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夏日已至，作為主角之一的高溫盛裝登場(chǎng)，從南到北影響全國(guó)多地。說(shuō)到高溫，就不得不提到防曬，二者似乎相生相伴。當(dāng)下，防曬已不僅僅是簡(jiǎn)單的美與白的問(wèn)題，而是關(guān)系到人們身體健康的重要因素。

那么，防曬到底要防什么？紫外線的影響有多大？影響紫外輻射的因子有哪些？防曬的天然“幫手”臭氧層有什么特點(diǎn)？紫外線指數(shù)又是什么？本期科普看臺(tái)一一解讀。

本文專(zhuān)家顧問(wèn)：

魏科 中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所季風(fēng)系統(tǒng)研究中心副主任

田華 中國(guó)氣象局公共氣象服務(wù)中心氣象服務(wù)

防曬，到底防的是啥？

太陽(yáng)輻射是地球重要的能量來(lái)源，地球大氣系統(tǒng)的輻射收支對(duì)大氣和海洋的熱力及環(huán)流狀況起著決定性作用，塑造了地球氣候的主要特征，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射量是影響氣候和環(huán)境重要的物理量之一。地球大氣上層某一點(diǎn)的太陽(yáng)輻射中長(zhǎng)期變化小，而到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射量的變化則較大，造成這種差別的原因是大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收和散射不同，其與大氣成分、云量、大氣中水汽含量以及大氣懸浮物含量等的變化密切相關(guān)。

紫外輻射是太陽(yáng)輻射中的一個(gè)特殊波段，其能量在太陽(yáng)輻射能中只占很小的比例，但因其獨(dú)特的作用引起人們的注意。人們常說(shuō)的防曬，其實(shí)就是防的太陽(yáng)輻射中的紫外輻射。紫外輻射不但對(duì)農(nóng)作物有重要影響，而且對(duì)于人類(lèi)生存也會(huì)構(gòu)成威脅，其可導(dǎo)致皮膚癌、白內(nèi)障等疾病的發(fā)生，破壞人類(lèi)免疫系統(tǒng)，可直接或間接危害人類(lèi)身體健康。

“太陽(yáng)光包含了極為寬廣的連續(xù)光譜，是多種不同波長(zhǎng)的電磁光的混合，其中99.9%的能量集中在可見(jiàn)光、紅外線和紫外線的波段區(qū)域?？梢?jiàn)光是人們?nèi)庋劭梢钥匆?jiàn)的部分，它不是防曬的重點(diǎn)。紫外線和紅外線是肉眼不可見(jiàn)的部分，紫外線對(duì)生命存在嚴(yán)重威脅。紫外線波長(zhǎng)范圍從100納米到400納米，可以根據(jù)其波長(zhǎng)范圍分為三個(gè)波段：長(zhǎng)波紫外線A（UVA）、中波紫外線B（UVB）和短波紫外線C（UVC），波長(zhǎng)越短，對(duì)生命的威脅和傷害越大?！蔽嚎普f(shuō)。

在UVC的長(zhǎng)期照射下，基本上沒(méi)有任何生命可以存活，常用的紫外線殺菌燈發(fā)出的就是UVC，因此在用紫外線殺菌燈時(shí)，人們一定要遠(yuǎn)離，過(guò)量輻射容易引起皮膚灼傷，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致視力下降、發(fā)燒、掉發(fā)，甚至死亡。

UVB也被稱(chēng)作紅斑應(yīng)紫外線，長(zhǎng)時(shí)間照射于皮膚表層會(huì)引起皮膚發(fā)紅、曬傷、掉皮，誘發(fā)炎癥，造成皮膚細(xì)胞損傷，其是引起黑色素瘤和白內(nèi)障的主要因子。

UVA穿透表皮的能力比UVB強(qiáng)，其可以到達(dá)皮膚層，甚至皮下組織層，是引起皮膚曬黑、老化和起皺紋的主要輻射，因此UVA也被稱(chēng)作黑斑應(yīng)紫外線。以前，人們普遍認(rèn)為UVA照射不會(huì)引起長(zhǎng)期應(yīng)，近，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到UVA可能會(huì)在皮膚基底層引起角質(zhì)細(xì)胞損傷，對(duì)皮膚癌的發(fā)展也有促進(jìn)作用，有助于擴(kuò)大UVB的影響，也是觸發(fā)皮膚癌的因子。

紫外輻射的影響具有累積應(yīng)，即皮膚的損傷和老化并不會(huì)隨著癥狀的消失而恢復(fù)，會(huì)在皮膚基底層產(chǎn)生影響?！靶∨笥哑つw細(xì)嫩，皮膚損傷和老化有時(shí)候并不，然而隨著年齡增大，成年后的皮膚會(huì)呈現(xiàn)出來(lái)。如果發(fā)現(xiàn)自己的皮膚老化比較快，容易出現(xiàn)各種皮膚問(wèn)題，那么很有可能是小時(shí)候曬得比較厲害?！蔽嚎普f(shuō)。

炎熱夏季需注意防曬并及時(shí)補(bǔ)充水分。圖片來(lái)源：中國(guó)氣象圖片網(wǎng)

影響紫外輻射的因子有哪些？

太陽(yáng)總輻射——

早晚太陽(yáng)高度較低時(shí)，波長(zhǎng)較短的紫外輻射因其透射能力較弱而受到較大的削弱。但到了中午時(shí)分，紫外輻射強(qiáng)度和總輻射強(qiáng)度都有所增大。當(dāng)受到云量等外界條件影響時(shí)，紫外輻射在總輻射中所占比例可隨外界條件的影響而發(fā)生較大變化。其中，紫外輻射比例在云量較小時(shí)變化不，但云量大于七成以上時(shí)，其比例則有的隨云量增加而增大的趨勢(shì)，當(dāng)云量大于八成以上時(shí)，總輻射會(huì)受到強(qiáng)烈削弱，但此時(shí)由于云量的增加使本地區(qū)的總輻射大為減弱，而紫外線波段減弱則相對(duì)較小，所以，紫外輻射在總輻射中所占比例反而上升。

太陽(yáng)高度角——

由于太陽(yáng)高度角的變化，紫外輻射也有日變化和年變化之分。在北半球中緯度地區(qū)，一年中太陽(yáng)高度角夏季大于冬季；一日中，太陽(yáng)高度角正午大于早晚，紫外輻射在夜間為零，天亮后隨著太陽(yáng)高度角的變化逐漸增加，正午達(dá)到大，午后又逐漸減小，晴天的時(shí)候，紫外輻射中午大，早晚小。

海拔高度——

隨著海拔升高，空氣變得稀薄，透明度高，對(duì)紫外輻射的散射和吸收相對(duì)較少，因此紫外輻射到達(dá)地面的輻射量變大，其占總輻射的比例也表現(xiàn)出隨高度增加而加速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。研究顯示，在1800米海拔高度差內(nèi)，輻射量變化不，在海拔高度更高時(shí)，輻射量影響作用，并且越來(lái)越大。青藏高原始終是中國(guó)紫外輻射的高值區(qū)就是一個(gè)很好的例證。

上述這些因素直接影響紫外輻射的多少。而從地域上分析我國(guó)紫外輻射的變化趨勢(shì)，魏科說(shuō)：“我國(guó)紫外輻射基本是從東向西增加，西半部地區(qū)由北向南增加，東半部地區(qū)則以長(zhǎng)江流域南部為小，向南向北增加，華南地區(qū)為大，華北地區(qū)次之，到東北地區(qū)又隨著緯度增加而減小?！?/p>

臭氧層，防曬的好“幫手”

紫外輻射這個(gè)“敵人”過(guò)于強(qiáng)大，只靠人類(lèi)的努力可能難以招架。幸虧人類(lèi)還有一個(gè)十分可靠的“隊(duì)友”——地球大氣。

“在我們頭頂有一個(gè)時(shí)刻存在的巨大保護(hù)傘——臭氧層。”魏科說(shuō)，它的存在，使得致命的短波紫外線UVC被完全阻擋在外。此外，臭氧層吸收了至少90%以上的UVB和大概50%的UVA，因此才給地球生命創(chuàng)造了必備的條件。

臭氧層的存在歷史并不長(zhǎng)，只有6億年，它的形成是5.4億年前發(fā)生寒武紀(jì)生命大爆炸的基礎(chǔ)。在此之前，地球表面環(huán)境條件十分惡劣，僅有少數(shù)種類(lèi)的生物生活在深海中。

魏科介紹，臭氧層分布于10公里到50公里的大氣層內(nèi)，其總量有很規(guī)則的季節(jié)變化。地面站和衛(wèi)星觀測(cè)給出的南北半球臭氧總量隨季節(jié)的變化趨勢(shì)表明，南半球臭氧總量變化的幅度比北半球要小。臭氧總量的大值出現(xiàn)在兩個(gè)半球的春季，小值出現(xiàn)在秋季。衛(wèi)星觀測(cè)的不同緯度地區(qū)臭氧垂直分布的變化規(guī)律顯示，臭氧大濃度位于20公里左右，低緯地區(qū)出現(xiàn)在25公里以上，向兩極臭氧大濃度的高度下降，在極區(qū)下降到10公里左右，這同臭氧探空儀的觀測(cè)結(jié)果基本一致。

20世紀(jì)50年代末到70年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)臭氧濃度有下降趨勢(shì)。1985年，英國(guó)南極考察隊(duì)在南緯60°地區(qū)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)臭氧層出現(xiàn)空洞。臭氧濃度減少，使得太陽(yáng)對(duì)地球表面的紫外輻射量增加，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞，影響人類(lèi)和其他生物有機(jī)體的正常生存，引起了世界各國(guó)的極大關(guān)注。

“其實(shí)，臭氧對(duì)氣候也有影響，臭氧層的存在直接影響平流層的溫度結(jié)構(gòu)，因而臭氧層對(duì)維持長(zhǎng)期氣候穩(wěn)定和現(xiàn)有的生存環(huán)境，都有十分重要的意義?！蔽嚎蒲a(bǔ)充說(shuō)。

研究發(fā)現(xiàn)，工業(yè)革命以來(lái)，人類(lèi)活動(dòng)排放的氟利昂等物質(zhì)造成了臭氧損耗和臭氧空洞。但在情況惡化前，各國(guó)共同簽署了《蒙特利爾議定書(shū)》及其相關(guān)協(xié)議，經(jīng)過(guò)30多年的共同努力，目前臭氧層已經(jīng)處于“觸底反彈”的恢復(fù)階段。

紫外線指數(shù)，你了解多少？

1994年7月，世界氣象組織制定了國(guó)際統(tǒng)一的紫外線指數(shù)表示形式。2002年世界衛(wèi)生組織、世界氣象組織、聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署和國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)聯(lián)合制定了《太陽(yáng)紫外線指數(shù)：實(shí)踐指南》，對(duì)紫外線指數(shù)、紫外線的影響因素、紫外線對(duì)人體的影響以及紫外線防御措施等進(jìn)行詳細(xì)介紹，許多采用該實(shí)踐指南開(kāi)展紫外線指數(shù)預(yù)報(bào)工作。

為了對(duì)接《太陽(yáng)紫外線指數(shù)：實(shí)踐指南》，促進(jìn)我國(guó)紫外線預(yù)報(bào)科學(xué)開(kāi)展，中國(guó)氣象局組織制定了中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《紫外線指數(shù)預(yù)報(bào)方法》，規(guī)定了基于云量、天氣現(xiàn)象、地表反照率訂正地面紫外線輻照度的紫外線指數(shù)預(yù)報(bào)方法。

田華介紹，《紫外線指數(shù)預(yù)報(bào)方法》于2018年9月17日發(fā)布，并于今年4月1日實(shí)施，為開(kāi)展紫外線預(yù)報(bào)服務(wù)工作提供了科學(xué)依據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)明確了紫外線指數(shù)定義，即地表太陽(yáng)紫外線輻射的紅斑有輻照度水準(zhǔn)的量化指標(biāo)。其可以用來(lái)衡量某地日照強(qiáng)時(shí)刻的紫外輻射對(duì)人體皮膚、眼睛等組織和器官的可能損傷程度。紫外線指數(shù)越大，對(duì)人體的損傷程度越重。

“根據(jù)我們的預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，紫外輻射具有的季節(jié)變化，春季至夏季紫外輻射強(qiáng)度逐漸增大，8月達(dá)到大，秋季和冬季依次減小，12月達(dá)到小?？梢钥闯觯贤廨椛鋸?qiáng)度在夏季強(qiáng)，冬季弱。在晴空條件下，我國(guó)青藏高原地區(qū)、華南南部地區(qū)、西北地區(qū)紫外線強(qiáng)烈，上述地區(qū)中的新疆、內(nèi)蒙古、青海、西藏、云南、海南等省（自治區(qū)）的人們更需要做好防曬措施。”田華說(shuō)。

來(lái)源：中國(guó)氣象局

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