紫外线指数的测量
紫外线指数的测量
林铭津
2024年7月
甚么是紫外线指数？
太阳紫外线可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。
紫外线指数量度太阳紫外线对人体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，计算紫外线指數的标准方法为量度 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）内对应的加权數值以反映人体皮肤对紫外线的反应。紫外线指數IUV可以透过以下公式来计算[1]：
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
而ker为 40平方米/瓦特 的常数
图一 红斑作用光谱曲线 [2]。
红斑作用光谱曲线是透过研究不同类型的人体皮肤对紫外线辐射的反应，然后再进行统计分析得出的综合曲线。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，可见紫外线B对皮肤的损害远大于紫外线A。
如何测量紫外线指数？
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”应用程式。
图二 在京士柏气象站的宽波段紫外线仪。
参考资料：
[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）。