紫外线、人体健康及气象条件的关系

紫外线、人体健康及气象条件的关系

北京市气象科学研究所 李青春 工程师

　　一、到达地面的紫外线辐射强度及对人体健康的影响

　　当太阳辐射穿过大气层时，大气对太阳辐射的不同波长会产生选择性吸收。可见光被吸收的很少，而紫外线和红外线则被大量吸收，且主要发生在暖层和平流层。当太阳辐射穿过暖层时，波长小于0.175微米的紫外线被该层氧原子吸收，而余下部分的紫外线(波长为0.175-0.4微米),在穿过平流层时，又被该层的臭氧吸收掉99%以上，所以,大气层就像一把地球的“保护伞”，保护着地球上的万物。事实上真正到达地表的紫外线是很少的。

　　紫外线UV是电磁波谱中波长从0.01～0.38微米的辐射的总称。紫外线按其波长可分为三个部分：A紫外线波长位于0.32～0.40微米之间，A紫外线对我们的影响表现在对合成维生素D有促进作用，但过量的A紫外线照射会抑制免疫系统功能;B紫外线波长UV-B位于0.28～0.32微米之间，B紫外线对我们的影响表现在使皮肤变红，长期接受可能导致皮肤癌、白内障及抑制免疫系统功能;C紫外线波长位于0.01～0.28微米之间;C紫外线几乎都被臭氧层所吸收，对我们影响不大。紫外线对人类的影响主要表现为A紫外线和B紫外线的综合作用。

　　1974年美国学者罗兰德提出：大气圈的臭氧(O3)量正在减少。臭氧量的减少越来越受到关注。人类排放了大量的消耗臭氧的物质(四氯化碳、氟氯烃、一氧化二碳、甲烷等),经上升气流送到高空，与臭氧发生反应，形成氧气和其它氧化物，使臭氧量减少。根据国际臭氧趋势专题研究组的观测资料统计表明：在1969-1986年的十七年间，全球总臭氧量的平均值明显下降，在北半球30-60°N范围内，年平均减少率为1.7%-3.0%。预计到2050年，平流层臭氧量将减少4-20%，地球的“保护伞”遭到严重的破坏。1984年有关专家首次在南极上空发现了臭氧洞，美国的云雨7号卫星证实了这个事实。之后北极上空也发现了范围较小的臭氧洞。平流层臭氧量减少、臭氧层的被破坏使得到达地面的紫外线辐射量(UV)增多，其中UV-B(0.280-0.32微米)波段增加更多。UV-B辐射增加将会对人体健康产生很大影响。

　　试验表明，大气中的臭氧每减少1%，到达地表的紫外线辐射量将增加2%,皮肤癌发生率则增加4%。英国科学家认为，由于臭氧减少，英国的皮肤癌患者至少增加15%;美国医生预测：到2060年，美国的皮肤癌患者将达到4000万人。

　　过量的辐射照射皮肤，刺激皮肤产生“红斑”效应，最终诱发皮肤癌，动物试验和临床病例研究表明，过量UV-B易引发人体皮肤癌。夏天暴晒后皮肤会变成褐色，这是因为紫外线辐射产生黑色素，沉着于皮肤色素细胞而形成的。接受紫外线辐射一定时间后破坏皮肤组织的连接，灼伤皮肤。紫外线辐射增加皮肤癌的几率。 导致的皮肤癌主要为：非黑瘤皮肤癌包括基底细胞癌、磷状细胞癌;黑瘤、结状黑瘤、恶性小痣黑瘤和未归类的黑瘤。

　　皮肤暴露于UV辐射下能扰乱免疫系统。激活人体中单纯疹病毒感染的能力，导致一些疾病;UV辐射下激活那些直接受到照射的细胞中潜伏病毒。

　　过量紫外线辐射被认为是白内障增加的主要原因。经大量动物试验表明,UV-B辐射能损害眼角膜和晶状体,引起视网膜细胞开始缓慢恶化。强紫外线辐射同样可以引发角膜炎(如雪盲)。

　　如何防范紫外线辐射已引起人们的广泛关注。

　　二、国内外开展紫外线观测、预测情况

　　到达地面的紫外线辐射强度可用地面仪器直接测定,亦可测定臭氧量值，由辐射传输模式计算得出。美国、加拿大、澳大利亚、新西兰等一些发达国家，早在八十年代初就开展了关于预防皮肤癌和过度照射紫外线的危害的宣传教育活动，并先后发布紫外线指数预报。

　　加拿大(1992年起)是世界上第一个开展紫外线预报的国家，根据每天臭氧层的变化，预报紫外线强度。通过电视、报纸、广播等新闻媒介发布紫外线指数。加拿大气象局紫外线预报指数为0-10，日光暴露类别为：极高、高、适度、低,并提出保护措施和忠告。比如尽量避免在紫外线辐射最强的时段晒太阳,外出时要戴太阳镜,穿长裤、长袖衬衫、戴宽边帽子、涂抹防晒油等。

　　美国国家天气局的紫外线指数预报方法是用臭氧总量由辐射模式推断到达地面的紫外线辐射量。 1992年秋天，美国国家环保局和天气局发布类似于加拿大的紫外线指数预报，美国国家环保局根据紫外线指数(0-10)规定了5个日光暴露类别分别为最低、低、中等、高、最高。

　　北京市气象局自98年开始，在全国率先开展紫外线强度预报及监测的研究和预报服务工作，通过电视、报纸、广播等新闻媒介发布紫外线强度预报，并提出相应的防护措施，帮助人们预防(主要在6-8月)紫外线辐射，防止和减少皮肤癌、白内障的发生。

　　表1.紫外线(UV-B)强度对人体影响对照表

　　从表中可看出当紫外线强度达6～7时，在上午10时～下午4时这段时间最好不要暴露在日光照射下;当紫外线指数大于等于8时，应尽量避免外出，因为此时的紫外线辐射极具有伤害性。

　　充分利用可掌握的气象信息及相关资料利用生物气象学技术，建立与人体健康预报服务系统，及时提供综合气象预报服务信息，为政府、医疗、防疫部门合理决策、积极预防和治疗提供依据。为首都气象服务的提高起到积极的作用，取得了很好的社会效益。