066000 秦皇島市氣象局 毛佩柱

076450 張北縣氣象局 潘瑞芳

紫外線是電磁波譜中波長(zhǎng)從0.01～0.40 μm輻射的總稱。陽(yáng)光中有大量的紫外線，紫外線對(duì)人類的生活和生物的生長(zhǎng)有很大的影響。在所有達(dá)到地表面的太陽(yáng)能量中，大約56%屬于紅外線范圍，39%是可見光，5%是紫外線，然而恰恰是這5%的紫外線會(huì)對(duì)人體肌膚造成極其嚴(yán)重的傷害。

1 紫外線的分類和對(duì)人體造成的影響

紫外線按其波長(zhǎng)可分為三個(gè)部分：A紫外線波長(zhǎng)位于0.32～0.40 μm之間，過(guò)量的A紫外線照射會(huì)引起光致凝結(jié)，抑制免疫系統(tǒng)功能。A紫外線能量較高，能進(jìn)入皮膚表皮層。對(duì)肌膚的傷害主要是：曬傷、曬紅、曬黑。它的高能量可以迅速殺傷表皮細(xì)胞，使皮膚曬傷變紅，出現(xiàn)炎癥，它會(huì)使得表皮細(xì)胞受傷而引起角化不全變得粗糙，水分也因此而大量流失；它還會(huì)刺激黑色素的生成，使膚色加深、產(chǎn)生色斑等。B紫外線波長(zhǎng)位于0.28～0.32 μm之間，B紫外線對(duì)我們的影響表現(xiàn)在使皮膚變紅和短期內(nèi)降低維生素D的生長(zhǎng)，長(zhǎng)期接受可能導(dǎo)致皮膚癌、白內(nèi)障及抑制免疫系統(tǒng)。C紫外線波長(zhǎng)位于0.01～0.28 μm之間，C紫外線幾乎都被臭氧層所吸收，對(duì)我們影響不大。紫外線對(duì)人類的影響主要表現(xiàn)為A紫外線和B紫外線的綜合作用。

2 秦皇島地區(qū)紫外線輻射的觀測(cè)和總體特征

從2007年開始對(duì)秦皇島地區(qū)進(jìn)行紫外線的觀測(cè)，使用FU-100紫外線自動(dòng)測(cè)量?jī)x。安裝高度距離地面1.5 m。紫外線測(cè)量?jī)x自動(dòng)測(cè)量模擬電壓，測(cè)量范圍0～70 mV，儀器靈敏度設(shè)定為175，測(cè)量的紫外線范圍為0.28～0.40 μm之間紫外線。單位為每平方米面積上的紫外線的輻射能量，記為W/m2。測(cè)量頻率1 min采集一次紫外線輻射量的瞬時(shí)值?？蛇M(jìn)行時(shí)間間隔累計(jì)值、總累計(jì)或日累計(jì)值。

2.1 秦皇島地區(qū)晴空條件下正午時(shí)分紫外線輻射瞬時(shí)強(qiáng)度的特征(表1)

表1 秦皇島地區(qū)晴空條件下正午時(shí)分紫外線輻射瞬時(shí)強(qiáng)度的特征(W/m2)

通過(guò)一年多的資料積累，并對(duì)晴空天氣條件下不同季節(jié)各正午時(shí)間段的紫外線輻射量的瞬時(shí)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，在晴空條件下，紫外線輻射的強(qiáng)度和太陽(yáng)的高度角具有正相關(guān)，在一年中，冬季12～1月間最小，夏季6～7月間最大，觀測(cè)到的年最大值出現(xiàn)在6～7月間。一日中，在正午太陽(yáng)高度達(dá)到最大時(shí)，紫外線的強(qiáng)度也最大。從表1的逐月晴空天氣正午紫外線瞬時(shí)強(qiáng)度的分布中，在晴空的天氣條件下，冬季(11～1月)正午時(shí)分的紫外線平均瞬時(shí)強(qiáng)度約為24.8 W/m2，春季(2～4月)平均約為35.7 W/m2，夏季(5～7月)平均為46.9 W/m2，秋季(8～10月)平均約37.1 W/m2，春季和秋季的紫外線輻射強(qiáng)度接近。冬季紫外線輻射強(qiáng)度約為夏季的53%，從冬季到夏季紫外線的強(qiáng)度逐月增加，到達(dá)夏至日時(shí)，紫外線輻射能量達(dá)到最大值，之后隨著太陽(yáng)的南移，紫外線強(qiáng)度逐漸減小。年內(nèi)觀測(cè)到的紫外線最大瞬時(shí)值為58.0 W/m2，出現(xiàn)在6月份。夜間和日出前無(wú)陽(yáng)光的時(shí)段，紫外線的強(qiáng)度為零值。

2.2 不同季節(jié)晴空條件下秦皇島地區(qū)紫外線輻射的日變化特征 冬季季節(jié)紫外線輻射量基本在25 W/m2以下，在晴空條件下，一日中11～14時(shí)的輻射量超過(guò)20 W/m2。紫外線指數(shù)在6以下，紫外線輻射強(qiáng)度為中等以下。

表2 紫外線輻射強(qiáng)度的分級(jí)對(duì)照表

春秋季節(jié)紫外線輻射量基本在35 W/m2以下，在晴空條件下，一日中9～16時(shí)的輻射量超過(guò)20 W/m2，紫外線指數(shù)達(dá)到6～9間，紫外線輻射強(qiáng)度中等偏強(qiáng)。10～14時(shí)輻射量超過(guò)30 W/m2。紫外線指數(shù)達(dá)到9以上，紫外線輻射強(qiáng)度為強(qiáng)到很強(qiáng)。

夏季紫外線照射強(qiáng)烈，在晴空條件下，一日中7～17時(shí)的輻射量超過(guò)20 W/m2，即從早晨開始，紫外線指數(shù)達(dá)到6～9間，紫外線輻射強(qiáng)度中等偏強(qiáng)。9～16時(shí)輻射量超過(guò)30 W/m2，紫外線指數(shù)達(dá)到9以上，紫外線輻射強(qiáng)度為強(qiáng)到很強(qiáng)。10～15時(shí)之間輻射量超過(guò)40 W/m2；正午時(shí)分的輻射量接近50 W/m2。夏季的正午，在晴空條件下紫外線輻射強(qiáng)烈，紫外線指數(shù)在10以上，輻射強(qiáng)度為很強(qiáng)。紫外線輻射強(qiáng)度的分級(jí)對(duì)照表(表2)，不同季節(jié)晴空條件下秦皇島地區(qū)紫外線輻射的日變化(圖1)。

圖1 不同季節(jié)晴空條件下秦皇島紫外線輻射的日變化

2.3 云層對(duì)紫外線的阻擋作用 云層對(duì)紫外線的阻擋作用十分顯著，但云的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，同一種云由于其厚度和水汽含量的差異，對(duì)紫外線的阻擋作用也不相同。在考慮云層對(duì)紫外線的阻擋作用時(shí)，以陰天日前后的晴空條件下的紫外線數(shù)據(jù)為參考值，統(tǒng)計(jì)出同種云出現(xiàn)時(shí)觀測(cè)到的紫外線輻射量的最小觀測(cè)值和最大觀測(cè)值，從而發(fā)現(xiàn)云層對(duì)紫外線的阻擋作用。通過(guò)一年的紫外線觀測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)天空云量為接近10個(gè)量情況下，高云可以阻擋6%～36%的紫外線，中云可以阻擋30%～50%的紫外線，低云可以阻擋58%～89%的紫外線。云量未布滿全天時(shí)，云層對(duì)紫外線的阻擋相對(duì)減弱。云層對(duì)紫外線輻射的阻擋作用特征(表3)。

表3 云層對(duì)紫外線輻射的阻擋作用特征(W/m2)

在多云天氣條件下的作用十分典型，觀測(cè)到的紫外線輻射量出現(xiàn)陡升陡降的跳躍走勢(shì)(圖2)。

圖2 多云天氣條件下紫外線輻射的日變化特征

3 日曬疾病的預(yù)防

3.1 秦皇島地區(qū)日曬疾病的季節(jié)特點(diǎn) 秦皇島是著名的海濱城市，夏季是秦皇島的旅游旺季。由于夏天氣溫高、紫外線輻射強(qiáng)烈，日曬疾病的發(fā)病率也明顯增高，曬傷的皮膚病患者顯著增多。特別是在晴空條件下的海濱，陽(yáng)光照射強(qiáng)度遠(yuǎn)高于城市街區(qū)，紫外線輻射的強(qiáng)度也更加強(qiáng)烈，更容易造成紫外線的傷害。根據(jù)市醫(yī)院里的皮膚科診斷粗略統(tǒng)計(jì)，每到夏季，被太陽(yáng)曬傷、過(guò)敏的病例明顯增加。根據(jù)市醫(yī)院提供的資料，日曬皮膚病的發(fā)病率與溫度是成正比的，夏季是皮膚日曬病多發(fā)季節(jié)。夏季6～8月月平均日曬疾病的病例約是5月的4.5倍。而冬季到4月份以前沒(méi)有日曬疾病病例。

3.2 日曬疾病的預(yù)防 根據(jù)紫外線輻射觀測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)分析，使之與日常的天氣預(yù)報(bào)相結(jié)合，根據(jù)天氣形勢(shì)的預(yù)報(bào)，確定未來(lái)云量及云的種類，以及其他天氣變化對(duì)紫外線輻射的影響，從而得出更為精確的紫外線預(yù)報(bào)，更好地防止日曬疾病的發(fā)生。

根據(jù)醫(yī)學(xué)研究，當(dāng)紫外線為最弱(指數(shù)在0～2)時(shí)對(duì)人體無(wú)太大影響；紫外線指數(shù)達(dá)到3～4時(shí)，紫外線對(duì)皮膚有輕微的危害；當(dāng)紫外線強(qiáng)度達(dá)到5～6級(jí)時(shí)，紫外線輻射對(duì)人體皮膚有一定的傷害；紫外線達(dá)7～9級(jí)時(shí)，紫外線輻射對(duì)人體皮膚的損傷程度愈加??；當(dāng)紫外線指數(shù)大于等于10時(shí)，紫外線輻射極具有傷害性。

從實(shí)際的紫外線觀測(cè)數(shù)據(jù)看，在晴空條件下，秦皇島地區(qū)春秋季節(jié)10～14時(shí)之間的紫外線輻射強(qiáng)度超過(guò)30 W/m2，但最大值在35 W/m2以下，期間戶外活動(dòng)應(yīng)采取一些防曬措施。在夏季，9～16時(shí)輻射量超過(guò)30 W/m2，紫外線指數(shù)達(dá)到9以上。10～15時(shí)輻射量超過(guò)40 W/m2，正午時(shí)分的輻射量接近50 W/m2。紫外線指數(shù)在10以上，紫外線輻射強(qiáng)烈，應(yīng)采取必要的防曬措施，旅游人員正午前后應(yīng)避免到海邊沙灘等無(wú)遮擋物的地方游玩。

干爽的肌膚能反射92%的紫外線，而潮濕的肌膚則只可反射62%的紫外線。皮膚潮濕也是造成日曬傷害的一個(gè)重要原因，當(dāng)肌膚出汗或有水分時(shí)，應(yīng)避免肌膚直接暴露在陽(yáng)光下。日曬強(qiáng)烈時(shí)，應(yīng)不要到海邊游泳和進(jìn)行日光浴。戶外人員還要依據(jù)自己在紫外線下停留時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)采取相應(yīng)的防曬措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

影響紫外線輻射強(qiáng)度的因素很多，不僅和季節(jié)與云量有關(guān)，大氣中的水汽情況、大氣的渾濁程度、大氣中的臭氧濃度等因素都對(duì)到達(dá)地面的紫外線輻射產(chǎn)生直接影響。在目前很多人工目測(cè)觀測(cè)項(xiàng)目上，如云量、云狀、能見度等項(xiàng)目觀測(cè)，人為誤差大，無(wú)法取得十分精確的數(shù)據(jù)，很多對(duì)紫外線有影響的因子未開展觀測(cè)，因此使紫外線輻射量的研究復(fù)雜化，即使在目測(cè)天氣條件相似的情況下，紫外線的輻射量有時(shí)也存在一定的差異。對(duì)秦皇島地區(qū)進(jìn)行的紫外線輻射觀測(cè)，只是進(jìn)行紫外線輻射的數(shù)據(jù)采集，紫外線的變化還有待深入研究，以便更好地服務(wù)于社會(huì)，滿足人們的需求，為人們的健康提供保障。