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Ultraviolette (UV) Strahlung und das elektromagnetische Spektrum
Ultraviolette Strahlung gehört zur elektromagnetische Strahlung und besitzt eine Wellenlänge zwischen 180 und 400 Nanometer. Sie schließt sich im Spektrum an das energiereiche (violette) Ende des sichtbaren Lichts an. Weitere elektromagnetische Strahlenquellen sind Radiowellen, Mikrowellen, Röntgenstrahlung, Gammastrahlung und sichtbares Licht.
Unter elektomagnetischen Wellen versteht man die sich im Raum mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitenden Schwingungen elektrischer und magnetischer Felder. Die elektomagnetischen Wellen werden nach ihren Wellenlängen bzw. Frequenz unterschieden. Ihre Energie speichert sich in Photonen. Diese Energie wird in Wellen/Sec. (Hertz) bzw. Elektro-Volt gemessen. Die meisten elektormagnetischen Wellen, ausgenommen das sichtbare Licht, sind für das menschliche Auge unsichtbar.
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Bezeichnung |
Wellenlänge in nm |
Eindringtiefe in die Haut |
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UV-A |
320-400 |
bis zu ca. 5 mm |
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UV-B |
280-320 |
50-100 µm |
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UV-C |
100-280 |
/ |
Wie Sie aus dem nachstehenden Diagramm ersehen, haben Radiowellen (am einen Ende des Spektrums) eine lange Wellenlänge, niedrige Frequenz und wenig Energie. Das andere Ende des Spektrums sind Gamma Strahlen, welche eine kurze Wellenlänge, hoche Frequenz und viel Energie besitzen. Im elektromagnetischen Spektrum kommt das ultraviolette Licht direkt nach dem sichtbaren Spektrum und direkt vor den Röntgenstrahlen.
Die natürliche Quelle für UV-Strahlung auf der Erde ist Sonne, die sich wie folgt zusammensetzt:
Energie der Strahlung im Weltraum:
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Wellenlänge [µm] |
Ultravioletter (UV)-Bereich (0-0,38) |
Sichtbarer Bereich (0,38-0,78) |
Infraroter (IR)-Bereich (0,78- ) |
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Leistung [W/m²] |
95 |
640 |
618 |
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Leistung [%] |
7 |
47,3 |
45,7 |
Die Ozonschicht ist der natürliche UV-Filter der Erde. Aber sie absorbiert nicht die gesamte schädliche Strahlung
UVA wird nicht absorbiert
UVB wird zum Teil absorbiert
UVC wird vollständig absorbiert.
Die Höhe der UVA und UVB Strahlung, welche die Erdoberfläche erreicht, variiert, da sie von verschiedenen Faktoren abhängig ist. Während etwas Strahlung gesundheitsfördern ist, können höhere Dosen der Strahlung signifikante Änderungen in der Umwelt bewirken und einen negativen Effekt auf unsere Gesundheit haben. Diese Änderungen erstrecken sich auf Pflanzenwachstum, Fischerei, und der sinkenden Widerstandsfähigkeit der Menschen, was sich in Form von Hautkrebs, Infektanfälligkeit, Katarakte der Augen und einer vorzeitigen Alterung der Haut äussert.
Hauptquellen der UVA und UVB Belastung sind folgende:
Durchlässigkeit der Ozonschicht
Die Ozonschicht absorbiert zwar die meisten UV-Strahlen, jedoch hängt die Fähigkeit die Strahlen zu absobieren von der Jahreszeit und anderen natürlichen Phänomenen ab. Der Anteil der absorbierten Strahlen nimmt ab, da die Ozonschicht immer dünner wird. Dies ist eine Folge der Freisetzung der ozonzerstörenden Substanzen, die in den Industrien vielfach verwendet werden.
Tageszeit
Um die Mittagszeit steht die Sonne am höchsten. Zu diesem Zeitpunkt haben die Sonnenstrahlen den direktesten Weg, um die Atrmosphäre, bzw. die Ozonschicht, zu druchqueren. Der UVB-Anteil ist jetzt am höchsten. Am frühen Morgen und am späten Nachmittag steht die Sonne tief am Himmel, so dass die Strahlen einen flachen Eintrittswinkel in die Atmosphäre haben. Ihre Intensität wird stark reduziert.
http://www.bag.admin.ch/strahlen/nonionisant/uv/que_sont_uv/d/atmosphere.php Sonnenlauf
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Breitengrad
Die Sonneneinstrahlung ist am Äquator am strärksten, da dort die Sonne meistens hoch am Himmel steht. Am Äquator ist sowohl der Ozonaufbau, also auch der Ozonabbau am höchsten. Das gebildete Ozon kann aber nicht gespeichert werden und wandert von dort zum Teil an die Pole. So ist die Ozonschicht über dem Äquator dünner. In Gebieten der höheren Breitengraden steht die Sonne tiefer am Himmel, so dass die Sonnenstrahlen einen kleineren Einfallwinkel in die Atmosphäre haben, also einen weiteren Weg durch die Ozonschicht zurücklegen müssen.
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/1mh.html Aufbau der Ozonschicht
Höhenlage
Da im Gebirge die Atmosphäre weniger dick ist und die UV-Strahlen weniger gefiltert werden, nimmt die Strahlungsintensität und damit auch die Sonnenbrandgefahr zu. Der UV-Index steigt pro 1000 Höhenmeter um etwa 10 %. Trotz tiefer oder mässiger Temperaturen kann der UV-Index auf 3000 m.ü.M. anfangs Juli den Faktor 12 übersteigen.
Wetterverhältnisse
Der mit Wolken bedeckte Himmel reduziert die UV-Strahlenkonzentration in unterschiedlichen Masse, je nach Dicke der Wolkendecke. Aber diese Reduktion ist niemals 100%
Reflektion
Oberflächen wie Schnee, Sand und Wasser, ja sogar Gras können einen Teil der UV-Strahlung, die sie trifft, reflektieren,
(Schnee/Eis 40-90%, Wasser 10-30%, Sand 5-25%). Diese Reflektion kann eine hohe UV- Intensität, sogar im Schatten, zur Folge haben.
Bewusstein für UV-Strahlung
Dank den grossen Gesundheits- und Umweltkonzernen, welche sich mit UV-Strahlung beschäftigen, hat die Weltgesundheitsorganisation ein globales UV-Forschungsprojekt ins Leben gerufen, welches INTERSUN (Infos unterwww.who.org/peh-uv) genannt wird. Eine Folge daraus ist, das viele Länder einen UV-Index eingeführt haben, um täglich die UV-Strahlenbelastung bekannt zu geben. LINK UV-Index auf der eigenen Seite
http://www.uv-index.ch/de/home.php UV-Index für die Schweiz
http://www.bfs.de/uv/uv2/uvi/prognose.html UV-Index für Deutschland |  |
