太阳是地球上生命的源泉，但它也可能造成伤害。特别是太阳辐射（UV）的紫外线光谱会对皮肤类型较亮的人造成严重伤害。本文概述了太阳光富含能量的一端以及测量它的技术方法。

太阳光是电磁辐射，光子跨越很宽的波长范围。人类只能看到太阳光谱的一小部分，平均而言，它的范围为400至780纳米（10^-9米）。波长较短（能量）的紫外线（UV）部分达到100至400nm。

紫外线有几个有益的作用，因为它刺激维生素D的产生，但如果紫外线辐射超过“安全”限制，它也可能是非常有害的。紫外线暴露的指标，紫外线指数，警告紫外线辐射及其可能的有害影响。但是，让我们从完整的概述开始。

太阳和大气辐射的波长

气象学上重要的光谱范围从300 nm扩展到3000 nm（短波辐射）。大约96%的整个地外辐射位于这个光谱范围内。太阳光谱的最大辐射强度出现在500nm处，朝向可见光范围的蓝色端。

太阳和大气辐射的波长

完整的光谱包括紫外 （UV）、可见光 （Vis） 和红外 （IR） 波长。但是，这些波长范围需要根据各个应用领域进行细分。最著名的是可见光的棱柱形颜色，彩虹的颜色。红外分为近红外（NIR）和远红外（FIR）。

紫外线光谱一瞥

紫外线通常细分为UV-A，UV-B和UV-C辐射。落在地球上的太阳辐射总量中约有6%是紫外线。较短的波长（较高的频率）具有更高的能量，从而增加了对生物和化学系统的影响。

Kipp & Zonen提供各种用于紫外线测量的辐射计，为光谱的特定部分量身定制。对于皮肤健康应用，有一个称为全球太阳紫外线指数（UVI）的标准。它是世界卫生组织（世卫组织）与世界气象组织（WMO）、联合国环境规划署（UNEP）和国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）合作在国际努力下开发的。

全球太阳紫外线指数的辐射暴露类别

地球表面的“有害”紫外线辐射水平由具有光谱响应的仪器测量，该仪器代表受UVB和UVA光谱特定部分影响的“标准”人体皮肤。这种红斑辐照度，UVE通常由约17%的UVA和83%的UVB组成，用于太阳中午前后晴朗的天空。UVE由Kipp&Zonen SUV-E辐射计以W/m2为单位测量，然后乘以40 m²/W以将值转换为UV指数。

由于皮肤类型对紫外线剂量的敏感性差异很大，因此根据皮肤的晒黑能力建立了不同的组。

皮肤类型分类

如何计算紫外线指数

紫外线指数是提高公众意识和提醒人们在暴露于有害紫外线辐射时需要采取保护措施的重要手段。

根据UV-E辐射测量，UV指数计算如下：

根据 ISO 17166：1999/CIE S007/E-1998 获取 UV-E 辐射计的输出。根据仪器的灵敏度将输出电压转换为 W/m²，例如 0.4 伏，对应于 0.0675 W/m² 的红斑辐射值。将其乘以系数 40 m²/W 得到 UVI 值，在本例中为 2.7。

由于晒伤是过度紫外线辐射暴露的结果，紫外线辐射计应模仿人体皮肤。因此，定义了与人体皮肤对紫外线辐射的敏感性相对应的特殊红斑作用光谱。Kipp&Zonen SUV-E辐射计配备了与红斑作用光谱相匹配的特殊滤光片。