�t
v�ce, proto�e z~toho jdouc�ho strm� vzh�ru by se dol� vr�tila ani ne
dv� procenta... (Podrobn� text o~rozptylu sv�tla v~ovzdu�� 
viz nap�. zpr�vu EPA pro Kongres z~konce sedmdes�t�ch let
\h{capita.wustl.edu/Capita/CapitaReports/ProtectingVisibility/} --
zaj�mav� je i~historicky. Mechanismy rozptylu
popisuje kapitola 2.) }


Ze sv�tidel, kter� nejsou pln� clon�n� (tj. maj� nenulov� emise ho
horn�ho poloprostoru), a� sm�ruj� t�eba 99 procent sv�tla do doln�ho
poloprostoru, jde ono neu�ite�n� jedno procento pr�v� hlavn� jen m�rn�
strm� vzh�ru. Sv�tlo rozpt�len� od zem�, �ekn�me s~pr�m�rn�m albedem
sedm procent, je v~nejhor��m p��pad� rozd�leno zhruba
lambertovsky.\footnote
{lambertovsk� z��i� �i difuzor, zde tedy osv�tlen� ter�n, m�
ve v�ech pohledech stejn� jas a~grafick�m zn�zorn�n�m, kolik
sv�tla kam jde, je koule le��c� na zemi -- sv�teln� tok jdouc� od
vodorovn�ho ter�nu do �hlov� v��ky
$h$ je �m�rn� prostorov�mu �hlu, kter� p�i pohledu z~takov�ho sm�ru
ter�n zauj�m�, tedy sin($h$)}
K~jasu nebe ale nep�isp�v� ono
jedno procento z~lampy jdouc� nad horizont jen jednou sedminou, ale
jednou t�etinou, m� zkr�tka ,,mnohem v�t�� v�hu``.

S��tat prost� sv�tla jdouc� do r�zn�ch sm�r� horn�ho poloprostoru m�
velmi omezen� smysl. Je to jako s��tat mince: jist� je i~jejich celkov�
po�et zaj�mav�, zpravidla je ale d�le�it�j�� suma pen�z. Pak ale z�le��
na tom, jestli je dan� mince koruna �i desetikoruna. Je�t� p�esn�j��
analogi� jsou m�ny r�zn�ch zem�: nen� mince jako mince, je v�ru rozd�l
mezi �eskou korunou, norskou korunou, eurem a~britskou librou.

U~p�epo�tu cen je ale i~jak�koliv sm�nn� kurs n�kdy zav�d�j�c�. Pou��v�
se pak rad�ji p�epo�et dle parity kupn� s�ly. Ani u~sv�teln�ho
zne�i�t�n� nesta�� prost� vyn�sobit sv�tlo, kter� jde z~lamp
naplacato, t�ikr�t oproti sv�tlu, jdouc�mu od ter�nu. Nejen proto, �e
ter�n nesv�t� lambertovsky -- nap�. nen� ploch�, ale je komplikov�n
vegetac� a~z�stavbou (pak m� sv�teln� tok z~n�j je�t� men�� ploch� slo�ky
a~zp�tn�ho rozptylu z~ovzdu�� dol� je je�t� m�n�, takov� p��zniv� jev
se uplat�uje nap�. v~Hav��ov�, kde je hlavn� bulv�r bohat� na vzrostl�
stromy). Hlavn� proto, �e sum�rn� zv��en� jasu nebe nen� zdaleka jedin�m
parametrem sv�teln�ho zne�i�t�n�.

I~kdybychom u~jasu oblohy z�stali, pak se zamysleme, ��m je d�n jej�
jas daleko od zdroj� zne�i�t�n�. Tam u� se strm� sv�tlo jdouc� vzh�ru
z~m�st neuplatn� v�bec -- roli hraje jen to sv�tlo, kter� jde z~m�st
daleko, a� nad oblasti, ve dne se zdaj�c� docela p��rodn�. A~to
i~v~p��pad� jasu oblohy v~zenitu. T�m sp��e pak v~p��pad� on�ch zn�m�ch
,,sv�teln�ch �epic``, kter�mi se ka�d� m�sto, ale mnohdy i~nevelk� ves,
prozrad� u� zd�lky. To nevid�me v�t�inou vzduch nad m�stem, ale vlivem
p�ev�n� dop�edn�ho rozptylu na aerosolech vzduch �asto a� v~p�li mezi
n�mi a~obc�: op�t je na vin� sv�tlo, kter� jde rovnou z~lamp (jist�,
i~z~fas�d a~z~oken) naplacato k~n�m.\footnote {Na kursu jsem si v�iml,
�e on�m ,,�epic�m`` p�ipisuj� n�kte�� jin� p�vod, toti� vysok� obsah
aerosol� nad m�sty. Ten by ale musel vyvol�vat obdobn� jev i~p�es den.
Pohledy takov�ho typu na s�dla �i na pr�myslov� oblasti b�valy skute�n�
je�t� v~osmdes�t�ch letech b�n�, u� ale nejsou -- ��sticov� zne�i�t�n�
ovzdu�� (vznikaj�c� t� z~emis� s�ry) se od t� doby velmi sn��ilo, ve
v�t�in� m�st pak i~celkov� zne�i�t�n� cizorod�mi l�tkami. Dojem ,,�p�ny
nad obc�``, kterou sv�teln� �epice vyvol�v�, je klamn�, pokud �p�nou
nerozum�me samotn� sv�tlo, jak je z�ejm� z~toho, �e takov� �epice
b�vaj� vid�t i~nad nevelk�mi s�dly bez v�znamn�ch denn�ch zdroj�
zne�i�t�n� nebo nad m�sty po p�echodu studen� fronty, kdy je i~tam jak
vymeteno. Ostatn� sv�teln� �epice jsou mnohem vy��� ne� ty ��sticov�,
kter� za ,,nep��zniv�ch rozptylov�ch podm�nek`` b�vaj� k~ve�eru v~�dol�ch
vid�t.}

Pohled z~kopce na obec prozrad�, �e valn� v�t�ina um�le produkovan�ho
sv�tla, kter� vid�te, jde skute�n� ze samotn�ch sv�tidel. T�m je tak�
vlastn� no�n� podoba dne�n�ch s�del d�na: nevid�me domy, ulice, parky,
ale lampy, lampy, lampy. P�i posuzov�n� stavebn�ch z�m�r� se dnes
sna��me pamatovat na zachov�n� krajinn�ho r�zu -- ale co�pak v~noci
krajinn� r�z neplat�?

P��m�, zcela zbyte�n� viditelnost sv�tidel z~v��ky a~z~d�lky je
ohro�en�m pro dopravu, pro pt�ky, pro hmyz. To je tak� sv�teln�
zne�i�t�n�, mo�n� s~v�t��m praktick�m dopadem ne� �bytek
pozorovateln�ch hv�zd a~�pln� ztr�ta n�dhery no�n�ho nebe. Definice
v~z�kon� o~ovzdu�� ��k� v�mluvn�, �e za zne�i�t�n� pova�ujeme v�echno
um�le vytv��en� sv�tlo v~noci, kter� jde jinam, ne� m�. Tedy jist� tak�
to, kter� jde z~venkovn�ch lamp rovnou do oken. Jde-li nahoru, jde
prost� o~hrubou nedbalost. Ale i~to, kter� jde z~lampy do okna dol�, lze
potla�it, sta�� svisl� zrcadlo, v�ak je na n� v~n�kter�ch nov�ch
sv�tidlech u� p��mo ,,�lic``.

Tak�e ten ,,kurs`` �kodliv�ho sv�tla, jdouc�ho ze sv�tidel m�lo strm�mi
sm�ry, neprodukuj�c�mi u�ite�n� osv�tlen� cest a~prostranstv�, nen�
nikdy jen t�i, ale sp��e deset, t�icet, ne-li sto.\footnote
{A� po kursu jsem na p�elomu ��jna a~listopadu doplnil program
\nolinkurl{ies2tab}
pr�v� o~po��t�n� zv��en� jasu nebe daleko od zdroj� zne�i�t�n�.
Nap�. pro zv��en� jasu ond�ejovsk�ho nebe vinou Prahy je ten ,,kurs`` sv�tla
z~pra�sk�ch sv�tidel v��i sv�tlu rozpt�len�mu
od osv�tlen�ho m�sta zhruba patn�ct. I~kdyby pra�sk� sv�tidla pos�lala
do vzduchu nad Prahou v~�hrnu pouh� jedno procento z~nich vych�zej�c�ho sv�tla,
znamen� to, �e pra�sk� p��sp�vek je v~Ond�ejov� dvaap�lkr�t vy���
ne� mohl b�t, kdyby v~Praze pou�ili stejn� varianty sv�tidel MC2 firmy Schr�der,
jako v~Pardubic�ch... �koda.}
 Stejn� jako u~m�n
r�zn�ch st�t� se m��e m�nit, podle z�jmu.

Ostatn� se zeptejte n�koho, komu do okna sv�t� lampa, kterou m� kousek
pod n�m, co by dal nar�z nebo jako ro�n� poplatek za to, kdyby to
p�estalo. Mo�n� zjist�te, �e r�d zaplat� cel� nov�, kvalitn� sm�ruj�c�
sv�tidlo, t�eba i~s~no�n�m tlumen�m. A~to i~kdy� dosud nev�, �e mu u�
mo�n� ta lampa ukrouhla p�t let z~jeho o�ek�van� d�lky �ivota...

Zp�t k~jasu nebe spo��tan�mu t�m nejjednodu���m zp�sobem, tedy s~t�m
,,kursem t�i`` apod. Koho jeho zv��en� vinou p��m�ho sv�tla ze sv�tidel
zaj�m�, nech� vyu�ije m�j program
\nolinkurl{ies2tab}, viz
\h{amper.ped.muni.cz/light/ies2} -- nebo a� si rad�ji nejprve p�e�te
anglicky psanou pr�ci \nolinkurl{lp_quant2.*},
kter� je dostupn� nap�. v~adres��i
\h{amper.ped.muni.cz/light/tmp/}. Brzy zjist�, �e a� �lov�k po��t�
jak po��t�, minimalizaci sv�teln�ho zne�i�t�n�, i~ch�pan�ho takto velmi
�zce, umo��uj� jen sv�tidla
s~nulovou sv�tivost� do horn�ho poloprostoru.

Vzhledem k~tomu, �e takov� zpravidla tak� poskytuj� men�� osln�n�
a~tedy i~men�� ,,threshold increment``, �ili prahov� p��r�stek, jak se
pou��v� v~teorii vid�n�, je mo�n� podle t�e teorie pro stejn� dobr�
rozli�ov�n� detail� pou��t men�� mno�stv� sv�tla. Pak se v�hodnost pln�
clon�n�ch sv�tidel projev� je�t� markantn�ji, a~to i~z~hlediska
spot�eby elekt�iny.



\end{document}
 