秦皇岛紫外线特征和日晒疾病预防

066000 秦皇岛市气象局 毛佩柱

076450 张北县气象局 潘瑞芳

紫外线是电磁波谱中波长从0.01～0.40 μm辐射的总称。阳光中有大量的紫外线，紫外线对人类的生活和生物的生长有很大的影响。在所有达到地表面的太阳能量中，大约56%属于红外线范围，39%是可见光，5%是紫外线，然而恰恰是这5%的紫外线会对人体肌肤造成极其严重的伤害。

1 紫外线的分类和对人体造成的影响

紫外线按其波长可分为三个部分：A紫外线波长位于0.32～0.40 μm之间，过量的A紫外线照射会引起光致凝结，抑制免疫系统功能。A紫外线能量较高，能进入皮肤表皮层。对肌肤的伤害主要是：晒伤、晒红、晒黑。它的高能量可以迅速杀伤表皮细胞，使皮肤晒伤变红，出现炎症，它会使得表皮细胞受伤而引起角化不全变得粗糙，水分也因此而大量流失；它还会刺激黑色素的生成，使肤色加深、产生色斑等。B紫外线波长位于0.28～0.32 μm之间，B紫外线对我们的影响表现在使皮肤变红和短期内降低维生素D的生长，长期接受可能导致皮肤癌、白内障及抑制免疫系统。C紫外线波长位于0.01～0.28 μm之间，C紫外线几乎都被臭氧层所吸收，对我们影响不大。紫外线对人类的影响主要表现为A紫外线和B紫外线的综合作用。

2 秦皇岛地区紫外线辐射的观测和总体特征

从2007年开始对秦皇岛地区进行紫外线的观测，使用FU-100紫外线自动测量仪。安装高度距离地面1.5 m。紫外线测量仪自动测量模拟电压，测量范围0～70 mV，仪器灵敏度设定为175，测量的紫外线范围为0.28～0.40 μm之间紫外线。单位为每平方米面积上的紫外线的辐射能量，记为W/m2。测量频率1 min采集一次紫外线辐射量的瞬时值。可进行时间间隔累计值、总累计或日累计值。

2.1 秦皇岛地区晴空条件下正午时分紫外线辐射瞬时强度的特征(表1)

表1 秦皇岛地区晴空条件下正午时分紫外线辐射瞬时强度的特征(W/m2)

通过一年多的资料积累，并对晴空天气条件下不同季节各正午时间段的紫外线辐射量的瞬时值进行统计分析发现，在晴空条件下，紫外线辐射的强度和太阳的高度角具有正相关，在一年中，冬季12～1月间最小，夏季6～7月间最大，观测到的年最大值出现在6～7月间。一日中，在正午太阳高度达到最大时，紫外线的强度也最大。从表1的逐月晴空天气正午紫外线瞬时强度的分布中，在晴空的天气条件下，冬季(11～1月)正午时分的紫外线平均瞬时强度约为24.8 W/m2，春季(2～4月)平均约为35.7 W/m2，夏季(5～7月)平均为46.9 W/m2，秋季(8～10月)平均约37.1 W/m2，春季和秋季的紫外线辐射强度接近。冬季紫外线辐射强度约为夏季的53%，从冬季到夏季紫外线的强度逐月增加，到达夏至日时，紫外线辐射能量达到最大值，之后随着太阳的南移，紫外线强度逐渐减小。年内观测到的紫外线最大瞬时值为58.0 W/m2，出现在6月份。夜间和日出前无阳光的时段，紫外线的强度为零值。

2.2 不同季节晴空条件下秦皇岛地区紫外线辐射的日变化特征 冬季季节紫外线辐射量基本在25 W/m2以下，在晴空条件下，一日中11～14时的辐射量超过20 W/m2。紫外线指数在6以下，紫外线辐射强度为中等以下。

表2 紫外线辐射强度的分级对照表

春秋季节紫外线辐射量基本在35 W/m2以下，在晴空条件下，一日中9～16时的辐射量超过20 W/m2，紫外线指数达到6～9间，紫外线辐射强度中等偏强。10～14时辐射量超过30 W/m2。紫外线指数达到9以上，紫外线辐射强度为强到很强。

夏季紫外线照射强烈，在晴空条件下，一日中7～17时的辐射量超过20 W/m2，即从早晨开始，紫外线指数达到6～9间，紫外线辐射强度中等偏强。9～16时辐射量超过30 W/m2，紫外线指数达到9以上，紫外线辐射强度为强到很强。10～15时之间辐射量超过40 W/m2；正午时分的辐射量接近50 W/m2。夏季的正午，在晴空条件下紫外线辐射强烈，紫外线指数在10以上，辐射强度为很强。紫外线辐射强度的分级对照表(表2)，不同季节晴空条件下秦皇岛地区紫外线辐射的日变化(图1)。

图1 不同季节晴空条件下秦皇岛紫外线辐射的日变化

2.3 云层对紫外线的阻挡作用 云层对紫外线的阻挡作用十分显著，但云的结构十分复杂，同一种云由于其厚度和水汽含量的差异，对紫外线的阻挡作用也不相同。在考虑云层对紫外线的阻挡作用时，以阴天日前后的晴空条件下的紫外线数据为参考值，统计出同种云出现时观测到的紫外线辐射量的最小观测值和最大观测值，从而发现云层对紫外线的阻挡作用。通过一年的紫外线观测资料的统计，发现当天空云量为接近10个量情况下，高云可以阻挡6%～36%的紫外线，中云可以阻挡30%～50%的紫外线，低云可以阻挡58%～89%的紫外线。云量未布满全天时，云层对紫外线的阻挡相对减弱。云层对紫外线辐射的阻挡作用特征(表3)。

表3 云层对紫外线辐射的阻挡作用特征(W/m2)

在多云天气条件下的作用十分典型，观测到的紫外线辐射量出现陡升陡降的跳跃走势(图2)。

图2 多云天气条件下紫外线辐射的日变化特征

3 日晒疾病的预防

3.1 秦皇岛地区日晒疾病的季节特点 秦皇岛是著名的海滨城市，夏季是秦皇岛的旅游旺季。由于夏天气温高、紫外线辐射强烈，日晒疾病的发病率也明显增高，晒伤的皮肤病患者显著增多。特别是在晴空条件下的海滨，阳光照射强度远高于城市街区，紫外线辐射的强度也更加强烈，更容易造成紫外线的伤害。根据市医院里的皮肤科诊断粗略统计，每到夏季，被太阳晒伤、过敏的病例明显增加。根据市医院提供的资料，日晒皮肤病的发病率与温度是成正比的，夏季是皮肤日晒病多发季节。夏季6～8月月平均日晒疾病的病例约是5月的4.5倍。而冬季到4月份以前没有日晒疾病病例。

3.2 日晒疾病的预防 根据紫外线辐射观测资料的统计分析，使之与日常的天气预报相结合，根据天气形势的预报，确定未来云量及云的种类，以及其他天气变化对紫外线辐射的影响，从而得出更为精确的紫外线预报，更好地防止日晒疾病的发生。

根据医学研究，当紫外线为最弱(指数在0～2)时对人体无太大影响；紫外线指数达到3～4时，紫外线对皮肤有轻微的危害；当紫外线强度达到5～6级时，紫外线辐射对人体皮肤有一定的伤害；紫外线达7～9级时，紫外线辐射对人体皮肤的损伤程度愈加剧；当紫外线指数大于等于10时，紫外线辐射极具有伤害性。

从实际的紫外线观测数据看，在晴空条件下，秦皇岛地区春秋季节10～14时之间的紫外线辐射强度超过30 W/m2，但最大值在35 W/m2以下，期间户外活动应采取一些防晒措施。在夏季，9～16时辐射量超过30 W/m2，紫外线指数达到9以上。10～15时辐射量超过40 W/m2，正午时分的辐射量接近50 W/m2。紫外线指数在10以上，紫外线辐射强烈，应采取必要的防晒措施，旅游人员正午前后应避免到海边沙滩等无遮挡物的地方游玩。

干爽的肌肤能反射92%的紫外线，而潮湿的肌肤则只可反射62%的紫外线。皮肤潮湿也是造成日晒伤害的一个重要原因，当肌肤出汗或有水分时，应避免肌肤直接暴露在阳光下。日晒强烈时，应不要到海边游泳和进行日光浴。户外人员还要依据自己在紫外线下停留时间的长短来采取相应的防晒措施。

4 结束语

影响紫外线辐射强度的因素很多，不仅和季节与云量有关，大气中的水汽情况、大气的浑浊程度、大气中的臭氧浓度等因素都对到达地面的紫外线辐射产生直接影响。在目前很多人工目测观测项目上，如云量、云状、能见度等项目观测，人为误差大，无法取得十分精确的数据，很多对紫外线有影响的因子未开展观测，因此使紫外线辐射量的研究复杂化，即使在目测天气条件相似的情况下，紫外线的辐射量有时也存在一定的差异。对秦皇岛地区进行的紫外线辐射观测，只是进行紫外线辐射的数据采集，紫外线的变化还有待深入研究，以便更好地服务于社会，满足人们的需求，为人们的健康提供保障。