UVEry和UVyitD的全球气候

利用TUV1辐射传输模型计算的全球紫外线气候(Lee-Taylor和Madronich, 2007)直接比较了维生素D加权的紫外线和erythemally加权UV。在这两种情况下,加权函数在UVEry的情况下可扩展到400纳米(McKinlay和Diffey, 1987),在UVVitD的情况下可扩展到330纳米(Bouillon等人,2006)。如果是维生素D的删减版光谱,峰值将降低约5%,剂量越小,降低的百分比越大(见图2.5的讨论)。这些气候学是基于20多年来(1979 - 2000年)NASA TOMS仪器的卫星数据。由于臭氧在全球大部分地区的时间变化相对较小,这些气候学仍然适用于目前的臭氧场,以及预计未来的臭氧场。在南极地区,春季臭氧量较低,但夏季和冬季条件受春季臭氧空洞的影响较小。此外,由于臭氧预计将在未来恢复,在使用卫星数据期间的平均紫外线强度很可能与未来几年的平均值相似。

图2.8显示了这些紫外线气候学在至月的纬向平均值。紫外线剂量在太阳下纬度最大,随着纬度偏离太阳下点而迅速下降。夏至时,晴空万里南半球夏季比北半球大得多。南半球的冬季气温较高

美国国家大气研究中心建立的对流层紫外线辐射传输模型。

与北半球的情况更相似。UVVitD剂量比UVEry剂量表现出更强的纬度梯度。当云的影响包括在内,这些因素往往比北半球更能减少南半球的UvvitD和UvEry剂量,特别是在向极地方向约60°S的纬度地区。

图2.9的上面板显示了云效应,表示为晴朗天空值与多云天空值的比率。对于无云的天空,这个比例是统一的,并随着云的增加而降低。这些云传输趋向于向高纬度地区减少。在南半球夏季,60°S和70°S纬度之间的云传输迅速减少,这表明该地区的云层覆盖在夏季相当持久,如前所述(Herman et al., 2001)。图2.9的下半部分显示了这些日剂量的UVVitD/UVEry比值。在紫外线峰值的纬度附近,维生素d加权紫外线的日剂量大约是红斑加权紫外线的两倍。这表明日剂量主要来自正午附近的贡献,此时SZA最小。在维生素d加权紫外线的情况下,下降速度更快,在紫外线较低的纬度(例如,接近两极),比率下降到单位以下。

春分月的比较见图2.10。请注意,在这些时间出现在赤道附近的峰值小于南半球夏季在20°S附近的峰值。南极春天的影响

全球紫外线辐射

图2.8两个至月计算的UVEry和UVVitD日剂量的纬向分布。实心曲线代表晴朗的天空,而破碎曲线则包含云的效果。在本图和图2.9 - 2.11中,北纬度是正海拔和南海拔为负海拔

图2.8两个至月计算的UVEry和UVVitD日剂量的纬向分布。实心曲线代表晴朗的天空,而破碎曲线则包含云的效果。在该图和图2.9 - 2.11中,北纬为正,南纬为负

全球紫外线辐射
图2.9上面板:云透射比的纬向分布。下面板:根据两个至月的日剂量计算出的UVVitD/UVEry比值
全球分布射线
图2.10两个春分月UVEry和UVVitD日剂量的纬向分布。实心曲线代表晴朗的天空,断线曲线代表云层效果

臭氧空洞在南纬60度左右的极地方向上可以探测到。请注意,与新西兰和澳大利亚公众对这一时期高水平紫外线辐射的担忧相反,即使在南纬45°的地方,剂量实际上也比北纬45°的剂量小。这是因为,尽管南极洲上空存在臭氧空洞,但南北半球中纬度地区的臭氧量在春季要比秋季大得多。然而,在南美洲南端的高纬度地区(50°S - 55°S),臭氧空洞确实会导致春季和初夏期间人口密集地区的紫外线显著增加(Bernhard et al., 2008)。

年剂量对比见图2.11。在这种情况下,极大值出现在热带地区,在南半球往往略大,但南极地区除外,那里的极大值低于相应的北极纬度。这表明,在年平均意义上,该地区云层覆盖增加的影响超过了臭氧空洞造成的任何影响。

在下一节中,我们将使用兰黛的光谱测量来建立UVVitD和UVEry之间的关系。这些都是通过辐射转移模型的计算进行测试,然后应用于计算暴露在阳光下的最佳时间,以保持足够的维生素D水平而不引起晒伤。

全球紫外线辐射

纬度

图2.11各月UVEry和UVVitD平均日剂量的纬向分布。实心曲线代表晴朗的天空,断线曲线代表云层效果

纬度

图2.11各月UVEry和UVVitD平均日剂量的纬向分布。实心曲线代表晴朗的天空,断线曲线代表云层效果

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