夏日防曬,你準備好了嗎?

防曬

炎熱夏季需注意防曬並及時補充水分。圖片來源：中國氣象圖片網

　　夏日已至，作為主角之一的高溫盛裝登場，從南到北影響全國多地。說到高溫，就不得不提到防曬，二者似乎相生相伴。當下，防曬已不僅僅是簡單的美與白的問題，而是關係到人們身體健康的重要因素。

　　那麼，防曬到底要防什麼？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」臭氧層有什麼特點？紫外線指數又是什麼？本期科普看臺一一解讀。

　　本文專家顧問：

　　魏科 中國科學院大氣物理研究所季風系統研究中心副主任

　　田華 中國氣象局公共氣象服務中心氣象服務首席

　　防曬，到底防的是啥？

　　太陽輻射是地球最重要的能量來源，地球大氣系統的輻射收支對大氣和海洋的熱力及環流狀況起著決定性作用，塑造了地球氣候的主要特徵，到達地面的太陽輻射量是影響氣候和環境最重要的物理量之一。地球大氣上層某一點的太陽輻射中長期變化非常小，而到達地面的太陽輻射量的變化則較大，造成這種差別的原因是大氣對太陽輻射的吸收和散射不同，其與大氣成分、雲量、大氣中水汽含量以及大氣懸浮物含量等的變化密切相關。

　　紫外輻射是太陽輻射中的一個特殊波段，其能量在太陽輻射能中只佔很小的比例，但因其獨特的作用引起人們的注意。人們常說的防曬，其實就是防的太陽輻射中的紫外輻射。紫外輻射不但對農作物有重要影響，而且對於人類生存也會構成威脅，其可導致皮膚癌、白內障等疾病的發生，破壞人類免疫系統，可直接或間接危害人類身體健康。

　　「太陽光包含了極為寬廣的連續光譜，是多種不同波長的電磁光的混合，其中99.9%的能量集中在可見光、紅外線和紫外線的波段區域。可見光是人們肉眼可以看見的部分，它不是防曬的重點。紫外線和紅外線是肉眼不可見的部分，紫外線對生命存在嚴重威脅。紫外線波長範圍從100納米到400納米，可以根據其波長範圍分為三個波段：長波紫外線A（UVA）、中波紫外線B（UVB）和短波紫外線C（UVC），波長越短，對生命的威脅和傷害越大。」魏科說。

　　在UVC的長期照射下，基本上沒有任何生命可以存活，常用的紫外線殺菌燈發出的就是UVC，因此在用紫外線殺菌燈時，人們一定要遠離，過量輻射容易引起皮膚灼傷，嚴重的會導致視力下降、發燒、掉發，甚至死亡。

　　UVB也被稱作紅斑效應紫外線，長時間照射於皮膚表層會引起皮膚發紅、曬傷、掉皮，誘發炎症，造成皮膚細胞損傷，其是引起黑色素瘤和白內障的主要因子。

　　UVA穿透表皮的能力比UVB強，其可以到達皮膚真皮層，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也被稱作黑斑效應紫外線。以前，人們普遍認為UVA照射不會引起長期效應，最近，科學家認識到UVA可能會在皮膚基底層引起角質細胞損傷，對皮膚癌的發展也有促進作用，有助於擴大UVB的影響，也是觸發皮膚癌的因子。

　　紫外輻射的影響具有累積效應，即皮膚的損傷和老化並不會隨著症狀的消失而恢復，會在皮膚基底層產生影響。「小朋友皮膚細嫩，皮膚損傷和老化有時候並不明顯，然而隨著年齡增大，成年後的皮膚會呈現出來。如果發現自己的皮膚老化比較快，容易出現各種皮膚問題，那麼很有可能是小時候曬得比較厲害。」魏科說。

　　影響紫外輻射的因子有哪些？

　　太陽總輻射——

　　早晚太陽高度較低時，波長較短的紫外輻射因其透射能力較弱而受到較大的削弱。但到了中午時分，紫外輻射強度和總輻射強度都有所增大。當受到雲量等外界條件影響時，紫外輻射在總輻射中所佔比例可隨外界條件的影響而發生較大變化。其中，紫外輻射比例在雲量較小時變化不明顯，但云量大於七成以上時，其比例則有明顯的隨雲量增加而增大的趨勢，當雲量大於八成以上時，總輻射會受到強烈削弱，但此時由於雲量的增加使本地區的總輻射大為減弱，而紫外線波段減弱則相對較小，所以，紫外輻射在總輻射中所佔比例反而上升。

　　太陽高度角——

　　由於太陽高度角的變化，紫外輻射也有日變化和年變化之分。在北半球中緯度地區，一年中太陽高度角夏季大於冬季；一日中，太陽高度角正午大於早晚，紫外輻射在夜間為零，天亮後隨著太陽高度角的變化逐漸增加，正午達到最大，午後又逐漸減小，晴天的時候，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，對紫外輻射的散射和吸收相對較少，因此紫外輻射到達地面的輻射量變大，其佔總輻射的比例也表現出隨高度增加而加速增長的趨勢。研究顯示，在1800米海拔高度差內，輻射量變化不明顯，在海拔高度更高時，輻射量影響作用明顯，並且越來越大。青藏高原始終是中國紫外輻射的高值區就是一個很好的例證。

　　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紫外輻射的變化趨勢，魏科說：「我國紫外輻射基本是從東向西增加，西半部地區由北向南增加，東半部地區則以長江流域南部為最小，向南向北增加，華南地區為最大，華北地區次之，到東北地區又隨著緯度增加而減小。」

　　臭氧層，防曬的好「幫手」

　　紫外輻射這個「敵人」過於強大，只靠人類的努力可能難以招架。幸虧人類還有一個十分可靠的「隊友」——地球大氣。

　　「在我們頭頂有一個時刻存在的巨大保護傘——臭氧層。」魏科說，它的存在，使得最致命的短波紫外線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造了必備的安全條件。

　　臭氧層的存在歷史並不長，只有6億年，它的形成是5.4億年前發生寒武紀生命大爆炸的基礎。在此之前，地球表面環境條件十分惡劣，僅有少數種類的生物生活在深海中。

　　魏科介紹，臭氧層分布於10公裡到50公裡的大氣層內，其總量有很規則的季節變化。地面站和衛星觀測給出的南北半球臭氧總量隨季節的變化趨勢表明，南半球臭氧總量變化的幅度比北半球要小。臭氧總量的最大值出現在兩個半球的春季，最小值出現在秋季。衛星觀測的不同緯度地區臭氧垂直分布的變化規律顯示，臭氧最大濃度位於20公裡左右，低緯地區出現在25公裡以上，向兩極臭氧最大濃度的高度下降，在極區下降到10公裡左右，這同臭氧探空儀的觀測結果基本一致。

　　20世紀50年代末到70年代，科學家發現臭氧濃度有下降趨勢。1985年，英國南極考察隊在南緯60°地區觀測發現臭氧層出現空洞。臭氧濃度減少，使得太陽對地球表面的紫外輻射量增加，對生態環境造成破壞，影響人類和其他生物有機體的正常生存，引起了世界各國的極大關注。

　　「其實，臭氧對氣候也有影響，臭氧層的存在直接影響平流層的溫度結構，因而臭氧層對維持全球長期氣候穩定和現有的生存環境，都有十分重要的意義。」魏科補充說。

　　研究發現，工業革命以來，人類活動排放的氟利昂等物質造成了臭氧損耗和臭氧空洞。但在情況惡化前，全球各國共同籤署了《蒙特婁議定書》及其相關協議，經過30多年的共同努力，目前臭氧層已經處於「觸底反彈」的恢復階段。

　　紫外線指數，你了解多少？

　　1994年7月，世界氣象組織制定了國際統一的紫外線指數表示形式。2002年世界衛生組織、世界氣象組織、聯合國環境規劃署和國際非電離輻射防護委員會聯合制定了《全球太陽紫外線指數：實踐指南》，對紫外線指數、紫外線的影響因素、紫外線對人體的影響以及紫外線防禦措施等進行詳細介紹，許多國家採用該實踐指南開展紫外線指數預報工作。

　　為了全面對接《全球太陽紫外線指數：實踐指南》，促進我國紫外線預報科學開展，中國氣象局組織制定了中華人民共和國國家標準《紫外線指數預報方法》，規定了基於雲量、天氣現象、地表反照率訂正地面紫外線輻照度的紫外線指數預報方法。

　　田華介紹，《紫外線指數預報方法》於2018年9月17日發布，並於今年4月1日實施，為開展紫外線預報服務工作提供了科學依據。該標準明確了紫外線指數定義，即地表太陽紫外線輻射的紅斑有效輻照度水準的量化指標。其可以用來衡量某地日照最強時刻的紫外輻射對人體皮膚、眼睛等組織和器官的可能損傷程度。紫外線指數越大，對人體的損傷程度越重。

　　「根據我們的預報經驗，紫外輻射具有明顯的季節變化，春季至夏季紫外輻射強度逐漸增大，8月達到最大，秋季和冬季依次減小，12月達到最小。可以看出，紫外輻射強度在夏季最強，冬季最弱。在晴空條件下，我國青藏高原地區、華南南部地區、西北地區紫外線強烈，上述地區中的新疆、內蒙古、青海、西藏、雲南、海南等省（自治區）的人們更需要做好防曬措施。」田華說。（記者宛霞 通訊員周春江）