Ultraviolettkiirgusest

• UV-A    315-400 nm
• UV-B    280-315 nm
• UV-C    < 280 nm

Viimase alapiirkonna kiirgus neeldub atmosfääris praktiliselt täielikult, UV-B kiirguse maapinnani jõudmine sõltub suurel määral osoonikihi paksusest, UV-A kiirgus neeldub osoonikihis vähesel määral. Kuna tehniliselt ei ole võimalik ehitada teravapiiriliselt kiirguse UV-A ja UV-B piirkonda eraldavaid tajureid, siis toimetatakse mõõtmisi laia- või kitsasribaliste sensoritega piirkonna sees. Tõraveres mõõdetakse näiteks UV-B kiirgust Kipp&Zoneni firma sensoriga CUVB1, mille spektraaltundlikkuse maksimum asub lainepikkusel 306 nm ja ribalaius on 2 nm.

Levinuimad on UV-sensorid, millede spektraaltundlikkus vastab inimnaha erüteemtundlikkusele. See on võetud rahvusvaheliseks standardiks: nahk on kõige tundlikum lainepikkustele alla 297 nm ja sellest suuremate lainepikkuste poole tundlikkus väheneb kiiresti. UV-kiirgusele lainepikkusega 340 nm on inimnahk juba 1000 korda tuimem.

Varem esitati mõõdetav erüteemselt efektiivne kiiritustihedus ühikutes MED/h ja doos ühikutes MED (meditsiiniliselt efektiivne doos, minimaalne erüteemitekitav doos), kusjuures 1 MED vastas doosile 250 efektiivset J/m² nahatüübi II puhul. Viimasel ajal soovitavad Ülemaailmne Meteoroloogiaorganisatsioon WMO ja Ülemaailmne Terviseorganisatsioon WHO erüteemset kiiritustihedust üldsusele esitada UV-indeksina, kusjuures UV-indeks 1 tähistab 0.025 erüteemselt efektiivset W/m².

1 MED/h = 250 J_ef / m²h = 0.0694 W_ef / m² = UVI / 2.778
UV-indeks 1 = 0.36 MED / h = 90 J_ef / m²h = 0.025 W_ef / m².

• Päikese kõrgusest horisondist;
• stratosfääri osoonikihi efektiivsest paksusest;
• aerosooli hulgast, koostisest ja paiknemisest troposfääris;
• troposfääriosooni hulgast ja vertikaalsest jaotusest;
• pilvisusest (pilvede hulgast, kõrgusest ja liikidest);
• aluspinna peegeldumisomadustest.

Tõraveres on erüteemset kiiritustihedust registreeritud järjepidevalt alates 1. jaan. 1998. Iga minuti tagant registreeritud erüteemse kiiritustiheduse mõõtmisandmetest arvutatakse päevased kiiritusdoosid, kümmepäevakute ja kuude doosid ning aastased doosid. On uuritud erüteemse kiiritustiheduse sõltuvust seda mõjutavatest teguritest ja arvutatud korrelatsioonimaatriksid erüteemse kiirguse päevadooside ning neid reguleerivate peamiste tegurite vahel erinevatel aastaaegadel. Teguritena on käsitletud päikese kõrgust horisondist kohalikul keskpäeval, päeva keskmist madalate pilvede hulka pallides ja atmosfääriosooni koguhulka Dobsoni ühikutes DU. Pilvisuse mõju päikesekiirgusele kajastavad hästi ka päevane päikesepaiste kestus, integraalse otsese kiirguse päevasumma ja integraalse summaarse kiirguse päevasumma, milliseid kõiki Tõravere meteoroloogiajaamas mõõdetakse.

Horisontaalsele pinnale langev UV-kiirgus koosneb otsesest (Päikese) kiirgusest ja hajuskiirgusest. Ka päikesepaistelise ilmaga on hajuskiirguse osa UV-kiirguses suur, oluliselt suurem kui integraalses kiirguses. Suvise pööripäeva paiku moodustab hajuskiirgus keskpäeval päikese kõrgusel 55 kraadi keskmiselt 50 % (registreeritud miinimumväärtus 47.2 % ja maksimumväärtus 52.2 %) ja päikese kõrgusnurga kahanedes järjest suurema osa horisontaalpinnale langevast erüteemsest kiirgusest. Päikese kõrgustel alla 30 kraadi cirrus- ja cumulus-pilved hajuskiirgusesse märgatavat täiendavat panust ei andnud. Päikese suurematel kõrgustel lisasid cumulus pilvede hulgad 3 kuni 7 palli selge taeva hajuskiirguse foonile keskmiselt 10 % ja kohati isegi rohkem. Otsese kiirguse panust pilved statistiliselt usaldusväärsel määral ei mõjutanud. Osaliselt pilvedega kaetud taeva heledusjaotuse uuringud on näidanud, et pilved suurendavad taeva hajuskiirguse fooni eriti hajumisnurkade vahemikus 30 - 60 kraadi, siis, kui päike on horisondist suhteliselt kõrgel. Rünkpilvede heledus võib ületada selge taeva UV-kiirguse fooniheledust kuni 2.5 korda.

Maapinnani jõudev Päikese UV-kiirgus avaldab mõju peale inimese tervise (nahavähk, katarakt, immuunsüsteemi häired) biosfääri produktiivsusele (ka põllu- ja metsamajandusele), materjalidele (hapraks muutumine ja värvide luitumine) ja atmosfääriprotsessidele (eriti oksüdeerimisvõimele ja troposfääriosooni tekkeprotsessile). Ultraviolettkiirguse dooside (alates päevast ja lõpetades aastatega) määramine on oluline just teiste keskkonnaobjektide mõjutamise seisukohalt. Loomade, taimede ja tehismaterjalide korral ei saa toimuda doosi aktiivne reguleerimine kiiritamiskestuse/varjumise kaudu ning efekt sõltub aja jooksul kogunevast summaarsest doosist. Dooside põhiliseks reguleerijaks on pilvisus. On võimalikud situatsioonid, kus kiiritustihedus omandab lühiajaliselt kõrgeid väärtusi, aga päeva, nädala või kuudoosid osutuvad väikesteks (pilves ilmad); samuti vastupidi. Suurlinna sudu võib süstemaatiliselt takistada UV-kiirguse maapinnani jõudmist, mille tulemuseks peetakse rahhiiti haigestumust. Põllu- ja aiakultuuride kasvu võivad UV-kiirguse doosid muuta mõlemas suunas.

Vahemiku 1998-2004 keskmisena moodustab suvise poolaasta (kevadisest pööripäevast sügisese pööripäevani) erüteemne doos 89 % kogu aasta dooosist ja talvise poolaasta oma vastavalt vaid 11 %.

Nelja talvekuu (november-veebruar) doos ei ületa mõnda protsenti aastadoosist, nelja suvekuu (mai-august) doos on ligikaudu 70 % aastadoosist. Kui kogu aasta oleksid ainult täiesti pilvitud ilmad, oleks erüteemse kiirguse võimalik aastadoos umbes 650 kJ_ef/m². Osooni koguhulga aastasest käigust tingituna osutuvad selge ilma doosid ja keskpäevased kiiritustihedused kevadise pööripäeva paiku ligi 25 % võrra väiksemaks kui sügisese pööripäeva ajal ning sama suur efektiivne kiiritustihedus saavutatakse 5 kraadi võrra kõrgema päikese korral. Osaliselt pilves ilmaga on päevased erüteemsed doosid tugevas korrelatsioonis (korrelatsioonikordaja kuni 0.935) päikesepaiste suhtelise (protsentides võimalikust) kestusega. Võrreldes kujuteldava täiesti selgete ilmadega suvise poolaastaga oli eriti ilusate ilmadega 2002. aastal registreeritud erüteemne doos 77.5% ja ühel viimase 50 aasta pilviseimal, 2003. aastal, 64 %.

Uno Veismann (uno[at]aai.ee), Kalju Eerme (kalju[at]aai.ee), Ilmar Ansko, Silver Lätt (slatt[at]ut.ee)

• Eesti kiirguskliima teatmik (V.Russak, A.Kallis), Tallinn 2003