進一步了解全寬頻太陽射線中的-紫外線


太陽輻射是太陽以電磁波放射的能量,也稱太陽能,是地球上絕大部 分生物能量的來源。而太陽輻射發出的電磁波涵蓋很寬的波長範圍,稱為太陽光譜。

這些不同的波長有不同的名稱,從最短波長的宇宙射線(Cosmic Rays) 起,依次為加瑪線( γ -Ray) 、愛克斯光 (X-Ray) 、紫外線(Ultraviolet-Ray,UV)、可見光線(Visible Light)、紅外線(Infrared)、微波(Microwave,也就是家電微波爐所用波段)、無線電短波、中波和長波等。太陽輻射以各波段能量大小分佈而言,狹窄的可見光線波段約佔 50, 其他則為紫外線約佔 7,紅外線約佔 43。紫外線通常按照波長又分為 3 類,UVC 波長為 100nm~280nm、UVB 波長為 280nm~315nm、
UVA 波長為 315nm~400nm。


                                                  

全寬頻太陽射線和臭氧層的關係

由於平流層中的氧分子會吸收紫外線而分解成氧原子,分解後的氧原子再與氧分子結合成臭氧。此時,臭氧再吸收紫外線而分解成氧原子與氧分子,氧原子再與氧分子結合形成臭氧。因為在整個臭氧的吸收反應過程中,臭氧並未消耗,
只是把紫外線吸收後變成熱能,這也是為什麼在平流層裡,溫度會隨高度而上升的主要原因。
在平流層中的臭氧我們稱之為臭氧層,此臭氧吸收紫外線轉成熱能的 過程,也就是保護地球表面免受紫外線過度傷害的機制。1985 年英國科學家法曼發現南極上空臭氧層呈大幅減少的現象,有關『臭氧層破洞』的研 究便隨之受到科學界的重視。
因此全球臭氧減少與近地面紫外線強度增加, 也是人類未來需要面對的問題。

                                                  

全寬頻太陽射線和天氣的關係

(一)影響紫外線強度的因素
太陽輻射的強度是指單位面積所接收到的輻

射能量。太陽輻射到達地球表面的強度隨著太陽高度角、日地距離以及日照時間而改變,而地球大氣成分則會因為對於輻射線的吸收、散射及反射作用,造成到達地表的輻射有衰減的作用。而紫外線是太陽輻射的一部份,因此也會受到上述因素的影響。
以北半球為例,紫外線強度最強時間通常發生於 6 月至 8 月;紫外線強度最弱則發生於 12 月至 2 月。依地理位置,愈靠近赤道區域,紫外線強度就會愈高;此外雲量、臭氧層厚度及空氣污染等因素亦會增減紫外線的強度。

(二)雲量與太陽射線中紫外線指數分級
依據紫外線長期監測結果顯示,夏季白晝天氣與紫外線指數大致的簡易辨別關係為,大雨至陰天紫外線指數屬於低量級,陰到密雲天氣紫外線指數屬中量級,密雲至裂雲的天氣紫外線指數屬高量級,裂雲至疏雲的天氣屬過量級,疏雲之晴朗無雲的天氣則屬危險級。
春季及秋季由於太陽入射角度較大關係,紫外線輻射強度較夏季為弱,各等級及辨別關係則需再下降 1-2 個指數;冬季則約略向前下降一個等級,大雨至密雲紫外線指數屬低量級,密雲至裂雲的天氣紫外線指數屬中量級,其餘以此類推。



                                                  

紫外線等級與防護措施

(一) 紫外線指數及分級說明

紫外線指數是指到達地面單位面積的紫外線輻射量強度的數值,紫外線指數越大,代表一定時間中累積的紫外線輻射強度越強。為使民眾免於受到戶外紫外線的傷害,氣象局所預報的「紫外線指數」為中午前後的最大輻射強度。

紫外線指數標準的計算方法為,量度至400 nm的紫外線輻射強度,並將不同波長的紫外線輻射強度乘上「紅斑作用光譜」(Erythema Action Spectrum)內對應的加權數值,以反映人類皮膚對紫外線的反應,將不同  波段相乘的結果相加起來,即得出總紫外線強度(單位是毫瓦/平方米), 再將其總紫外線強度乘0.04即得出紫外線指數(每單位紫外線指數為25毫瓦/平方米)。

例如中午前後到達地面的最大總紫外輻射量為二百毫瓦/平方米,則轉換為紫外線指數為8

依據世界衛生組織相關規範,針對紫外線指數分級如下表:其中指數小於  等於2時為低量級、指數3~5為中量級,指數6~7為高量級,指數8~10為過量級,指數大於等於11則為危險級。

紫外線易對皮膚、眼睛造成傷害,在高量級紫外線下曝曬,可在30分鐘內導致傷害,過量級以上則在更短時間內即可造成傷害。

(二)避免紫外線傷害之防護措施

1.從事戶外活動時,需留意紫外線指數(UVI)預報資訊。
2.高山、海邊、雪地更易受紫外線傷害,需更注意防護。
3.採用適當物理性防護措施,如衣服、帽子、遮陽傘及太陽眼鏡等。
4.應持續塗抹適當的防曬油。
5.避開上午10時至下午2時在烈日下活動。

參考資料reference:
https://www.cwb.gov.tw/V7/forecast/UVI/UVI.htm中央氣象局

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