紫外輻射就是波長範圍約10～400nm的光輻射。在這個波長範圍內不同波長的紫外輻射有不同的效應，在研究和套用中，常把紫外輻射劃分為：A波段（400～320nm）；B波段（320～280nm）；C波段（280～200nm）；真空紫外波段(200～10nm)。波長小於200nm的紫外輻射由於大氣的吸收，所以在空氣中不能傳播。
2017年10月27日，世界衛生組織國際癌症研究機構公布的致癌物清單初步整理參考，紫外線輻射（波長100-400 nm，包括UVA、UVB和UVC）在一類致癌物清單中。
基本介紹
- 中文名：紫外輻射
- 外文名：ultraviolet radiation
- 類型：光輻射
- 波長：10～400nm
- 波段：A,B,C,真空紫外
- 來源：太陽紫外輻射
- 輻射量：太陽輻射量的4%
基本信息,測量,影響,
基本信息
太陽的紫外輻射是人類接受的紫外輻射的主體，但是由於紫外線在大氣傳播中的衰減過程，真正照射到地球表面的紫外輻射量只占總輻射量比例的4%。因此在實際套用中，人造紫外光源就顯得尤為重要。人造紫外輻射源解決了自然光源（太陽）在時間、空間上的不足。
測量
儘管臭氧是大氣層中極其微量的組分，但它卻是大氣層中唯一可以吸收波長短於300nm太陽輻射的物質，其吸收係數隨波長的減少而增加。臭氧層吸收了來自太陽輻射中的大部分的紫外線B，因為臭氧層的破壞主要引起這一波段的太陽輻射增強，特別是290~315nm波長範圍內的UVB輻射，在這25nm的波長範圍里，由於臭氧的吸收，其輻射強度以4次冪的速率隨波長遞減。因此臭氧減少導致的紫外輻射增強也是高度波長依賴的。
紫外輻射強度一般用紫外線指數來表示，是衡量某地正午前後到達地面的太陽紫外輻射對人體皮膚（或眼睛）可能損害的程度指標,它主要依賴於緯度，季節，平流層臭氧，雲況，海拔，地面反照率和大氣污染狀態等條件，紫外線輻射強度的觀測主要使用紫外光譜輻射計、濾光片式的紫外輻射表和寬頻光譜計等。最常用的寬頻儀器是Robertson-Berger（RB）紫外輻射計，其溫度係數約0.01/K。RB輻射計的譜回響穩定性在十年以上，當然不同儀器間有些差異，所以在對RB輻射計網的標定重新核實之前，對使用RB輻射計數據得到的變化趨勢必須小心地仔細檢查。
正因為如此，現有的地表UV輻射資料來源有兩個，儀式地基臭氧探測網和衛星臭氧探測系統，由臭氧趨勢加上大氣的散射和吸收等因素後構造出輻射傳輸模式，以此來計算紫外輻射狀況，雖然模式計算的福照度可能會有誤差，不過在無雲和低氣溶膠條件下臭氧減少與UV輻射增加之間的理論關係已被大量的研究工作所確定。再一個就是RB輻射計網和單站多濾光片儀器的直接測量。
根據UV輻射的測量來確定地表UV輻射的變化尤其是長期變化的趨勢仍然是困難的，因為它要求有高精度和高穩定度的數據。最近的重要進展是通過最佳化儀器性能，相互對比和對數據進行再分析來評估數據的質量。不同光譜輻射計之間的幾次對比實驗顯示了各種儀器間存在著重要差異主要表現在太陽光譜急劇變化的短波區。因此，動態範圍、雜散光抑制和波長標定向問題是非常嚴重的。在大於310nm的波長區範圍，一致性也不會優於+5%，而在更短的波長區，一致性則更差。這在某種程度上是由於標定的不確定性造成的，這個不確定性來自太陽光譜的譜型隨太陽天頂角、柱臭氧量和其它大氣條件的不同而改變。
正太陽紫外光譜輻射照度的精確測量對研究臭氧、雲和氣溶膠對太陽紫外輻射的效應,以及隨時間的變化非常重要。其中太陽短波紫外輻射的準確測量可表征大氣臭氧層的破壞程度,具有十分重要的意義。對太陽紫外輻射的監測工作己在世界範圍內展開。過去十幾年,世界範圍內建立了大量台站,用來監測抵達地表的太陽紫外輻射光譜分布。中國計量科學研究院和國家氣象局、北京光學儀器廠合作,於2000年開始進行太陽紫外光譜輻射測量方面的研究,自行研製了太陽紫外光譜輻射計,用來測量UVB(280nm～315nm)和UVA(315nm～400nm)波段太陽輻射和天空晝光在2π立體角內的到達地表的光譜輻射照度。
影響
對水生生物的影響
水生生物系統為人類提供了大量的食物，全球人類所有消耗的動物蛋白質中，約有30%以上來自海洋，在很多國家，特別是開發中國家，這個比例還會大大增加。因此，了解太陽UVB輻射增強對水生生態產品的產量有怎樣的影響是十分重要的。另外，海洋還在全球變暖的過程中起著決定作用，海洋中浮游生物是大氣中二氧化碳的主要匯，對大氣中二氧化碳濃度變化趨勢起著決定性的作用。
Hader等研究了太陽UVB對衣藻屬的一種植物和變形藻屬的一種植物運動的效應是，發現UVB能使它們遊動現象減弱，辨向本能消弱，從而妨礙東東的浮游生物對變化中的環境條件和可能危險的情況不斷作必要的適應。
Takeuchi等研究表明，太陽UVB輻射增強會降低海洋浮游生物的生產率，給複雜的海洋生態系統和人類帶來巨大影響，這種海洋生產率的任何降低，無疑將影響全球食物的供應。Worrest也指出，UVB輻射增強將影響許多微生物的生長和節律。Dohler等研究還發現UVB輻射強烈影響固氮過程，從而影響許多重要浮生物數量減少；而某種重要的浮生物數量的減少，將會嚴重影響到水生生態系統中複雜的食物鏈及食物的總產量。據測算，大氣中臭氧含量損耗16%會導致浮游生物量減少5%，也就是等於全世界每年的漁產量將減少70萬噸。
UVB增強會導致海草豐度的下降及在深水層重新分布。UVB強度相對於PAR水平提高時，海草群落可能變得矮小和貧乏，群體分布消弱，生物物質減少，因此，UVB增強有改變海草群體結構和分布的潛力。
UVB輻射的增加會引起海洋浮游生物、蝦、蟹幼體及貝類大量死亡，甚至造成某種生物的滅絕。UVB輻射對魚、蝦、蟹類，兩棲類及其它動物的早期發育階段有損害作用，最嚴重的是降低它們的繁殖能力和損害幼體的成長發育。在高緯地區的晚春季節，UVB輻射的增強可能會影響到一些物種，因為UVB輻射的增強恰好發生在它們生長發育的關鍵階段，即使UVB輻射少量的增加或短期的波動也會嚴重地影響較敏感的物種。
對植物礦質營養的影響
Murali等報導，UVB影響大豆吸收磷的速率與使用磷的數量有關，磷較多時，UVB不影響磷吸收，反之，則有影響。Ambler等發現，未經UVB補充照射的棉花中，Zn從子葉運轉到幼葉的速度是經UVB照射處理的2倍，這顯示UV可抑制Zn在植物體內的運轉，機理尚不明了。Dai發現，用UVB處理的水稻，葉子的電導率減小，這種抑制作用將影響水稻根系的吸收能力、植株的營養和水稻的生物產量。
Doughty和Mope發現輪藻用紫外線照射後，其細胞膜發生極化；膜阻力也隨之下降。由於膜結構的損傷，細胞內Cl-、K+、 和Na+、因而大量外滲，而離子的主動吸收卻不斷下降。wright等用培養的菸草細胞吸收86、Rb+、和14C-、甘露醇後再進行UVB照射，結果在外滲中有大量的86、Rb+、，但無14、C-、甘露醇，因而認為UVB可能破壞了質膜上的某些特定的離子通道，但對細胞的整個結構影響不大。這種看法已為爾後的實驗所證實。zill和tolbert發現小麥經UVB處理後，根部細胞K-ATP酶活力受到抑制。總的來說，UVB對礦離子的吸收和運轉研究尚少。
對皮膚癌變的影響
採用2002年9月至2005 年10月逐日廣西南寧太陽總輻射、雲量、太陽天頂角、臭氧、水汽壓、空氣污染物和紫外線輻射資料,建立了基於氣象要素推算紫外線曝輻量的模型;採用該模型重建 1961-2007逐日紫外線曝輻量資料,從年、春、夏、秋、冬不同尺度分析重建序列的特徵;採用1991-2003年皮膚癌發病人數資料,分析紫外線曝 輻量與各類皮膚癌發病人數相關性;對未來紫外線變化進行展望。主要結論有:1961-2007年,南寧紫外線曝輻量年平均日值為95.83 W.h/m2;絕對變率以夏季最大,相對變率以冬季最大,秋季絕對變率和相對變率均最小;年平均和春、夏、秋季紫外線曝輻量有微弱的下降趨勢,冬季下降趨 勢明顯;突變主要發生在1970 s中後期至1980 s初期和1990 s初期;年和各季最顯著的周期是準7年,夏季還有明顯的11年周期;1991-2003年鱗狀細胞癌發病人數與紫外線曝輻量相關顯著;基底細胞癌、鱗狀細 胞癌、惡性黑色瘤3種皮膚癌均好發於高紫外線輻射時間;展望2050年以前紫外線變化情況,認為:偏高年份可能在2017、2031、2045年附近,偏 低年份可能在2010、2024、2038年附近。
