经过系统分析和总结,科学家们发现紫外线的辐射强度随着地理位置的变化有很大差异,这主要是由于不同地区、不同时间的影响紫外线辐射强度的客观因素差别太大。概括来讲主要有以下几种:
云层:云层中的小水滴可以将紫外线反射回太空,所以厚厚的云层可以保护地球上的人类和其他生物免受紫外线的伤害。一般是云层越大、越厚,到达地面的紫外线就越少,不过有时薄薄的云层会欺骗我们误以外紫外线强度比较低而去进行日光浴,从而导致意想不到的严重晒伤。
臭氧:臭氧是一种由三个氧原子构成的单分子(O3)气体,存在于大气同温层中,可以大量地吸收入射紫外线。一旦臭氧受到破坏,到达地面的紫外线数量就会大幅度增长,尤其是短波紫外线UVB。科学家们利用来自卫星的探测数据可以精确计算到达地面的UVB的强度,在中纬度地区的夏季每损耗1%的臭氧会导致增加1%(波长在310nm左右)到3%(波长在305nm左右)的有害UVB辐射。臭氧的损耗情况和所处的纬度有关,南北极最严重,随着纬度的降低而有所缓和,南北纬30度之间的地区近似可以忽略。
阳光的人射角:入射角越大,同一束阳光照射的区域也就越大,一点接受的阳光强度相对直射时就小得多,而且斜射时阳光在到达地面前所经过的路程也越长,从而有更多的紫外线被臭氧吸收。因此忽略臭氧层的区别,高纬度地区的紫外线辐射量远远小于低纬度地区。
悬浮物:大气对流层中存在着大量的悬浮物,这些尘埃、烟雾不但可以像云层那样将紫外线辐射回太空,还可吸收部分UVB辐射,从而使得到达地面的紫外线数量减少。不过有些情况下这些悬浮物也会起到“助纣为虐”的作用,使得到达地面的紫外线数量增加。例如在南极洲上空,过低的气温使得在同温层出现很多酸性冰粒(其核心来自火山岩),能够发生复杂的化学反应,严重破坏臭氧,增加紫外线对地面的辐射强度。
水体:水体和其中的杂质可以吸收大量的入射紫外线,保护水中的植物、动物和微生物免受伤害。紫外线能够进入水中的深度和水中所含杂质的数量和种类、浮游植物的数量等密切相关。一般只有10%的紫外线能够存在于水面,而其他的都被水吸收或反射掉了。
海拔:一些在高空中生活的生物受到紫外线伤害的几率要远远高于那些在地面上生活的生物,这是因为在高海拔处紫外线只通过了薄薄的一层大气,被反射、吸收的量很小的缘故。例如处于美国克罗拉多Rocky山脉顶部湖泊中的生物会受到比地面生物多得多的紫外线辐射。
地面的反射:积雪的反射率非常高,它可以将入射紫外线的94%反射出去,然后被大气中的杂质或空气分子反射到人体上,造成严重的伤害尤其是对眼睛。而普通地面只能反射2-4%的入射紫外线,水面能反射5-8%。
紫外线的影响因素
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