Геофизичен институт- БАН Секция Физика на атмосферата Борислав Благоев Стефан Димитров
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване • Ултравиолетова радиация и UV-индекс; • Измервания на биологически активното ултравиолетово излъчване на Слънцето по света; • Измерване на ултравиолетовата радиация в България; • Прогнозиране и модел на индекса на биологически активната ултравиолетова радиация; • Метод за изчисление на времето за изгаряне, представянето му и полезна информация.
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване Ултравиолетова радиация и UV- индекс Слънцето е звездата в центъра на нашата Слънчева система. Планетата Земя е разположена в орбита около Слънцето, както и други планети, астероиди, комети и облаци космически прах. Главната звезда в една планетарна система бива наричана „слънцето“ на системата, а в случай на повече от една звезда говорим „слънца“. Енергията, излъчвана от слънцето под формата на светлина, поддържа почти целия живот на Земята чрез механизма на фотосинтезата. Слънцето е определящо за състоянието на климата и времето на Земята. Спектърът на излъчване на Слънцето включва светлинни, топлинни и ултравиолетови (UV) лъчи. Ултравиолетовият диапазон обхваща вълни с дължина между 100 и 400 нанометра (nm) и се разделя на три части: UVA – между 315 и 400 nm UVB – между 280 и 315 nm UVC – между 100 и 280 nm
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване Когато слънчевата светлина преминава през атмосферата, цялата UVС- и приблизително 90% от UVВ-радиацията се абсорбират от озона, водната пара, кислорода и въглеродния двуокис. Атмосферата влияе по-малко на UVА- радиацията. Ето защо лъчението, която достига земната повърхност, се състои основно от UVА-и малки количества UVВ- радиация. Установяването на вредните ефекти върху човека и неговото здраве води до необходимостта от прецизни и навременни измервания на UV-радиацията и прогнозиране на UV-индекса. UV-индексът характеризира нивото на слънчевата UV-радиация върху земната повърхност. С нарастването на UV-индекса се увеличава и вероятността за увреждане на кожата и очите, като колкото е по-висок той, толкова по-кратко е времето необходимо за увреждане. UV- индексът може да бъде представен чрез графики, таблици и диаграми.
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване Индекс на биологически активната ултравиолетова радиация Където Еλ е спектралното слънчево излъчване, изразено в W/(m 2 nm), при дължина на вълната λ и dλ - интервал на вълната, използвани в сумирането. Ser(λ) е референтният еритемен спектър на действие и Ker е константа равна на 40 m 2/W.
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване Mеждународно приета скала за представяне UV – индекса чрез цветови кодове
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване Измервания на биологически активното ултравиолетово излъчване на Слънцето по света Водещи страни в измерването и изследването на UV-индекса са: - САЩ - National Science Foundation (NSF); The Environmental Protection Agency (EPA); The United States Department of Agriculture (USDA) - Kaнада - Meteorological Service of Canada (MSC); The Canadian Weather Network - Финландия - Finnish Meteorological Institute (FMI); (STUK) The Radiation and Nuclear Safety Authority; University of Helsinki; Finnish Institute of Occupational Health - Гърция - Aristotle University of Thessaloniki; University of Athens; Academy of Athens, Foundation for Biomedical Research - Япония - The Japan Meteorological Agency (JMA); National Institute for Environmental Studies (NIES).
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване Измервания на UV-индекса се извършват и в много други страни по света. В някои от тях, като Аржентина и Италия например, има изградени мрежи за наблюдение. Въпреки сериозността на проблема с UV-радиацията повечето държави започват да инсталират уреди за измерването и през 90 -те години на миналия век. В момента съществуват множество производители на спектрофотометри, спектроскопи и др. инструменти за мониторинг и анализ на радиационното лъчение. Водещи фирми са Bentham , Eppley, Solar Light , Yankee, Kipp & Zonen, които произвеждат едни от най-разпространените уреди от този тип Brewer Mk IV. Yankee UVB-1 Pyranometer Brewer Mark IV Global UV Monitoring Organizations
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване Измерване на ултравиолетовата радиация в България От началото на 2007 година в Геофизичния институт към БАН функционира апаратура за мониторинг на биологично ефективното ултравиолетово излъчване на Слънцето в диапазона 280 -315 nm. Апаратурата е производство на Solar Light Company, Philadelpia, модел 501 и е предназначена за наземни измервания. Комплектът включва датчик и устройство за управление и съхранение на информацията. Режимът на работа е непрекъснат и осигурява автоматично натрупване на стойности на индекса на ултравиолетовото излъчване (UV-индекс).
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване В момента измерватели на биологично активната ултравиолетова радиация работят в София, сградата на ГФИ, в Геофизична станция Витоша и в Шкорпиловци - Черноморска база на Институт по Океанология – БАН, като мрежата ще се разширява и в бъдеще. Измерваните през деня стойности се представят на всеки час на Интернет страницата на Геофизичния институт.
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване Прогнозиране и модел на индекса на биологически активната ултравиолетова радиация На базата на проведените измервания е определена стойността на индекса при положение на Слънцето в зенит (зенитен ъгъл =0 и при напълно ясно небе). Тази стойност е UV 0= 9. Зависимостта на индекса от локалното време (LT) при ясно небе е: Това уравнение отчита влиянието на поглъщането на ултравиолетовата радиация от атмосферата и се използва за прогнозиране на стойностите на UV-индекса в зависимост от календарната дата и локалното време.
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване Метод за изчисление на времето за изгаряне, представянето му и полезна информация Методът се основава на зависимостта между минутите престой на слънце и UV – индекса, като се взимат предвид четирите основни типа кожа: - силно чувствителна - нормална - слабо чувствителна
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване y = 0, 4697 x 2 - 12, 009 x + 86, 473 – Тип кожа 1 y = 0, 7305 x 2 - 18, 811 x + 134, 34 – Тип кожа 2 y = 1, 1255 x 2 - 26, 091 x + 177, 20 – Тип кожа 3 y = 1, 2175 x 2 - 29, 629 x + 211, 29 – Тип кожа 4 Използвайки получените от графиката уравнения, можем да пресметнем необходимото време за изгаряне на всеки отделен тип кожа.
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване Фактори, влияещи върху допустимото време за излагане на слънце: 1. Надморска височина UV-радиацията се увеличава с 10 % на всеки 1000 метра или по-точно с 1 % на всеки 100 метра. 2. Влияние на oколните повърхности: Отражението от околни повърхности влияе силно върху продължителността на излагане на слънце като времето за безопасен престой се намалява съответно при: Снежна покривка – с 1. 9 пъти; Пясък – с 1. 15 пъти; Морска пяна – с около 1. 25 пъти; Вода – с около 1. 1 пъти.
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване В момента се разработва нова страница от сайта на ГФИ, на която всеки ще може да провери времето за изгаряне и препоръчителния защитен фактор на лосиона, който да използва. Предвидено е автоматично определяне на индекса на биологически активната ултравиолетова радиация при ясно небе по средния за България модел за зададена дата и час. На базата на този индекс се изчислява допустимото време за престой под преки слънчеви лъчи без предпазни средства, като се отчитат и зададени тип кожа, надморска височина и наличие на условия за отражение-сняг, пясък, вода. Предлага се минимално допустим защитен фактор на слънцезащитен крем, който позволява безопасен престой два часа. Към страницата
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване Заключение 1. Извършено е проучване на световния опит в измерването, моделирането и прогнозирането на индекса на биологически активната ултравиолетова радиация. 2. На базата на измерване на UV-индекса в България е изготвен среден модел за страната, отчитащ сезона и локалното време. 3. На базата на препоръките и изследванията на световни здравни организации е съставен алгоритъм и програма за изчисление на времето за безопасен престой под слънчевите лъчи в зависимост от UV-индекса, типа на човешката кожа, надморската височина и наличие на отражение от сняг, вода или пясък.
Биологически активна ултравиолетова радиация Методи и модели за измерване Благодарим за вниманието! Със специални благодарности на н. с. инж. Пламен Мухтаров за вещите съвети в процеса на работа.
Скачать презентацию Геофизичен институт- БАН Секция Физика на атмосферата Борислав
5ab76ac94ec87fe3b80871b45b8e1677.ppt