Letnie zagrożenia #3 – Dlaczego promieniowanie UV nam szkodzi?

W poprzednim artykule z cyklu „Letnie zagrożenia” pisaliśmy o udziale promieniowania ultrafioletowego w procesie powstawania ozonu, czyli gazu, którego wysoka koncentracja w przyziemnej warstwie atmosfery (troposferze), wpływa szkodliwie nie tylko na ludzi, ale także na rośliny czy zwierzęta. Wspominaliśmy również, że największe promieniowanie UV występuje w godzinach popołudniowych. Ale czym właściwie jest promieniowanie UV i dlaczego nam szkodzi?

Co to jest promieniowanie UV i od czego zależy?

Naturalne promieniowanie ultrafioletowe (nadfioletowe), określane również jako promieniowanie UV, jest niewidzialną i niewielką częścią całkowitego promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi.

Trzy główne rodzaje promieniowania UV to promieniowanie:

UV-C (krótka fala 100-280 nm) – jest całkowicie zatrzymywane przez warstwę ozonową i nie dociera do powierzchni ziemi.

UV-B (średnia fala 280-315 nm) – jest w większości pochłaniane w stratosferze przez cząsteczki ozonu i tylko niewielki jego procent (ok. 5%) dociera do powierzchni Ziemi.

UV-A (długa fala 315-400 nm) – jest minimalnie pochłaniane przez ozon w stratosferze i w większości dociera do powierzchni Ziemi (stanowi ok. 95% całkowitego promieniowania UV).

Obecność ozonu w atmosferze to nie jedyny czynnik warunkujący ilość promieniowania UV docierającego do powierzchni Ziemi. Promieniowanie ultrafioletowe jest tym intensywniejsze, im krótszą drogę ma do pokonania i im mniej absorbentów (np. aerozoli) spotyka na swojej drodze. Tak więc, na ilość docierającego do nas promieniowania UV wpływa szerokość geograficzna i pora dnia. Inaczej mówiąc:

• Im bliżej równika, tym Słońce jest wyżej na niebie, więc promienie słoneczne mają krótszą drogę, by dotrzeć do powierzchni Ziemi.

• Im bliżej południa (czyli momentu górowania Słońca w ciągu dnia), tym Słońce jest wyżej na niebie, więc promienie słoneczne mają krótszą drogę, by dotrzeć do powierzchni Ziemi.

Poziom UV wzrasta również w górach.

• Po pierwsze, im wyżej tym mniej powietrza nad nami, więc mniej promieniowania UV może być pochłonięte.

• Po drugie, im wyżej, tym powietrze jest rzadsze (ma mniejszą gęstość), tak więc znajduje się w nim mniej cząsteczek mogących pochłaniać UV.

Szacuje się, że przybliżeniu co 1000 metrów w górę promieniowanie UV wzrasta o około 10% (na wysokości 3000 metrów intensywność promieniowania UV może być o 30% większa niż na poziomie morza).

Ponadto znaczenie ma rodzaj terenu, na jakim przebywamy. Jasne powierzchnie, takie jak piasek czy woda, odbijają część promieniowania UV, co może prowadzić do wzrostu całkowitej jego dawki, którą pochłaniamy. Cień natomiast redukuje poziom UV o blisko połowę.

Intensywność promieniowania ultrafioletowego zależy także od poziomu i rodzaju zachmurzenia.

Gęste chmury deszczowe o znacznej grubości potrafią zredukować poziom zachmurzenia niemal do zera (chyba wszyscy znamy sytuacje, gdy niebo tuż przed ulewą staje się niemal czarne)! Natomiast cienkie i rozproszone chmury mogą przepuszczać nawet 90% promieniowania.

Podobnie jak w przypadku zachmurzenia, wysokie stężenia zanieczyszczeń powietrza (np. tak zwane zmętnienie pyłowe, albo smog) ograniczają ilość promieniowania UV docierającego do powierzchni Ziemi.

Rolę zachmurzenia w ograniczaniu dopływu promieniowania pokazują przykładowe dane z Obserwatorium Meteorologicznego Uniwersytetu Wrocławskiego. Wskazują one na znaczne ograniczenie intensywności promieniowania całkowitego w pochmurny dzień.

Najwyższe natężenie promieniowania UV obserwuje się w godzinach od 10:00 do 14:00, kiedy słońce znajduje się najwyżej na niebie. Wówczas do powierzchni Ziemi dociera około dwóch trzecich dziennej dawki promieniowania UV. Wysoki jego poziom utrzymuje się przez większą część dnia, a następnie po południu stopniowo spada.

Kolejnym czynnikiem mającym wpływ na intensywność promieniowania ultrafioletowego ma kąt nachylenia Słońca, który zmienia się w zależności od pory roku. Latem Słońce jest wysoko na niebie, więc promieniowanie będzie większe. Zimą natomiast promienie mają dłuższą drogę do pokonania, więc promieniowanie UV jest pochłaniane. Pokazuje to również wpływ warunków meteorologicznych na wielkość promieniowania UV.

Co to jest indeks UV i dlaczego jest istotny dla zdrowia?

Indeks całkowitego promieniowania słonecznego UV (indeks UV) wyraża zmierzoną lub przewidywaną ilość/intensywność promieniowania ultrafioletowego (UVR) Słońca w danym miejscu i w danym dniu. Jest on również wskaźnikiem określającym ryzyko zdrowotne związane z natężeniem promieniowania UV.

Indeks UV jest przedstawiany jako liczba w skali od 1 do 11, w której każdy przedział określa stopień ryzyka związanego z ekspozycją na promieniowanie UV i proponowane środki zapobiegawcze. Im wyższe wartości indeksu, tym większe zagrożenie!

Wysokie wartości indeksu UV wiążą się przede wszystkim z letnią, bezchmurną pogodą, kiedy dopływ promieniowania słonecznego jest najdłuższy i najbardziej intensywny. Jednak już w przypadku średniego zagrożenia (wartości indeksu 3-5), podczas dłuższego przebywania na słońcu należy wprowadzić elementy ochronne, m.in. odzież lub krem z filtrem.

Opalanie – zdrowe czy nie?

Stopień szkodliwego wpływu UVR zależy nie tylko od intensywności promieniowania, ale również od wrażliwości skóry człowieka. Naturalną barierą obecną w naszej skórze jest melanina. Jej poziom jest uwarunkowany genetycznie – to ona jest odpowiedzialna za jasną lub ciemną karnację, a im więcej melaniny, tym mniejsze ryzyko oparzeń słonecznych. W naszych szerokościach geograficznych mieszkańcy zaliczani są do są do fototypu skóry I-IV według klasyfikacji Fitzpatricka (w Polsce do fototypu II-III). Fototyp określa poziom wrażliwości na promieniowanie UV, dlatego warto go sprawdzać, aby sprawdzić swój indywidualny stopień narażenia. Im jaśniejsza karnacja, tym większe ryzyko poparzenia skóry.

W Polsce w okresie letnim, przy wysokim i bardzo wysokim UVI, czas bezpiecznego opalania się dla osób ze średnio wrażliwą skórą zmienia się od 30 minut do 15 minut.

Czy powinniśmy się chronić przed Słońcem?

Jak podaje Światowa Organizacja Zdrowia (WHO), niewielkie ilości promieniowania ultrafioletowego są korzystne dla zdrowia i odgrywają zasadniczą rolę w produkcji witaminy D. Jednak ilość promieniowania potrzebnego do jej syntezy jest niewielka, a nadmierna ekspozycja na Słońce, zamiast dostarczyć nam kolejną dawkę witaminy, może doprowadzić do poważnych problemów zdrowotnych.

Szkodliwe działanie UVR na organizm najłatwiej zaobserwować jako uszkodzenie komórek skóry. W zależności od długości fali, promieniowanie UV może bezpośrednio oddziaływać na nabłonek skóry lub przenikać do jej głębszych warstw. W efekcie nawet krótka ekspozycja może powodować zaczerwienienie, obrzęki i poparzenia słoneczne. Szczególnie narażone są znamiona skórne, które pod wpływem promieniowania UV mogą przekształcić się w nowotwory. Dodatkowo nadmierna ekspozycja na Słońce u dzieci i młodzieży przyczynia się do raka skóry w późniejszym życiu. W 2020 r. na całym świecie zdiagnozowano ponad 1,5 miliona przypadków nowotworów skóry i zgłoszono ponad 120 000 zgonów związanych z rakiem skóry.

Przy długotrwałej, powtarzającej się ekspozycji promieniowanie może wpływać na przyspieszone starzenie się skóry. Ponadto promieniowanie UV niesie ze sobą poważne zagrożenia dla naszego wzroku. Znaczna ekspozycja na intensywne nasłonecznienie może powodować ból, łzawienie, a w skrajnych przypadkach nawet uszkodzenie oczu.  Szacuje się, że 1,5 miliona ludzi na całym świecie jest niewidomych z powodu zaćmy spowodowanej ekspozycją na UVR.

Gdzie szukać informacji?

Indeks UV jest regularnie podawany w prognozach pogody, aplikacjach pogodowych i na stronach internetowych instytucji zajmujących się meteorologią. Jego dokładne wartości znajdziecie między innymi na stronie Zakładu Klimatologii i Ochrony Atmosfery Uniwersytetu Wrocławskiego oraz na stronie Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW).

Warto codziennie sprawdzać indeks UV, szczególnie przed planowaniem dłuższego pobytu na świeżym powietrzu, aby odpowiednio przygotować się na szkodliwe działanie promieniowania UV.

Mapy prognoz indeksu UV dla całej Polski można znaleźć na stronie Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW).

Jak dokładnie się chronić? Czy najlepszym rozwiązaniem jest pozostanie w domu? Czy każdy krem do opalania jest równie dobry? O sposobach ochrony przed szkodliwym działaniem promieniowania UV już niedługo w naszych kolejnych publikacjach z cyklu „Letnie zagrożenia”.