充滿殺機的明媚陽光

魏科

藍色純凈天空在我們的眼中，具有一切美好的象征和寓意，常會令人覺得心情舒暢。然而，你不知道的是，抬頭看到的藍天，其實充滿了危險。

致命的太陽光

6億年前，太陽照射著的地球一片死寂，沒有鳥鳴沒有花香，更沒有狼蟲虎豹，實際上，連成片的森林和草地都沒有，荒涼沉寂，站在海邊也看不見魚群遨游、鷗鳥飛翔。甚至可以說，那時候的地球是個危險的星球，即便是今天的人類回到當初，也難以生存，可能還會認為它不是一個宜居星球。

造成這一局面的元兇來自于我們頭頂的天空——太陽光線直接照射地面和海洋，所到之處幾乎沒有生命可以幸存下來。當時，大氣中的臭氧層還未形成，太陽光穿過大氣層，其中的紫外線幾乎未經任何阻攔和削弱，也正是這些強烈的紫外線對生命構成巨大威脅和挑戰，引起了生命的消亡。

我們知道，太陽光包含了極為寬廣的連續光譜，是多種不同波長的電磁波的混合，其中99.9%的能量集中在可見光、紅外和紫外的波段區域，顧名思義，可見光是我們肉眼可見的光線，紫外和紅外都是肉眼不可見部分，正是紫外線的過量照射會對人類健康造成極大威脅。

研究表明，紫外線輻射能夠破壞皮膚細胞的DNA，過量的紫外線輻射可引起皮膚細胞基因變異和皮膚癌。世界衛生組織和美國衛生及公共服務部都把紫外線輻射作為致癌物來看待。紫外線輻射被看作是引起非黑色素瘤細胞性皮膚腫瘤（NMSC）的主要誘因，這一系列皮膚癌包括基底細胞癌（BCC）和鱗狀細胞癌（SCC）。對于白色人種而言，紫外線輻射是皮膚惡性黑色素瘤的主要誘發因素，這是皮膚癌里最致命的一種。

對人類而言，紫外線輻射過度暴露的主要健康風險包括以下幾種：

第一，造成太陽灼傷或引起皮膚的其他變化，也即太陽灼傷引起皮膚變紅、脫皮、嚴重和疼痛的水泡;第二，導致人眼晶狀體白內障，最終使得晶狀體渾濁而致視力下降及失明;第三，引起皮膚癌。紫外線輻射可以造成幾種非黑色素型的惡性皮膚腫瘤;第四，使人罹患皮膚惡性黑色素瘤。這是一種非常嚴重的癌癥，可在過度暴露于太陽之后的許多年里發生。

太陽輻射的紫外線波長范圍可以分為三個波段：紫外線A（UVA，波長為320～400nm）、紫外線B（UVB，波長為280～320nm）和紫外線C（UVC，波長為100～280nm），波長越短，對生命的威脅和損傷越大。紫外線在短波方向的鄰居是我們都很熟悉的X射線。X射線照射后的生物體會出現細胞受損或壞死等情況，所以醫院里的X射線胸透間有層層保護，并且照射從來都是短時、瞬時，因為長期照射會引起機體生理和病理等的改變，最終導致生物體死亡。與X射線相比，紫外線照射是長期的，累計效應非常強：在紫外線C所照射之處，幾乎沒有生命。

在紫外線的三個波段中，除了UVC具有致命的危險外，UVB和UVA對健康的危害同樣不可小覷。UVB作用于皮膚表層，時間稍長，就會引起皮膚發紅、曬傷、脫皮，甚至誘發皮膚炎癥反應，造成皮膚表皮層細胞的損傷。UVB是引起皮膚癌的關鍵因子。UVA穿透表皮的能力比UVB強，可以穿過表皮，到達真皮層甚至皮下組織層，因此是引起皮膚曬黑、老化和起皺紋的主要輻射因素。曬黑的皮膚源自于紫外線對皮膚DNA的損傷，皮膚變黑主要是身體主動調節阻止進一步DNA損傷的策略，這些變化都有可能引起皮膚癌的發生。這是科學家不久前才認識到的，UVA可能會在皮膚基底層引起角質細胞的損傷，UVA對皮膚癌的發展可能也有促進作用，有助于擴大UVB的影響，因此也是觸發皮膚癌的因子。

臭氧層保護傘

雖然紫外線如此危險，地球上的生物卻是幸運的，因為在我們頭頂有一個遮陽傘——臭氧層。大概在6億年前，地球大氣形成了可以有效保護生物的臭氧層。當時，大氣中的氧氣含量只是現在大氣氧含量的10%左右。盡管氧氣稀薄，臭氧層薄弱;但是，依然為生命提供了最基本的保證。生命終于可以從深海走向淺海，從淺海走向陸地，并迅速在陸地上繁盛起來。之后，綠色植物瘋狂占領了地球陸地的所有可能區域，強烈的光合作用吸收二氧化碳，釋放氧氣，使得大氣中的氧氣含量逐漸增長。這些增加的氧氣通過光化學作用，進一步提高了平流層的臭氧濃度。

目前，臭氧層在平流層（10～50千米范圍內），其中在20～30千米的大氣中存在臭氧濃度最大區域。經過高層大氣和臭氧層，100%的致命UVC被濾除;絕大多數（95%）具有危害性的UVB得到濾除，只有少部分到達地面;而UVA基本上不受臭氧層的影響，95%的UVA最終可以達到地球表面。

隨著臭氧濃度增加，臭氧層的保護作用不斷增強，更多的致命性紫外線被擋在臭氧層之外，地表日漸成為宜居之所，這為地球生物的繁盛創造了條件。在距今大約5.41億年前，地球幾乎突然地在短時間內出現門類眾多的生物，地球歷史上第一次出現了生物繁榮的景象。在此之前，地球上的主導生物是海洋里的三葉蟲;在此之后，節肢、軟體、腕足、環節、蠕形、海綿、脊索動物等大量出現，開啟了地球上的生命大爆發階段，地球上的生物一發不可收拾，進入快速演化階段，這一過程被稱為“寒武紀生命大爆發”。到距今4億年左右的時候，海洋已經是魚類的世界;到距今3.8億年左右時，海洋里出現頂級掠食者——鄧氏魚，這種魚長達10米，長著液壓鉗般的嘴巴，一時絕無對手。與此同時，蕨類植物走向陸地，兩棲動物開始拓展生命空間。到了距今2.4億年前，恐龍橫空出世。而在距今6500萬年前，一顆小行星撞擊墨西哥灣的猶卡坦半島，恐龍滅絕，哺乳動物開始崛起。將近1000萬年前，人類開始出現;8萬年前，人類走出非洲。

回顧地球的歷史，我們會發現，生命的演變是不斷加速的，而這個加速的起點，很有可能就是6億年前臭氧層的形成，生命開始離開深海，開拓包括陸地和海洋在內的整個地球。隨著飛行器和空間運載工具的出現和發展，人類開啟了探索宇宙的旅程……從這個意義上說，有無臭氧層決定了生命的空間和形態。

身為現代人類的我們如果回到6億年前，會發現，那時候大氣中氧氣的含量很低，我們不僅需要攜帶吸氧設備，還需要給予全身良好的防護，才能抵御強烈的紫外線輻射。盡管那時的地球上存在液態水，溫度可能也合適，人類依然有賴于特殊的宇航服才能在當時的地球上長期生存，并且需要花大力氣改造地球大氣層，或者等待數千萬年至數億年，讓地球大氣緩慢演化出臭氧層出來。

事實上，即使有地球大氣和臭氧層的保護，紫外線也依然對人類的健康構成極大威脅。世界衛生組織一份名為《太陽紫外線輻射的全球疾病負擔》的報告顯示，每年有約200萬～300萬人患非黑色素瘤細胞性皮膚腫瘤，大概有13.2萬人患皮膚惡性黑色素腫瘤，每年大概有6.6萬人死于皮膚惡性黑色素腫瘤和各種皮膚癌（包括鱗狀細胞癌和基底細胞癌）。全球每年大概有1200萬～1500萬人因為白內障致盲，其中有20%可能是由于強太陽光輻射導致或者加劇的。

對人類而言，頭頂的天空依然危險重重。

紫外線輻射量是變化的

紫外線的輻射強度是不斷變化的，一天之中，UVB輻射最大的時間段是10～14時之間，尤其是在每年4～10月，以夏季的紫外線輻射特別強。受UVB過度照射后，人體皮膚容易產生紅斑，表皮增厚并老化，甚至出現皮膚癌;受UVA的過度照射后，皮膚彈性降低，皺紋增加，老化加速。這些都屬于不可復原的損傷。

研究顯示，紫外線強度隨著海拔升高而增大——海拔高度每上升300米，紫外線輻射強度增加4%。紫外線不僅僅存在于直射的日光中，還存在于下墊面的反射光中，積雪和沙灘的反照率比綠地更強，在雪面和冰面上80%的紫外線被反射，因此人體受到日光和下墊面反射光的同時照射，相當于照射皮膚兩次。在積雪覆蓋的高山、雪原上如果不加保護，容易引起結膜炎、角膜炎、雪盲癥等。雖然云層對紫外線有一定阻擋作用，但是陰天依然有約60%～80%的紫外線能穿透云層，到達地面，即使在雨天，還有20%～40%的紫外線可以到達地表。

圖7為我國夏季紫外線輻射量分布圖。從該圖不難看出兩點：其一，紫外線輻射自南向北逐漸減少。在我國東部，南方的海南、兩廣和臺灣地區是夏季紫外線輻射最強的區域，夏季海南的紫外線輻射量比長江下游的上海、南京高30%左右，比華北地區的北京高40%左右，比東北的哈爾濱高出80%。其二，我國紫外線輻射自東向西逐漸增加。同緯度相比，東北沒有西北紫外線輻射高，東南沒有西南的紫外線輻射數值高，其中青藏高原區域是我國紫外線輻射最強的地區。在青藏高原南部，紫外線輻射比同緯度的長江中下游高85%以上。在太陽輻射最強的7月份，太陽直射北半球，青藏高原南部的紫外線輻射持續飆升，其輻射量會達到長江中下游的兩倍以上，高原上的天空澄澈，卻也危機四伏。

夏季，我國長江流域雨水充沛，同時云量也大，這些對紫外線輻射有一定遮擋作用;但是，季風降水的特點是年際變化非常大，很有可能今年雨水充沛，明年同期則可能艷陽高照，所以在考察紫外線輻射的年際變率時，人們常發現長江流域是全國年際變率最大的區域：當某年天氣晴好干旱的時候，這一區域的紫外線輻射堪比兩廣和海南;當雨量多云層厚的時候，這一區域的平均紫外線輻射數值與東北相當，所以，這一區域的人們在進行紫外線防護時，最需要看天氣預報。

保護傘的破損

過去6億年里，地球高等生物基本上完全適應了地球上的環境，紫外線也在這些生物的生存中起到重要作用。對人類而言，適量照射紫外線，有助于促進維生素D的合成和鈣質吸收，對佝僂病和軟骨病有預防和治療作用，對預防老年人骨質疏松癥也有積極作用，所以適當曬曬暖陽也是應該的。

另外，紫外線有殺菌作用，可以直接殺滅病原體，所以在大太陽下晾曬被褥成為南方潮濕天氣和梅雨季間隙里最健康的一件事情。適當照射紫外線還有助于增強皮膚的耐曬能力，提高人體對紫外線的抵抗，對白癜風的治療也有好處。另外還有報道認為，紫外線可以促進皮下瘀斑吸收，防治褥瘡、凍瘡，治療營養不良性潰瘍。此外，適度照射紫外線還有促溶栓效果，有助于防治早期血栓性閉塞性脈管炎等。所以紫外線在如今成為一種療法。

人類社會的加速發展，給臭氧層帶來了新的挑戰。20世紀80年代，英國科學家約瑟夫·法曼首次發現南極臭氧層空洞。這一發現震驚世界，隨后的觀測進一步證實，臭氧層損耗逐年增加。到了1994年秋季，南極臭氧層空洞的最小值降到92DU，而正常的臭氧讀數一般在300DU左右。這意味著，南極臭氧量只有原來的30%。如果按照這一趨勢發展，地球上的臭氧層終有一天要徹底消失。

基于對臭氧層重要性的認識，國際社會于1987年9月16日在加拿大東部城市蒙特利爾簽訂了《蒙特利爾破壞臭氧層物質管制議定書》（簡稱《蒙特利爾議定書》）。根據該協議，全球政府、企業和社會應通力合作，對可以造成臭氧損耗的物質，主要是CFC-11、CFC-12、CFC-113、CFC-114、CFC-115等5項氟氯碳化物及3項哈龍（HALON，有溴的鹵化烷）的生產進行了嚴格的管制規定。這些物質主要應用于空調制冷、噴霧劑、滅火器等方面。此項國際合作隨后不斷擴大限制物質清單，并不斷加強國際合作，簽署了一系列補充協議和修正。今天看來，關于抑制臭氧損耗的國際合作可能是人類歷史上最成功的國際合作，目前已基本遏制住了臭氧損耗情況的惡化，并開始有“觸底反彈”的跡象。據估計，到本世紀中葉以后，臭氧水平有可能恢復正常。

我國區域紫外線輻射的變化趨勢

臭氧層的損耗必然使得更多的紫外線輻射到地表。我國的紫外線輻射也受到臭氧變化的影響。2006年的一項研究顯示，臭氧總量與紫外線輻射呈負相關，即臭氧量減小時，紫外線輻射量增加;反之，當臭氧量增加時，紫外線輻射量隨之減小。該研究還表明，我國北方、中部和西南大部分地區的紫外線輻射量呈增加趨勢。這與臭氧量的損耗密不可分。

此外，由于紫外線輻射的變化受降水和云量的影響，當降水和云量增加時，到達地表的紫外線輻射量減少。在UV與降水云量和臭氧的關系中，越往東和南，也就是降水越多的區域，紫外線輻射越受降水和云量的影響;越往西和北，也就是降水越稀少的區域，紫外線輻射越容易受臭氧變化的影響。

以華南地區為例，這一區域年平均降水超過1200毫米，在1979～2001年間，該地區7月份的紫外線輻射量降低了約10%。同期，該地區臭氧量降低，降水量幾乎增加了47%，紫外線和臭氧之間的相關系數只有-0.21，而與降水之間的相關系數達到了-0.87，降水幾乎解釋了這一地區紫外線變率的75%。但到了華中和江淮流域，降水量降低到800～1000毫米，降水與紫外線輻射之間的相關系數降低到了-0.74，降水只能解釋紫外線變率的約50%左右。

由此看來，降水越多的地區，到達地表的紫外線輻射越取決于天氣和云量，云量增多、降水增多，紫外線輻射量受到阻擋;而當云量減少、晴天到來之時，紫外線輻射量會急劇增加。在這一區域，要想防曬做得好，看天氣預報和紫外線指數預報應該成為每個人的基本技能。

預防太陽輻射

東亞黃色人種和歐美的白色人種對紫外線輻射的敏感程度略有差別，白色人種對紫外線輻射的UVB波段更為敏感。生活習慣和審美上，歐美人喜歡日光浴，喜歡曬黑成小麥色皮膚，然而很大的可能是，還沒曬黑，皮膚已經被曬紅曬傷了。與歐美人羨慕我們健康的小麥色相反，東亞的美女們喜歡白色肌膚，所謂“一白遮百丑”，但是黃色人種對UVA更為敏感，所以曬了太陽之后，更容易皮膚變黑變老，在太陽照射下，這兩種人都覺得自己很受傷。

與此對應，市場針對防曬開發出來各種各樣的防曬產品，有些是基于物理原理的，有些是基于化學原理的，大多數是兩者并用：基于物理防曬的產品中，通常包含了一些能夠反射紫外線的不溶解物質;而基于化學防曬的產品，則通過乳液涂層吸收一部分紫外線。

歐美人為了曬黑，常常會選擇把UVB吸收掉，而把引起皮膚曬黑的UVA保留;對于亞洲美女而言，選擇防曬產品則需要全波段都反射或者吸收掉。這在防曬產品說明書中可以看出來，如果寫著“multi spectrum”“broad spectrum”或者“UVA/UVB protection”，基本上提供UVA和UVB的全覆蓋。如果寫著“UVB-Screening”，那很大可能是吸收掉UVB，讓UVA可以把人曬黑，這種產品可是“日光浴黨”的最愛。

在防曬產品上，一般會印有防曬指數（Sun Protection Factor，SPF），其含義是與不涂抹防曬產品相比，涂抹后需要多少倍時間可以使得皮膚被曬紅曬傷。涂抹SPF值為15的產品，與不涂抹任何防曬產品相比，需要15倍的時間才可以使得皮膚曬紅曬傷。因此，SPF數值為15的產品，能夠濾掉93%的UVB;一個SPF數值為30的產品，可以濾掉95%的UVB;如果SPF數值達到50，則98%的UVB會被濾除。各種皮膚癌研究機構推薦產品SPF值起碼達到15以上，才能提供基本保護。

以上只是針對UVB，東亞女性更關注把人曬黑的UVA，日本科學家最早研發出專門針對UVA的防曬產品，并發明了相關的防曬指數PA（Protection UVA），防曬效果的高低以“+”來表示，引入“最小持續性黑化量”的概念。與不涂抹任何防曬產品相比，PA+表示需要2～4倍的時間才可以達到最小持續性黑化量，PA++則需要4～8倍的時間，PA+++表示需要8倍以上的時間。在筆者看來，日本科學家發明的這個表達形式還不夠好，每次選擇前需要先數加號，并且最多只有三個等級，遠遠滿足不了愛美人士的需求，女性朋友們希望“+”越多越好，有需求就會有供給，這幾年一大堆PA++++的產品正在洶涌襲來。

所以選擇防曬產品，得看好上面注明的是SPF還是PA，如果只有SPF，那很有可能即使涂抹了SPF數值50的產品，也依然會被曬黑。

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防止紫外線曬傷小貼士

以下小貼士來自于世界衛生組織（WHO）和國際皮膚癌基金會（Skin Cancer Foundation）：

1.中午時分不要在太陽下暴露太久，尤其是在10～16時之間。關于防曬有一個影子規則，即當發現地上自己的影子比身高短時，且顏色較深，表明紫外線強烈，必須考慮防曬;

2.避免照射各種紫外燈，無論是為了美容曬黑還是使用紫外燈消毒;

3.穿長袖上衣、戴寬邊遮陽帽和佩戴具備防紫外線功能的太陽鏡;

4.使用具有寬波譜段保護（防UVA和UVB）的防曬產品。日常活動可選用SPF指數至少為15和PA++的防曬品;如果是戶外活動比較多，則選擇具備防水功能的寬波譜段防曬產品，SPF指數在30或者以上和PA值至少為+++的產品;

5.使用防曬產品時，裸露在外的部位均需仔細涂抹，兩鬢、耳朵和脖子后面最容易漏掉;

6.多涂抹一些防曬霜。研究表明，大多數人只涂抹了防曬需要量的一半左右;

7.在戶外活動之前半個小時，給全身涂抹防曬產品，并每隔兩個小時重新涂抹一次;

8.在室外工作、游泳、玩耍或者運動后大汗淋漓時，擦干皮膚后應補涂防曬產品;

9.兒童對紫外線輻射特別脆弱，新生兒不要直曬太陽，12個月以下的嬰兒戶外活動期間應一直呆在陰涼處;

10.每個月從頭到腳檢查下皮膚，看有沒有曬傷或者皮膚異常，每年到專業機構徹底檢查。

【責任編輯】趙 菲