UV-Index
Der UV-Index (UVI) ist ein international normiertes Maß für die sonnenbrandwirksame solare Bestrahlungsstärke (Ultraviolettstrahlung). Im Allgemeinen gilt der UV-Index als Maß für die stärkste solare Strahlung um die Mittagszeit (Tageshöchstwert). Je höher der UVI ist, desto schneller können bei ungeschützter Haut durch UV-Strahlung bedingte gesundheitliche Schäden wie Sonnenbrände auftreten. Er variiert mit der Bewölkung, dem Sonnenstand (also mit geographischer Breite, Tages- und Jahreszeit), der Dicke der Ozonschicht sowie mit der Höhe des Ortes. Ein UVI-Wert größer fünf steht für eine hohe Belastung mit UV-Strahlung, ab UVI 3 werden Sonnenschutzmaßnahmen (Sonnencreme etc.) empfohlen.
Der weltweit einheitlich verstandene UV-Index wurde von der Weltgesundheitsorganisation (WHO), Weltorganisation für Meteorologie, dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen und durch die Internationale Kommission zum Schutz vor nichtionisierender Strahlung eingeführt.
Stufung und Schutz
Der UV-Index ist eine ganzzahlige, nach oben offene dimensionslose Größe (Zahlenwert ohne Einheit). Der UVI wird auch häufig in Wettervorhersagen angegeben. Dabei bezieht sich die Angabe immer auf den erwarteten Tageshöchstwert der sonnenbrandwirksamen UV-Strahlung zu der Zeit, wenn die UV-Strahlen am gefährlichsten sind.[1] Den verschiedenen UVI-Werten sind Empfehlungen zum Schutz vor UV-Strahlung zugeordnet (Verhaltensmaßnahmen, Sonnenschutzmittel).[2] Unter Berücksichtigung von UVI und individueller Lichtempfindlichkeit (Hauttyp, erworbener Eigenschutz) soll der Mensch die jeweils geeigneten Schutzmaßnahmen für den Aufenthalt im Freien wählen können:
| UV-Index | Bewertung | Schutz[3][4] |
|---|---|---|
| 0–2 | niedrig | Kein Schutz erforderlich. |
| 3–5 | mäßig | Schutz erforderlich: Hut, T-Shirt, Sonnenbrille, Sonnencreme |
| 6–7 | hoch | Schutz erforderlich: Hut, T-Shirt, Sonnenbrille, Sonnencreme. Die WHO empfiehlt, mittags den Schatten zu suchen. |
| 8–10 | sehr hoch | zusätzlicher Schutz erforderlich: Aufenthalt im Freien möglichst vermeiden Die WHO empfiehlt, den Aufenthalt im Freien zwischen 11 und 15 Uhr zu vermeiden; auch im Schatten gehören ein sonnendichtes Oberteil, lange Hosen, Sonnencreme, Sonnenbrille und ein breitkrempiger Hut zum sonnengerechten Verhalten. |
| ≥ 11 | extrem | zusätzlicher Schutz erforderlich: Aufenthalt im Freien möglichst vermeiden Die WHO rät, zwischen 11 und 15 Uhr im Schutz eines Hauses zu bleiben und auch außerhalb dieser Zeit unbedingt Schatten zu suchen. Auch im Schatten gelten ein sonnendichtes Oberteil, lange Hosen, Sonnencreme, Sonnenbrille und ein breitkrempiger Hut als unerlässlich. |
Der beste Sonnenschutz wird gemäß deutscher Strahlenschutzkommission durch entsprechende Kleidung und durch gute Sonnenbrillen erreicht. Als ausreichender Lichtschutzfaktor wird bei Sonnenschutzmitteln mindestens der doppelte UV-Index empfohlen; sie sollten im UV-B- und UV-A-Bereich wirksam sein. Kinder und besonders empfindliche Personen sind im Besonderen schutzbedürftig.[5][2]
Da jedoch nicht angegeben wird,
- ob bei konsequenter Anwendung der empfohlenen Schutzmaßnahmen ein dauerndes Leben im Freien ohne Hautschäden möglich ist oder
- ob zusätzlich Aufenthaltsdauern im Sonnenschein begrenzt werden müssen,
- ob auch bei sehr kurzzeitigem Aufenthalt im Freien die gleichen Maßnahmen erforderlich sind
- und weil der Hauttyp ausgeklammert wird,[6]
kann der UV-Index vom Menschen nur als vergleichender Anhaltspunkt genutzt werden, ähnlich wie er gelernt hat abzuschätzen, bei welchen Wetterdaten (Temperatur, Windstärke) welche Kleidung Erfrierungen bei einer bestimmten Aufenthaltsdauer und Aktivität im Freien verhindert.
Ist die individuelle minimale Erythemdosis (MED, angegeben in Jm−2) eines Menschen bekannt, lässt sich mit dem UV-Index (UVI) die Zeit (in Minuten) zum Erreichen einer ersten gerade sichtbaren Hautrötung, die Sonnenbrandzeit, wie folgt errechnen: Betrag des MED geteilt durch das Eineinhalbfache des UV-Indexes.[7] Bei einem MED von 240 Jm−2 und einem UV-Index von 8 (maximal 0,2 Wm−2) ergibt sich beispielsweise eine Sonnenbrandzeit von 20 Minuten. Da eine Hautschädigung schon bei einer Dosis erfolgt, die noch keinen Sonnenbrand erzeugt, sollte ein ungeschützter Aufenthalt im Freien deutlich kürzer als die Sonnenbrandzeit bleiben.
UVI-Werte im Jahresverlauf
Typische UVI-Werte ausgewählter Orte im Laufe eines Jahres (Maximalwerte, d. h. um die Mittagszeit, jeweils am 21. eines Monats):[8]
| Ort | Breitengrad | Jan | Feb | Mär | Apr | Mai | Jun | Jul | Aug | Sep | Okt | Nov | Dez |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Berlin | 52° N | 1 | 1 | 2 | 4 | 5 | 7 | 7 | 5 | 3 | 1 | 1 | 0 |
| Mallorca | 39° N | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 | 9 | 9 | 8 | 6 | 4 | 2 | 1 |
| Äquator | 0° | 12 | 13 | 13 | 12 | 11 | 10 | 11 | 11 | 12 | 12 | 12 | 11 |
| Sydney | 34° S | 9 | 9 | 7 | 5 | 3 | 2 | 3 | 4 | 6 | 7 | 9 | 10 |
- Die Intensität der UV-Strahlung hängt primär vom Sonneneinfallswinkel auf die Erde und damit stark von Breitengrad, Jahres- und Tageszeit ab.
- Extreme UVI-Werte über 10 finden sich nur in Äquatornähe, in Gebieten mit reduzierter Ozonschicht und im Hochgebirge (z. B. Schweiz).
- Je nach Bewölkung können sich auch deutlich geringere Werte ergeben.
Die höchste jemals aufgezeichnete UV-Strahlungsintensität wurde 2003 in den bolivianischen Anden mit einem Wert von 43,3 gemessen.[9]
Deutschland
Im deutschen Raum ist in den Monaten Mai bis August ein UV-Index zwischen fünf und acht üblich. Bereits ab März und bis Ende Oktober kann der Index 3 bis 5 erreichen. Im Winter werden hingegen lediglich Werte bis maximal 3 erreicht, mit Ausnahme der Gebirgsregionen.[10][11] Insbesondere im Sommer können in den höheren Lagen der Alpen auch Werte von 9 und 10 erreicht werden.[12]
Definition
Der UV-Index ist eine international festgelegte Messgröße. Die spektrale Bestrahlungsstärke $ E(\lambda ) $ einer horizontalen Fläche wird mit dem von der CIE definierten Wirkungsspektrum $ s_{\text{er}}(\lambda ) $ gewichtet integriert:
- $ E_{\text{CIE}}=\int s_{\text{er}}(\lambda )\,E(\lambda )\,\mathrm {d} \lambda $
Das Wirkungsspektrum bewertet Strahlung von 298 nm und kurzwelliger mit Faktor 1, langwelligere Strahlung zunehmend geringer, Strahlung von 328 nm etwa noch mit Faktor 0,00151356 und Strahlung von 400 nm schließlich nur mit Faktor 0,0001216186. So ergeben sich in der Regel Werte bis etwa 300 mW/m². Um den UV-Index als handliche dimensionslose Größe zu erhalten, wird noch durch 25 mW/m² dividiert.
Schließlich ist der für Warnungen geeignete maximale UV-Index eines Tages als höchster 30-Minuten-Mittelwert definiert.
Die Gewichtsfunktion $ s_{\text{er}}(\lambda ) $ berücksichtigt die stark von der Wellenlänge abhängige schädigende Wirkung der Strahlung. Sie ist zwar im Bereich von 250 bis 400 nm definiert (CIE-Dokument S007/G-1998), aber da die UV-Intensität am Erdboden jenseits von 300 nm steil abfällt, reicht es für die Anwendung UV-Index aus, die Bestrahlungsstärke im Bereich 290 bis 400 nm zu messen.
Geschichte
Der UV-Index wurde 1992 in Kanada als Reaktion auf wachsende Bedenken hinsichtlich der potenziellen Erhöhung der UV-Strahlung durch die Ausdünnung der Ozonschicht (Ozonloch) eingeführt. 1994 wurde der Index als Standardindikator für UV-Werte von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) und der Weltgesundheitsorganisation (WHO) angenommen. Der ursprüngliche Index ging von Null bis Zehn, ausgerichtet an den nordamerikanischen Strahlungswerten. 2002 verabschiedete die WHO einen Leitfaden (Global Solar UV Index – A Practical Guide), der den höheren Strahlungswerten in tropischen Regionen Rechnung trug und zur Weiterentwicklung des Index auf Basis des kanadischen Index führte. Im Februar 2004 wurde schließlich der bis heute international verwendete UV-Index von der WHO, WMO, dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) und der Internationalen Kommission zum Schutz vor nichtionisierender Strahlung (ICNIRP) eingeführt.[13]
Siehe auch
- UV-Strahlenschutz
Weblinks
- Definition des UV Index – standardisiert durch WMO, WHO, UNEP, ICNIRP. Deutscher Wetterdienst (PDF; 86 kB; mit Referenzwirkungsspektrum für Erythem)
- Aktuelle Werte:
- Deutschland (Bundesamt für Strahlenschutz)
- Österreich (Sektion für Biomedizinische Physik, Medizinische Universität Innsbruck)
- Schweiz (Bundesamt für Gesundheit)
- 27 verschiedene Orte der Erde und ihre typischen monatlichen UVI-Werte auf der Website des Bundesamts für Strahlenschutz
Einzelnachweise
- ↑ Informationen – Was ist der UV-Index. Deutscher Wetterdienst, abgerufen am 8. Juli 2017.
- ↑ 2,0 2,1 Was ist der UV-Index? Bundesamt für Strahlenschutz.
- ↑ Schweizerisches Bundesamt für Gesundheit.
- ↑ UV-Exposition und Schutzempfehlungen nach WHO. Deutscher Wetterdienst, abgerufen am 4. August 2017.
- ↑ Die neue Klassifikation des solaren UV-Index (UVI) – Anpassung an die internationale Empfehlung der WHO – Empfehlung der Strahlenschutzkommission. Strahlenschutzkommission, 192. Sitzung, 24./25. Juni 2004, abgerufen am 4. August 2017 (PDF).
- ↑ Häufig gestellte Fragen zum Thema „UV-Index“. Was bedeutet der UV-Index (UVI)? (Memento vom 2. März 2014 im Internet Archive) Bundesamt für Strahlenschutz
- ↑ Definition des UV Index (mit Referenzwirkungsspektrum für Erythem) (PDF; 86 kB) Deutscher Wetterdienst.
- ↑ UV-Index weltweit. Bundesamt für Strahlenschutz, 18. Dezember 2012; abgerufen am 21. Juli 2013.
- ↑ n-tv.de
- ↑ T-Online: Sonnenschutz - Was der UV-Index aussagt
- ↑ Informationen zu solaren UV-Strahlung des Umweltbundesamtes
- ↑ Informationen zum UV-Index des Deutschen Wetterdienstes
- ↑ Vitali Fioletov, James B. Kerr, Angus Fergusson: The UV Index: Definition, Distribution and Factors Affecting It. In: Canadian Public Health Association (Hrsg.): Canadian Journal of Public Health, 101. Jg., Nr. 4, Juli/August 2010, S. I5–I9 (PDF; englisch).
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