光環境影響南極科考隊員健康LED改善極地照明

為了國家863高技術研究發展計畫《LED非視覺照明技術研究LED的極地照明技術及系統》不久前，上海市照明學會副理事長、同濟大學視覺與照明藝術研究中心的郝洛西教授前往南極，完成了她在第29次南極科考中的研究課題。

南極科考隊往往選擇11月左右出發，因為那時南極處於夏季，便於進行科考行動。長城站內的光環境，對光源的色溫和照度都不甚理想，而且位於喬治王島上的長城站是我國建立的第一個南極考察站，由於物資運輸的不便，燈具缺乏維護，有許多都出現了老化和損壞。為此，郝洛西申請了有關極地光環境的863課題，並前往南極繼續自己的研究課題，也把自己的研究成果帶給科考隊員。

設計光環境治“抓狂”

“人類經過這麼多年的進化，最健康的光源當然是自然光，但是在南極大陸特殊的環境下，我們可以用LED燈模擬自然光。”郝洛西說。

傳統燈具難以實現自動控制，光譜也難以改變。LED燈具的出現讓對自然光的模擬變成可能。對身處南極的科考隊員來說，“光環境的適宜變化”是保持身心健康的重要條件。郝洛西說，這裡沒有高樓、沒有汽車，人煙稀少，甚至屋內也是相同的佈置，生活的時間長了，科考隊員很容易陷入一個單調的“抓狂”狀態。而通過光源色溫和照度的變化，能調節人體的情緒，改善隊員心理狀態。

色溫，是表示光源光譜能量分佈的尺度，即我們通常說的冷暖光源。色溫偏低表示光色偏暖，色溫偏高表示光色偏冷。一直以來長城站使用的是較高色溫的冷色光源，冷色光能給人寧靜、典雅的感覺，但同時也給人以寒冷和空虛之感。有的科考隊員總說，在站外冷，在站內還是冷。

郝洛西這次南極之行的重要工作之一，就是給長城站更換燈具，當科考隊員感受到新的燈具發出的暖色光時，紛紛表示“感覺好極了”。

改變色溫利睡眠

人的睡眠與光照關係密切。據郝洛西介紹，人體大腦中的松果體功能非凡，在夜間需要進入睡眠狀態時，會分泌出大量的褪黑素，這種激素可抑制人體交感神經的興奮性，使血壓下降，心跳速率減慢，心臟得以休息。但是，褪黑素對光照很“敏感”，只要眼睛接受到光的刺激，褪黑素就會被松果體命令減少分泌，故在白天或光照下睡覺不如晚上睡得踏實。

瞭解到光照和影響睡眠的褪黑素有關之後，郝洛西要做的另一個課題就是找到對褪黑素影響較小的光環境，由此使得室內光環境對褪黑素分泌的抑制作用最小化，讓科考隊員擁有良好的睡眠品質。

究竟LED光源的光譜能量分佈與褪黑素分泌關係如何，郝洛西對此已經有了初步的理論支撐。她告訴記者，從國內做的實驗來看，高色溫光源抑制褪黑素分泌的作用較強，並且持續的光照會影響每日褪黑素分泌的週期。對此，她需要等待南極的實驗樣本回國，在極地科考隊員身上進一步驗證理論的正確性。


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