Ультрафиолетовое индекс , или УФ - индекс , является международным стандартом измерения силы солнечного ожога -продуцирующих ультрафиолетового (УФ) излучения в определенном месте и времени. Шкала была разработана канадскими учеными в 1992 году, а затем принята и стандартизирована Всемирной организацией здравоохранения ООН и Всемирной метеорологической организацией в 1994 году. Она в основном используется в ежедневных прогнозах, нацеленных на широкую публику, и становится все более доступной в виде почасовых прогнозов. хорошо.
Ультрафиолетовый индекс представляет собой открытую линейную шкалу, прямо пропорциональную интенсивности ультрафиолетового излучения, вызывающего солнечные ожоги на коже человека. Например, если человек со светлой кожей (без солнцезащитного крема ) начинает загорать через 30 минут при УФ-индексе 6, то этот человек должен ожидать солнечного ожога примерно через 15 минут при УФ-индексе 12 - в два раза больше УФ, в два раза быстрее.
Цель индекса УФ, чтобы помочь людям эффективно защитить себя от УФ - излучения, который имеет преимущества для здоровья в умеренных количествах, но в избыточном причины солнечных ожогов, старения кожи , повреждения ДНК , рак кожи , иммуносупрессии , [1] и глаз повреждения, такие как катаракта (см. раздел « Влияние ультрафиолетового излучения на здоровье человека» ). Организации общественного здравоохранения рекомендуют людям обезопасить себя (например, нанеся на кожу солнцезащитный крем и надев шляпу и солнцезащитные очки ), если они проводят много времени на открытом воздухе при УФ-индексе 3 или выше; см. таблицу ниже для получения более подробных рекомендаций.
Приведены рекомендации для среднего взрослого человека со слегка загорелой кожей. Те, у кого более темная кожа, с большей вероятностью выдержат более длительное пребывание на солнце, в то время как дополнительные меры предосторожности необходимы для детей, пожилых людей, особенно взрослых со светлой кожей, и тех, кто имеет более высокую чувствительность к солнцу по медицинским показаниям [2] или от воздействия УФ-излучения в предыдущие дни.
Описание
УФ-индекс представляет собой линейную шкалу [ требуется пояснение ] , где более высокие значения представляют больший риск солнечных ожогов (что коррелирует с другими рисками для здоровья) из-за воздействия УФ-излучения. Индекс 0 соответствует нулевому ультрафиолетовому излучению, как это обычно бывает ночью. Индекс 10 примерно соответствует полуденному летнему солнечному свету с ясным небом, когда изначально рассчитывался УФ-индекс; теперь значения индекса в летнее время в десятки единиц являются обычными для тропических широт, горных высот и районов с истощением озонового слоя выше среднего . [3]
Хотя УФ-индекс можно рассчитать на основе прямого измерения спектральной мощности УФ-излучения в заданном месте, как это могут делать некоторые недорогие портативные устройства, значение, указанное в сводках погоды, обычно является прогнозом, основанным на компьютерной модели. Хотя это может быть ошибкой (особенно, когда облачность неожиданно тяжелая или легкая), обычно она находится в пределах ± 1 единицы УФ-индекса по сравнению с измеряемой величиной. [4]
Когда УФ-индекс представлен на ежедневной основе, он представляет собой интенсивность УФ-излучения около самой высокой точки солнечного света в течение дня, называемой солнечным полднем , на полпути между восходом и заходом солнца. Обычно это происходит около 12:30 или около 13:30 в регионах, где наблюдается переход на летнее время . Прогнозы делаются с помощью компьютерной модели, которая учитывает влияние высоты Солнца и расстояния , стратосферного озона, условий облачности, загрязнителей воздуха, альбедо поверхности и высоты над землей, которые влияют на количество УФ-излучения на поверхности. [3] Расчеты взвешены в пользу длин волн УФ-излучения, к которым человеческая кожа наиболее чувствительна, в соответствии со стандартным CIE спектром эритемного действия Мак-Кинли-Диффи. [6] [7] Результирующий УФ-индекс не может быть выражен в чистых физических единицах, но является хорошим индикатором вероятных повреждений от солнечных ожогов.
Поскольку шкала индекса является линейной (а не логарифмической, как это часто бывает при измерении таких вещей, как яркость или уровень звука), разумно [ расплывчато ] предположить, что один час выдержки при индексе 5 приблизительно эквивалентен полутора часам. час в индексе 10. [ необходима ссылка ]
Техническое определение
УФ-индекс - это число, линейно связанное с интенсивностью УФ-излучения, вызывающего солнечные ожоги, в данной точке на поверхности земли . Его нельзя просто связать с энергетической яркостью (измеряется в Вт / м 2 ), потому что ультрафиолетовое излучение, вызывающее наибольшую озабоченность, занимает спектр с длиной волны от 295 до 325 нм, а более короткие волны уже в значительной степени поглощаются, когда достигают поверхности земли. . Однако повреждение кожи от солнечного ожога зависит от длины волны, причем более короткие волны наносят гораздо больший ущерб. Поэтому спектр мощности УФ-излучения (выраженный в ваттах на квадратный метр на нанометр длины волны) умножается на кривую взвешивания, известную как спектр эритемного действия, и результат интегрируется по всему спектру. Это дало канадским ученым [ кто? ] взвешенная величина (иногда называемая УФ-излучением , взвешенным по Диффи , или DUV, или мощностью эритемной дозы), как правило, около 250 мВт / м 2 при полуденном летнем солнечном свете. Таким образом, они произвольно делятся на 25 мВт / м 2, чтобы получить удобное значение индекса, [8] [9] по существу шкалу от 0 до 11+ (хотя разрушение озона теперь приводит к более высоким значениям, как упоминалось выше).
Чтобы проиллюстрировать принцип взвешивания спектра, плотность падающей мощности при полуденном летнем солнечном свете обычно составляет 0,6 мВт / (нм м 2 ) при 295 нм, 74 мВт / (нм м 2 ) при 305 нм и 478 мВт / (нм м 2 ). при 325 нм. (Обратите внимание на огромное поглощение, которое уже произошло в атмосфере на коротких волнах.) Эритемные весовые коэффициенты, примененные к этим цифрам, составляют 1,0, 0,22 и 0,003 соответственно. (Также обратите внимание на огромное увеличение повреждений от солнечных ожогов, вызванных более короткими длинами волн; например, для той же освещенности 305 нм составляет 22% таких же повреждений, как 295 нм, а 325 нм - 0,3% таких же повреждений, как 295 нм.) Интеграция этих значений. использование всех промежуточных весов во всем спектральном диапазоне от 290 нм до 400 нм [8] дает значение 264 мВт / м 2 (DUV), которое затем делится на 25 мВт / м 2, чтобы получить УФ-индекс 10,6. . [9]
История
После спорадических попыток различных метеорологов определить «индекс солнечных ожогов» и на фоне растущей озабоченности по поводу истощения озонового слоя, ученые Министерства окружающей среды Канады Джеймс Б. Керр, К. Томас МакЭлрой и Дэвид И. Уордл изобрели современный УФ-индекс в Торонто, Онтарио. Министерство окружающей среды Канады запустило его как часть прогноза погоды 27 мая 1992 года, что сделало Канаду первой страной в мире, выпустившей официальные прогнозы уровней УФ-излучения на следующий день. [10] [11] Многие другие страны последовали их примеру со своими собственными УФ-индексами, в том числе США в 1994 году. Первоначально методы расчета и представления УФ-индекса значительно различались от страны к стране. Глобальный УФ-индекс, впервые стандартизованный Всемирной организацией здравоохранения и Всемирной метеорологической организацией в 1994 г. [12], постепенно заменил несовместимые региональные версии, определяя не только единый метод расчета (канадское определение), но также стандартные цвета и графику для визуальных медиа. . [13] В США стандарты ВОЗ официально заменили исходные стандарты США в 2004 году.
29 декабря 2003 г. на вулкане Ликанкабур в Боливии был обнаружен мировой рекорд 43,3 УФ-индекса на уровне земли [14] [15], хотя другие ученые оспаривают его значения выше 26. [16]
В 2005 году США [17] и Австралия [18] запустили УФ-оповещение. Несмотря на то, что две страны предъявляют разные требования к исходной интенсивности ультрафиолетового излучения перед выдачей предупреждения, их общая цель - повысить осведомленность об опасностях чрезмерного воздействия Солнца в дни с интенсивным ультрафиолетовым излучением.
В 2007 году Организация Объединенных Наций удостоила изобретателей УФ-индекса Керра, МакЭлроя и Уордла Премией новаторов за их далеко идущую работу по снижению рисков для здоровья населения от УФ-излучения. [19] В том же году опрос среди метеорологов поставил УФ-индекс на 11-е место в рейтинге « 100 самых значительных погодных моментов» The Weather Channel .
Использование индекса
Когда прогнозируемый дневной УФ-индекс находится в различных числовых диапазонах, рекомендации по защите следующие: [13] [20]
УФ-индекс | Цвет медиа-графики | Риск вреда от незащищенного пребывания на солнце для среднего взрослого | Рекомендуемая защита |
---|---|---|---|
От 0 до 2 | Зеленый | "Низкий" | Значение УФ-индекса от 0 до 2 означает низкую опасность УФ-лучей Солнца для обычного человека. В ясные дни носите солнцезащитные очки. Если вы легко обгораете, закройте кожу и используйте солнцезащитный крем широкого спектра действия SPF 30+. Яркие поверхности, [2] песок, вода и снег, [13] увеличивают воздействие ультрафиолета. |
От 3 до 5 | Желтый | "Умеренный" | Значение УФ-индекса от 3 до 5 означает умеренный риск вреда от незащищенного пребывания на солнце. Оставайтесь в тени около полудня, когда солнце наиболее сильное. На открытом воздухе надевайте солнцезащитную одежду, шляпу с широкими полями и солнцезащитные очки, защищающие от ультрафиолета. Обильно наносите солнцезащитный крем широкого спектра SPF 30+ каждые 1,5 часа, даже в пасмурные дни, а также после купания или потоотделения. Яркие поверхности, такие как песок, вода и снег, увеличивают воздействие ультрафиолета. |
С 6 до 7 | апельсин | "Высокая" | Значение УФ-индекса от 6 до 7 означает высокий риск вреда от незащищенного пребывания на солнце. Требуется защита от повреждений кожи и глаз. Сократите время нахождения на солнце с 10 до 16 часов. На улице ищите тень и носите солнцезащитную одежду, шляпу с широкими полями и солнцезащитные очки, защищающие от ультрафиолета. Обильно наносите солнцезащитный крем широкого спектра SPF 30+ каждые 1,5 часа, даже в пасмурные дни, а также после купания или потоотделения. Яркие поверхности, такие как песок, вода и снег, увеличивают воздействие ультрафиолета. |
8 до 10 | красный | "Очень высоко" | Значение УФ-индекса от 8 до 10 означает очень высокий риск вреда от незащищенного пребывания на солнце. Примите дополнительные меры предосторожности, так как незащищенная кожа и глаза будут повреждены и могут быстро сгореть. Сведите к минимуму пребывание на солнце с 10 до 16 часов. На улице ищите тень и носите солнцезащитную одежду, шляпу с широкими полями и солнцезащитные очки, защищающие от ультрафиолета. Обильно наносите солнцезащитный крем широкого спектра SPF 30+ каждые 1,5 часа, даже в пасмурные дни, а также после купания или потоотделения. Яркие поверхности, такие как песок, вода и снег, увеличивают воздействие ультрафиолета. |
11+ | фиолетовый | "Экстрим" | Показатель УФ-индекса 11 или более означает высокий риск вреда от незащищенного пребывания на солнце. Примите все меры предосторожности, так как незащищенная кожа и глаза могут обжечься за считанные минуты. Старайтесь избегать пребывания на солнце с 10 до 16 часов. На улице ищите тень и носите солнцезащитную одежду, шляпу с широкими полями и солнцезащитные очки, защищающие от ультрафиолета. Обильно наносите солнцезащитный крем широкого спектра SPF 30+ каждые 1,5 часа, даже в пасмурные дни, а также после купания или потоотделения. Яркие поверхности, такие как песок, вода и снег, увеличивают воздействие ультрафиолета. |
Смотрите также
- Влияние солнечного света на здоровье
- Защитная одежда от солнца
Рекомендации
- ^ Hanneman, KK; и другие. (Январь 2006 г.). «Ультрафиолетовая иммуносупрессия: механизмы и последствия». Дерматологические клиники . 24 (1): 19–25. DOI : 10.1016 / j.det.2005.08.003 . PMID 16311164 .
- ^ а б Дресбах, Сереана Ховард и Браун, Ванда (2008). «Ультрафиолетовое излучение» (PDF) . Серия информационных бюллетеней о невидимой окружающей среде. Государственный университет Огайо. CDFS-199-08. Архивировано из оригинального (PDF) 17 января 2009 года.
- ^ а б Фиолетов, В .; и другие. (Июль – август 2010 г.). «УФ-индекс: определение, распределение и факторы, влияющие на него» . Канадский журнал общественного здравоохранения . 101 (4): I5 – I9. DOI : 10.1007 / BF03405303 . PMC 6974160 . PMID 21033538 .
- ^ "УФ-индекс: подтверждено ли это?" . NOAA / Национальная метеорологическая служба. 2006 г.
- ^ Энгельсен, Ола и Киллинг, Арве (апрель 2005 г.). «Инструмент быстрого моделирования ультрафиолетового излучения на поверхности земли» . Оптическая инженерия . 44 (4). 041012. дои : 10,1117 / 1,1885472 .
- ^ а б Маккинли, А.Ф. и Диффи, Б.Л. (1987). «Эталонный спектр действия для вызванной ультрафиолетом эритемы кожи человека». Журнал CIE . 6 (1): 17–22.
- ^ а б "УФ-спектральное излучение и спектр эритемного действия" . NOAA . 2006 г.
- ^ а б «Как рассчитывается УФ-индекс» . SunWise. США Агентство по охране окружающей среды . 2015-08-21. Архивировано из оригинального 29 ноября 2012 года .
- ^ а б "Как рассчитывается УФ-индекс?" . Смитсоновский институт . Архивировано из оригинального 13 июня 2010 года. (Этот источник содержит некоторые числовые ошибки.)
- ^ Kerr, JB; и другие. (1994). «Канадские программы по наблюдению за озоном и консультативные программы по УФ-В» . Озон в тропосфере и стратосфере, Часть 2: Материалы четырехгодичного симпозиума по озону 1992 . НАСА / Центр космических полетов Годдарда: 794–797. N95-11093.
- ^ «Индекс УФ-излучения Министерства окружающей среды Канады отмечает десятилетие: теперь сообщения о безопасности от солнца поступают в 26 стран» (пресс-релиз). Окружающая среда Канады . 27 мая 2002 года Архивировано из оригинала 14 июля 2014 года.
- ^ Отчет совещания экспертов ВМО по измерениям УФ-В, качеству данных и стандартизации УФ-индексов, 1994 г. Глобальная служба атмосферы (отчет). Всемирная метеорологическая организация . 1995. WMO / TD-No. 625.
- ^ а б в «Глобальный солнечный УФ-индекс: Практическое руководство» (PDF) . Всемирная организация здравоохранения . 2002 г.
- ^ Оськин, Бекки (8 июля 2014 г.). «Пылающий мировой рекорд: самые сильные УФ-лучи, измеренные в Южной Америке» . LiveScience.com .
- ^ Каброл, Натали А .; и другие. (8 июля 2014 г.). «Рекордное солнечное УФ-излучение в тропических Андах» . Границы науки об окружающей среде . 2 . 19. DOI : 10,3389 / fenvs.2014.00019 .
- ^ Маккензи, Ричард Л .; и другие. (8 апреля 2015 г.). "Комментарий к" Рекордному солнечному УФ-излучению в тропических Андах, Каброл и др. " " . Границы науки об окружающей среде . 3 . 26. DOI : 10,3389 / fenvs.2015.00026 .
- ^ «УФ-предупреждение» . SunWise. США Агентство по охране окружающей среды . 2015-08-21. Архивировано из оригинального 14 октября 2011 года.
- ^ "Что такое УФ?" . SunSmart. Онкологический совет Виктории. Архивировано из оригинального 26 января 2016 года.
- ^ «Озоновые награды» . Всемирная метеорологическая организация . Октябрь 2007. Архивировано из оригинального 14 июля 2014 года.
- ^ «Шкала УФ-индекса» . Солнечная безопасность. США Агентство по охране окружающей среды . 2013-02-04 . Проверено 28 июня 2019 года .
Внешние ссылки
- Текущая глобальная карта ультрафиолетового индекса
- Программа по УФ-излучению Всемирной организации здравоохранения
- Прогноз УФ-индекса и архивы Европейского космического агентства
- Программа мониторинга и исследований УФ-В: архив эритемного излучения Министерства сельского хозяйства США / Университета штата Колорадо
- Прогноз глобального УФ-индекса Финским метеорологическим институтом
- Прогноз австралийского УФ-индекса Австралийским бюро метеорологии
- Калькулятор FastRT UV - Введите любую дату, время, место, местные условия; вычислить «мощность УФ-излучения» типа «ожог кожи»; и разделите результат на 25, чтобы получить УФ-индекс.
- UVIMate - мобильное приложение для отслеживания УФ-индекса и прогноза