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(jié)，抑制免疫系統(tǒng)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(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)在使皮膚變紅和短期內(nèi)降低維生素D的生長，長期接受可能導致皮膚癌、白內(nèi)障及抑制免疫系統(tǒng)。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(xiàn)為A紫外線和B紫外線的綜合作用。

2 秦皇島地區(qū)紫外線輻射的觀測和總體特征

從2007年開始對秦皇島地區(qū)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(shè)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?？蛇M行時間間隔累計值、總累計或日累計值。

2.1 秦皇島地區(qū)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(qū)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(jié)各正午時間段的紫外線輻射量的瞬時值進行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，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(guān)，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(xiàn)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(nèi)觀測到的紫外線最大瞬時值為58.0 W/m2，出現(xiàn)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(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時的輻射量超過20 W/m2。紫外線指數(shù)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(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時的輻射量超過20 W/m2，紫外線指數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(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(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)為參考值，統(tǒng)計出同種云出現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(qū)日曬疾病的季節(jié)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(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，陽光照射強度遠高于城市街區(qū)，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(jù)市醫(yī)院里的皮膚科診斷粗略統(tǒng)計，每到夏季，被太陽曬傷、過敏的病例明顯增加。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月份以前沒有日曬疾病病例。

3.2 日曬疾病的預防 根據(jù)紫外線輻射觀測資料的統(tǒng)計分析，使之與日常的天氣預報相結(jié)合，根據(jù)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(fā)生。

根據(jù)醫(yī)學研究，當紫外線為最弱(指數(shù)在0～2)時對人體無太大影響；紫外線指數(shù)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(shù)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(shù)據(jù)看，在晴空條件下，秦皇島地區(qū)春秋季節(jié)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(shù)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(shù)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(jù)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(jié)束語

影響紫外線輻射強度的因素很多，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到達地面的紫外線輻射產(chǎn)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(shù)據(jù)，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(qū)進行的紫外線輻射觀測，只是進行紫外線輻射的數(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，滿足人們的需求，為人們的健康提供保障。