紫外线指数的测量原理与方法

紫外线指数的测量原理与方法

紫外线指数是衡量太阳紫外线对人体皮肤可能造成伤害程度的重要指标。本文将详细介绍紫外线指数的测量原理和方法，帮助读者更好地理解这一科学概念。

什么是紫外线指数？

太阳紫外线可以根据其波长分为紫外线A（315-400 nm）、紫外线B（280-315 nm）和紫外线C（100-280 nm）。由于所有紫外线C会被大气层吸收，因此到达地面的只有紫外线A和紫外线B。

紫外线指数用于量度太阳紫外线对人皮肤可能造成的伤害。紫外线指数越高，对皮肤造成伤害的机会越高。根据世界气象组织及世界卫生组织建议，计算紫外线指数的标准方法为量度250至400纳米不同波长的太阳紫外线强度，并将不同波长的紫外线强度乘以“红斑作用光谱曲线”（图一）内对应的加权数值，以反映人皮肤对紫外线的反应。紫外线指数IUV可以通过以下公式来计算：

其中：

• λ为波长，单位为纳米
• Eλ为特定波长λ的紫外线强度，单位为瓦特/(平方米·纳米)
• Ser(λ)为红斑作用光谱中特定波长λ的加权因子
• ker为40平方米/瓦特的常数

图一显示的红斑加权因子代表紫外线对人类皮肤的伤害程度，可以看出紫外线B对皮肤的损害远大于紫外线A。

如何测量紫外线指数？

香港天文台在京士柏气象站装置了宽波段紫外线仪来量度紫外线强度（图二）。量度的紫外线包括直接穿透大气的直射紫外线及被大气中气体和粒子散射的紫外线。该仪器的光谱反应与红斑作用光谱相似，可得出总红斑加权紫外线的辐照度。将这红斑加权紫外线辐照度乘以40便能计算出紫外线指数。为了确保数据的可用性，天文台在京士柏气象站安装多一个紫外线仪作备用。紫外线指数会透过多个渠道实时发放，其中包括天文台网站和“我的天文台”应用程序。

图二：京士柏气象站的宽波段紫外线仪

参考文献：

[1] World Health Organization, 2002: Global Solar UV Index – A Practical Guide （只提供英文版本）。

[2] International Commission on Illumination (CIE), 1998: Erythema reference action spectrum and standard erythema dose, CIE S007/E1998（只提供英文版本）。

本文原文来自香港天文台官网