秦皇島紫外線特征和日曬疾病預防

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從0.01～0.40 μm輻射的總稱。陽光中有大量的紫外線，紫外線對人類的生活和生物的生長有很大的影響。在所有達到地表面的太陽能量中，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%的紫外線會對人體肌膚造成極其嚴重的傷害。

1 紫外線的分類和對人體造成的影響

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

2 秦皇島地區紫外線輻射的觀測和總體特征

從2007年開始對秦皇島地區進行紫外線的觀測，使用FU-100紫外線自動測量儀。安裝高度距離地面1.5 m。紫外線測量儀自動測量模擬電壓，測量范圍0～70 mV，儀器靈敏度設定為175，測量的紫外線范圍為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。測量頻率1 min采集一次紫外線輻射量的瞬時值。可進行時間間隔累計值、總累計或日累計值。

2.1 秦皇島地區晴空條件下正午時分紫外線輻射瞬時強度的特征(表1)

表1 秦皇島地區晴空條件下正午時分紫外線輻射瞬時強度的特征(W/m2)

通過一年多的資料積累，并對晴空天氣條件下不同季節各正午時間段的紫外線輻射量的瞬時值進行統計分析發現，在晴空條件下，紫外線輻射的強度和太陽的高度角具有正相關，在一年中，冬季12～1月間最小，夏季6～7月間最大，觀測到的年最大值出現在6～7月間。一日中，在正午太陽高度達到最大時，紫外線的強度也最大。從表1的逐月晴空天氣正午紫外線瞬時強度的分布中，在晴空的天氣條件下，冬季(11～1月)正午時分的紫外線平均瞬時強度約為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度接近。冬季紫外線輻射強度約為夏季的53%，從冬季到夏季紫外線的強度逐月增加，到達夏至日時，紫外線輻射能量達到最大值，之后隨著太陽的南移，紫外線強度逐漸減小。年內觀測到的紫外線最大瞬時值為58.0 W/m2，出現在6月份。夜間和日出前無陽光的時段，紫外線的強度為零值。

2.2 不同季節晴空條件下秦皇島地區紫外線輻射的日變化特征 冬季季節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時的輻射量超過20 W/m2。紫外線指數在6以下，紫外線輻射強度為中等以下。

表2 紫外線輻射強度的分級對照表

春秋季節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時的輻射量超過20 W/m2，紫外線指數達到6～9間，紫外線輻射強度中等偏強。10～14時輻射量超過30 W/m2。紫外線指數達到9以上，紫外線輻射強度為強到很強。

夏季紫外線照射強烈，在晴空條件下，一日中7～17時的輻射量超過20 W/m2，即從早晨開始，紫外線指數達到6～9間，紫外線輻射強度中等偏強。9～16時輻射量超過30 W/m2，紫外線指數達到9以上，紫外線輻射強度為強到很強。10～15時之間輻射量超過40 W/m2；正午時分的輻射量接近50 W/m2。夏季的正午，在晴空條件下紫外線輻射強烈，紫外線指數在10以上，輻射強度為很強。紫外線輻射強度的分級對照表(表2)，不同季節晴空條件下秦皇島地區紫外線輻射的日變化(圖1)。

圖1 不同季節晴空條件下秦皇島紫外線輻射的日變化

2.3 云層對紫外線的阻擋作用 云層對紫外線的阻擋作用十分顯著，但云的結構十分復雜，同一種云由于其厚度和水汽含量的差異，對紫外線的阻擋作用也不相同。在考慮云層對紫外線的阻擋作用時，以陰天日前后的晴空條件下的紫外線數據為參考值，統計出同種云出現時觀測到的紫外線輻射量的最小觀測值和最大觀測值，從而發現云層對紫外線的阻擋作用。通過一年的紫外線觀測資料的統計，發現當天空云量為接近10個量情況下，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，云層對紫外線的阻擋相對減弱。云層對紫外線輻射的阻擋作用特征(表3)。

表3 云層對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，觀測到的紫外線輻射量出現陡升陡降的跳躍走勢(圖2)。

圖2 多云天氣條件下紫外線輻射的日變化特征

3 日曬疾病的預防

3.1 秦皇島地區日曬疾病的季節特點 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、紫外線輻射強烈，日曬疾病的發病率也明顯增高，曬傷的皮膚病患者顯著增多。特別是在晴空條件下的海濱，陽光照射強度遠高于城市街區，紫外線輻射的強度也更加強烈，更容易造成紫外線的傷害。根據市醫院里的皮膚科診斷粗略統計，每到夏季，被太陽曬傷、過敏的病例明顯增加。根據市醫院提供的資料，日曬皮膚病的發病率與溫度是成正比的，夏季是皮膚日曬病多發季節。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月份以前沒有日曬疾病病例。

3.2 日曬疾病的預防 根據紫外線輻射觀測資料的統計分析，使之與日常的天氣預報相結合，根據天氣形勢的預報，確定未來云量及云的種類，以及其他天氣變化對紫外線輻射的影響，從而得出更為精確的紫外線預報，更好地防止日曬疾病的發生。

根據醫學研究，當紫外線為最弱(指數在0～2)時對人體無太大影響；紫外線指數達到3～4時，紫外線對皮膚有輕微的危害；當紫外線強度達到5～6級時，紫外線輻射對人體皮膚有一定的傷害；紫外線達7～9級時，紫外線輻射對人體皮膚的損傷程度愈加劇；當紫外線指數大于等于10時，紫外線輻射極具有傷害性。

從實際的紫外線觀測數據看，在晴空條件下，秦皇島地區春秋季節10～14時之間的紫外線輻射強度超過30 W/m2，但最大值在35 W/m2以下，期間戶外活動應采取一些防曬措施。在夏季，9～16時輻射量超過30 W/m2，紫外線指數達到9以上。10～15時輻射量超過40 W/m2，正午時分的輻射量接近50 W/m2。紫外線指數在10以上，紫外線輻射強烈，應采取必要的防曬措施，旅游人員正午前后應避免到海邊沙灘等無遮擋物的地方游玩。

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重要原因，當肌膚出汗或有水分時，應避免肌膚直接暴露在陽光下。日曬強烈時，應不要到海邊游泳和進行日光浴。戶外人員還要依據自己在紫外線下停留時間的長短來采取相應的防曬措施。

4 結束語

影響紫外線輻射強度的因素很多，不僅和季節與云量有關，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到達地面的紫外線輻射產生直接影響。在目前很多人工目測觀測項目上，如云量、云狀、能見度等項目觀測，人為誤差大，無法取得十分精確的數據，很多對紫外線有影響的因子未開展觀測，因此使紫外線輻射量的研究復雜化，即使在目測天氣條件相似的情況下，紫外線的輻射量有時也存在一定的差異。對秦皇島地區進行的紫外線輻射觀測，只是進行紫外線輻射的數據采集，紫外線的變化還有待深入研究，以便更好地服務于社會，滿足人們的需求，為人們的健康提供保障。