紫外线辐射环境测量
尽管臭氧是大气层中极其微量的组分,但它却是大气层中唯一可以吸收波长短于300nm太阳辐射的物质,其吸收系数随波长的减少而增加。臭氧层吸收了来自太阳辐射中的大部分的紫外线B,因为臭氧层的破坏主要引起这一波段的太阳辐射增强,特别是290~315nm波长范围内 的UVB辐射,在这25nm的波长范围里,由于臭氧的吸收,其辐射强度以4次幂的速率随波长递减。因此臭氧减少导致的紫外辐射增强也是高度波长依赖的。
紫外辐射强度一般用紫外线指数来表示,是衡量某地正午前后到达地面的太阳紫外辐射对人体皮肤(或眼睛)可能损害的程度指标,它主要依赖于纬度,季节,平流层臭氧,云况,海拔,地面反照率和大气污染状态等条件,紫外线辐射强度的观测主要使用紫外光谱辐射计、滤光片式的紫外辐射表和宽带光谱计等。最常用的宽带仪器是Robertson-Berger(RB)紫外辐射计,其温度系数约0.01/K。RB辐射计的谱响应稳定性在十年以上,当然不同仪器间有些差异,所以在对RB辐射计网的标定重新核实之前,对使用RB辐射计数据得到的变化趋势必须小心地仔细检查。
正因为如此,现有的地表UV辐射资料来源有两个,仪式地基臭氧探测网和卫星臭氧探测系统,由臭氧趋势加上大气的散射和吸收等因素后构造出辐射传输模式,以此来计算紫外辐射状况,虽然模式计算的福照度可能会有误差,不过在无云和低气溶胶条件下臭氧减少与UV辐射增加之间的理论关系已被大量的研究工作所确定。再一个就是RB辐射计网和单站多滤光片仪器的直接测量。
根据UV辐射的测量来确定地表UV辐射的变化尤其是长期变化的趋势仍然是困难的,因为它要求有高精度和高稳定度的数据。最近的重要进展是通过优化仪器性能,相互对比和对数据进行再分析来评估数据的质量。不同光谱辐射计之间的几次对比实验显示了各种仪器间存在着重要差异主要表现在太阳光谱急剧变化的短波区。因此,动态范围、杂散光抑制和波长标定向问题是非常严重的。在大于310nm的波长区范围,一致性也不会优于+5%,而在更短的波长区,一致性则更差。这在某种程度上是由于标定的不确定性造成的,这个不确定性来自太阳光谱的谱型随太阳天顶角、柱臭氧量和其它大气条件的不同而改变。
正太阳紫外光谱辐射照度的精确测量对研究臭氧、云和气溶胶对太阳紫外辐射的效应,以及随时间的变化非常重要。其中太阳短波紫外辐射的准确测量可表征大气臭氧层的破坏程度,具有十分重要的意义。对太阳紫外辐射的监测工作己在世界范围内展开。过去十几年,世界范围内建立了大量台站,用来监测抵达地表的太阳紫外辐射光谱分布。中国计量科学研究院和国家气象局、北京光学仪器厂合作,于2000年开始进行太阳紫外光谱辐射测量方面的研究,自行研制了太阳紫外光谱辐射计,用来测量UVB(280nm~315nm)和UVA(315nm~400nm)波段太阳辐射和天空昼光在2π立体角内的到达地表的光谱辐射照度。
太阳的紫外辐射是人类接受的紫外辐射的主体,但是由于紫外线在大气传播中的衰减过程,真正照射到地球表面的紫外辐射量只占总辐射量比例的4%。因此在实际应用中,人造紫外光源就显得尤为重要。人造紫外辐射源解决了自然光源(太阳)在时间、空间上的不足。
没有辐射,LED发光机理和荧光灯不同,白光LED是通过LED蓝光芯片产生固定频率的蓝光照射特殊荧光粉发出白光,因此完全不必担心有紫外辐射。除非你买的就是紫外LED。
电脑主要是电磁辐射。 一定量的紫外线可以起到杀菌消毒的作用。但是电脑辐射一定没有什么好的作用。所以现在的电脑显示器一般都为无辐射的LED显示器和LCD显示器。目的就是减少电磁辐射。。
无紫外线辐射-中国LED网
近年来,笔者在一石英紫外线灭菌灯生产厂家,利用产品质量监控的机会,有计划地观察了引起石英紫外线灭菌灯管紫外线辐射强度变化的相关因素,值得生产厂家和广大使用者借鉴,特报告于后。
紫外线辐射强度为消毒应用术语,是指在紫外线杀菌灯管表面正中线的特定距离处,测得的单位面积上的紫外线辐射强度,单位为μW/cm2。
该紫外线辐射照度计是测量波长范围为254nm紫外线辐射强度的仪表。使用专用的盲管紫外线传感器技术,不受阳光灯光等其它射线干扰、测量精度高、性能稳定。具有自动电池欠压指示及数据保持功能。整机设计紧凑,使用非常方便。适用于医院、卫生防疫部门、化工、电子、食品加工厂、娱乐场所等用于消毒的紫外线灯辐照强度的监测。与目前常用的紫外线辐射照度计相比,该仪表具有巨大的技术优势,是目前常用紫外线辐射照度计的升级换代产品。具体表现在:
盲管技术紫外线辐射照度计不受阳光灯光等其它射线干扰、测量精度高,专测254nm紫外辐射强度。目前大家常用的辐照仪开机后都不指示为零,而且指示值每次开机都变化不定,因为它受到了可见光和其它波长杂紫外光的干扰,不能真正反映灯管的实际辐照强度,为紫外灯消毒效果留下隐患。
平衡电路紫外线辐射照度计性能稳定,数据不漂移。目前大家常用的紫外线辐射照度计数据的重现性通常都不好,特别是随着使用时间增加,同样强度的光源,每年的读数都不同,这样给经销商带来大量的麻烦,同时用户业觉得疑惑和苦恼。
是不是随着温度的走高,紫外线就愈发强大?中国气象科学研究院研究员沈元芳告诉记者,紫外线与温度高低并无直接关系。紫外线的强弱取决于太阳的高度角,太阳在空中越高,紫外线辐射水平越高。
夏天太阳的高度角最大,因此夏季的紫外线辐射明显高于其他季节。而在中午,太阳直射大地,此时,一天中紫外线辐射最强。
不难发现,紫外线跟云层有着密切的关系,太阳垂直照在地面,紫外线穿过云层的距离垂直最短,被吸收的最少,因此穿过云层的紫外线最多。尽管云层能吸收紫外线,但高达80%的紫外线辐射仍然能够渗透薄云,大气中的薄雾甚至能增加紫外线辐射的强度,所以多云的天气也不可不“防晒”。
在海拔越高的地区,大气层相对越薄,所吸收的紫外线相对越少,所以青藏高原的人们总挂着“红脸蛋”。沈元芳告诉记者,下垫面也影响着紫外线辐射的强弱,草、土壤和水反射大约10%的紫外线辐射;干海滩沙子反射约15%的紫外线辐射,海水泡沫约反射25%;新鲜的雪反射多达80%。因此,虽然冬季的太阳高度角小于夏季的,但雪对紫外线的反射会大大增加辐射量。
紫外线是位于日光高能区的不可见光,依据自身波长的不同,分为短波、中波及长波。短波对人体伤害较大,但在穿过大气层时,被臭氧层全部吸收;中波紫外线容易被皮肤吸收,又被称作紫外线的“晒伤(红)段”;长波紫外线能穿透皮肤到达真皮层,并对皮肤表面的黑色素有影响,被称做“晒黑段”。
老百姓不禁要问,什么时候会被晒伤,什么时候只会被晒黑呢?沈元芳说,人体接收到的紫外线中,中波和长波这两种波段是同时存在的,所以晒黑皮肤的同时也在晒伤皮肤。沈元芳说,很多情况下,晒伤并不能被立即感受到,因此在太阳暴晒中活动不能“心存侥幸”。
电影《非诚勿扰》中孙红雷扮演的李香山因为一个黑素瘤而坠海自杀。紫外线强烈作用于皮肤时,可发生光照性皮炎,皮肤上会出现红斑、痒、水疱、水肿等;严重的还可引起皮肤癌。此外,紫外线作用于中枢神经系统时,可出现头痛、头晕、体温升高等症状;作用于眼部时,可引起结膜炎、角膜炎,可能诱发白内障。
但“入侵者”并不是百害无一利的,适当的紫外线辐射可以产生维生素D,可预防骨骼疾病,例如佝偻病、骨软化和骨质疏松。在低海拔地区生活的人(尚未习惯于含维生素D高的饮食)和深色皮肤人种,特别依靠紫外线辐射来产生的充足维生素D。
位于平流层的臭氧层是太阳紫外线辐射的主要吸收带。近年来,由于臭氧层的破坏,到达地表的紫外线辐射增强。大气中臭氧浓度每减少1%,到达地表的太阳紫外线辐射会增加2%。
防护皮肤以避免其遭受过多紫外线辐射,不仅仅是爱美,更是对自身健康的负责。对此,气象部门综合统计预报方法和模式预报方法预测预报紫外线辐射强度。利用太阳紫外辐射观测资料及其影响因子,如太阳高度角、海拔、臭氧层、气溶胶、云等观测资料或数值预报产品,来建立统计关系,并随着大气辐射传输理论的日益发展和大气各成分的分子光谱数据库的逐渐完善,建立了大气辐射传输模式,研发了紫外线指数的预报方法。
学会使用紫外线指数,就好比撑起了一把实用的太阳伞。世界卫生组织给出建议,在室外工作、游泳、玩耍或运动之前,应大量使用防晒指数为SPF15 的防晒霜并每两个小时擦抹一次,或能够有助于保护皮肤免受紫外线辐射伤害。但使用防晒霜并不意味着“万事大吉”,它只是可以帮助人们在太阳下暴露时尽可能地保护皮肤。
在工业、医学和休闲娱乐场所广泛使用的低压放电汞灯,发射波长为189,254,297,303,313和365 nm等紫外射线,但90%以上是254 nm的紫外线。其中使用最多的是用于照明的荧光灯,它将189,254 nm紫外线转换成可见光。低压放电汞灯的另一类应用是用特殊的荧光涂层产生辐射峰值在360~370 nm的宽频紫外辐射,这种人工紫外辐射主要被应用于皮色人工变深等休闲活动。黑光灯是另一类低、中压汞弧放电的紫外灯,广泛用于粉末、液体、矿物质等的无破坏检侧,色谱识别,签名确认和防伪等。由此可见,人工紫外辐射的应用范围,而可能受到过量人工紫外辐射照射的人主要是从事相关操作的专业工作人员。
除了专业工作人员在职业活动中可能受到人工紫外辐射的过量照射外,公众也可能有意无意受到人工紫外辐射的照射。例如,在皮肤治疗、平衡治疗、光敏适应治疗、皮肤变褐等活动中,特别是皮肤变褐活动,在某些国家或地区很流行,普通大众通过这一途径受紫外照射的概率很高,其中不乏过量受照的。多年以前瑞典在对主动接受紫外照射的人群调查时,约三分之二的受访者表示他们的目的是使皮肤变褐,其中58%的人采用专用辐照设备在家里自照,9%表示皮肤变褐改善了他们的健康。
限制人工紫外辐射照射的强度和适当改变人工紫外辐射的光谱构成,可以降低过量紫外照射致皮肤癌的概率。但是,据研究估计,紫外线致皮肤癌的95%归因于太阳紫外辐射,因此,人们放紫外辐射的关键还是着重于适当防护太阳紫外辐射的照射。2100433B