紫外線是甚麼？
太陽放出不同能量或波長的輻射，有些是人眼可見，如彩虹的各種顏色。紫外線是人眼看不到的輻射，其波長剛在可見光的紫色部份以外。
紫外線可根據其能量或波長分為紫外線A、B、C三類。由於所有紫外線C和大部分紫外線B會被大氣層所吸收，因此到達地面的紫外線大多是紫外線A和小部分紫外線B。
| 紫外線A | 紫外線B | 紫外線C | |
|---|---|---|---|
| 波長(納米) | 315-400 | 280-315 | 100-280 |
| 被臭氧層吸收的程度 | 無，即紫外線A能穿透臭氧層 | 大部分被臭氧層吸收 | 差不多全部被臭氧層吸收 |
| 到達地面的數量 | 超過百分之九十八的紫外線是紫外線A | 不足百分之二的紫外線是紫外線B | 幾乎零 |
影響地面紫外線強度的因素有很多，包括太陽角度，大氣中的臭氧量，雲、雨、霧、煙霞，地面反射和海拔高度
| 因素 | 對地面紫外線強度的影響 | |
|---|---|---|
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太陽的位置隨每年的不同日子、每日的不同時間及緯度的高低而變化 | 太陽的位置越高，紫外線的強度越高。 |
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大氣中的臭氧量 | 臭氧吸收紫外線，大氣中的臭氧越多，越少紫外線能到達地面。 |
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雲、雨、霧和煙霞 | 雲、雨、霧和煙霞會吸收和散射紫外線。 |
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地面反射 | 自然界中大多表面如草地、泥地和水面反射不足百分之十的紫外線，但雪地會強烈反射多達百分之八十的紫外線，而沙地也會反射百分之十至二十五的紫外線。 |
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離海平面的高度 | 海拔越高，紫外線強度越高。這是因為隨著海拔高度增加，大氣會變得較薄，對紫外線的吸收亦會減少。 |
紫外線探測
香港天文台在京士柏氣象站裝置了寬波段紫外線儀來量度紫外線強度。所量度的紫外線包括直接通過大氣層的紫外線及經大氣層中的氣體和微粒散射的紫外線。紫外線儀對不同波長的紫外線的反應與人體皮膚相似。
由於紫外線A的波長比紫外線B的為長，故紫外線A受到空氣分子散射的程度較少。所以在相同時段內，紫外線A隨著時間的變化比紫外線B的為少。這現象在日出後及日落前的數小時，太陽仰角低時較明顯。同樣道理，與紫外線B相比，紫外線A在夏季和冬季的差異較少。
紫外線儀的原理
市面上的紫外線儀主要分兩種：寬帶輻射儀和分光光度計。寬帶輻射儀能接收太陽輻射，置於儀器內的濾鏡把光譜中的紫外線A和紫外線B波段過濾出來，用螢光粉轉化成可見光，然後利用光電二極管量度其強度，是現時坊間最常用的紫外線儀。分光光度計能仔細掃描紫外線頻譜中每一波長，故能綜合得出紫外線中每一波段強度及其總和，但儀器的校准是一大難題，故影響了其普及性。
紫外線指數
紫外線儀能量度紫外線強度，再乘以儀器的轉換系數便能得出紫外線指數。紫外線指數是量度太陽紫外線影響人類皮膚的程度。紫外線指數越高，令皮膚及眼睛受傷的機會越高，造成傷害所需的時間也越短。
| 世界衞生組織把紫外線指數分為列表中的曝曬級數 | |
|---|---|
| 紫外線指數 | 曝曬級數 |
| 0-2 | 低 |
| 3-5 | 中 |
| 6-7 | 高 |
| 8-10 | 甚高 |
| >=11 | 極高 |
在香港的夏季，紫外線指數通常在陽光充沛的日子可上升至超過10。但在多雲和有雨的時候，紫外線指數便會下降。香港天文台自1999年開始測量及發佈紫外線指數，並於2006年開始預測翌日的最高紫外線指數。當量度或預測的紫外線指數是11或以上時，天文台會提醒市民避免長時間在戶外曝曬。
紫外線對健康的影響
適量的陽光有助身體製造維生素D，令骨骼更強壯，減少骨折的機會。但過量的話，太陽的紫外線會曬傷皮膚及導致皮膚老化，催生皺紋，同時亦會增加患上皮膚癌，角膜炎和白內障的機會。紫外線在大氣低層亦會與空氣中的揮發性有機物進行光化作用並產生臭氧，高濃度的臭氧會剌激呼吸系統。
紅斑作用光譜曲線顯示紫外線A和紫外線B對人類皮膚的影響是不一樣的：
簡單來說，雖然紫外線A佔總到達地面的紫外線約98%，強度亦較強，但由於其紅斑加權系數沒有紫外線B的高，故此，紫外線A和紫外線B對皮膚的影響不同，但同樣很大。
有研究顯示紫外線A會導致皮膚老化、催生皺紋和使皮膚曬黑，亦有可能導致皮膚癌。而吸收過量紫外線B會曬傷皮膚，亦是引致皮膚癌的主要原因之一。世界衞生組織指出，有兩成白內障病例可能與過度曝曬於紫外線下有關。
防禦紫外線A的措施包括穿上適當的衣物、使用太陽眼鏡、利用傘子及塗上防曬液等。目前，防曬系數SPF (Sun Protection Factor)為量度防曬液對於紫外線B防護能力的國際標準。但有關量度防曬液對於防禦紫外線A的能力，現時國際上仍未有統一指標。在亞洲區比較普遍是以PA(Protection Grade of UVA) 值來表示。此指標分為三級： PA+、PA++ 和 PA+++，加號愈多代表防曬液的防曬效能愈高。購買防曬液時應注意SPF及PA值，選擇一些可同時阻隔紫外線A及紫外線B的產品。
| 紫外線指數 | 曝曬級數 | 相對應的紫外線A強度*(瓦特/平方米) | 建議防曬措施 |
|---|---|---|---|
| 0-2 | 低 | 0-20 |
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| 3-5 | 中 | 21-35 |
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| 6-7 | 高 | 36-45 | |
| 8-10 | 甚高 | 46-55 |
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| >=11 | 極高 | >=56 |
參考
- 紫外線資訊 (香港天文台、香港衞生署、中國氣象局、澳洲氣象局、美國氣候預測中心、台灣環境保護署、香港防癌會、香港癌症基金會、澳門地球物理暨氣象局、加拿大氣象局、新西蘭國家水文大氣研究所、世界衞生組織 (WHO)、世界氣象組織 (WMO) )
- 「紫外線不可不防」 小冊子，衞生署及香港天文台出版， 2007
- "Individual protection against UV: Is it true that clothing always provides good UV protection?", World Health Organization website, 2009. (只提供英文版本)
- "Global Solar UV Index: A Practical Guide" , World Health Organization, 2002 (只提供英文版本)
- "Protecting children from ultraviolet radiation" Fact Sheet No. 261, World Health Organization, 2001 (只提供英文版本)
- "Solar Ultraviolet Index in Hong Kong 1999-2003, Hong Kong Observatory Technical Notes (Local), No.80, 2004, pages 3-4 (只提供英文版本).