紫外線陽光對皮膚的影響模型建立與求解
紫外線陽光對皮膚的影響模型建立與求解
5.1 問題一的分析與求解
5.1.1 問題一的分析
已知：暴曬20分鐘--會引起皮表深淺不同的紅斑，出現(xiàn) ：發(fā)紅、曬傷、炎癥、疼痛等癥狀。長期無防護暴曬--破壞皮膚的組織結構； 對肌膚細胞生化方面的改變； 在表皮和真皮層都存在傷害。
氣候學紫外輻射模型的原理:
就是到達地表的紫外輻射強度與太陽總輻射之間在某個地區(qū)總是為一個較為固定的比值, 預測出太陽總輻射就可算出到達地表的太陽紫外輻射。因此到達地表的瞬時UV輻射通量密度參數(shù)化公式可寫成
QUV= G*F*Q(A2r2)
式中QUV是晴天紫外總輻射, Q是太陽總輻射, G是QUV與Q的比值(不同季節(jié)長期觀測的平均值), N是臭氧校正系數(shù)(為該地區(qū)臭氧年平均值與計算時臭氧值之比值), a2Pr2為日地距離校正值,可采用參考文獻上的公式計算
(Ar)2= 1100011+ 01034221cosd+ 0100128sind+01000719cos(2d)+01000077sin(2d)
其中d="2Pn/365n是日數(shù)(正整數(shù))," 以一月一日為零開始。
Q的計算公式為
Q= S0(C1- C2S)*sinh
其中S0是太陽常數(shù), C1、C2是經(jīng)驗系數(shù),
Benov分別取為C1= 01944, C2= 01063, S是渾濁度系數(shù)。H是太陽高度角
sin(h)="sinUsinD+" cosUcosDcosXi
式中U是地區(qū)緯度,D是太陽赤緯, Xi是時角。
地表紫外輻射的方法（以下數(shù)據(jù)測量為網(wǎng)上得到）
觀測與計算結果比較
由于目前紫外輻射測量儀器的精度和時效很難保證紫外輻射研究或服務的需要, 人們一般采用計算的方法, 其中研究工作中大多采用輻射傳輸?shù)挠嬎隳Ｐ? 它精度高, 物理意義明確, 有較強的機理性;而開展服務則大多采用經(jīng)驗計算方法, 所需資料少,且易于取得, 方法簡單。我們采用三種方法計算了地表紫外輻射量, 并比較其計算結果, 同時我們將觀測資料與計算結果作一比較。我們?nèi)芜x擇了一年中4個季節(jié)的4個晴天, 采用3種計算方法計算了北京地區(qū)全天各正點時的紫外輻射量, 同時求算了各計算值與觀測值的相對差異(見表)。分析表, 發(fā)現(xiàn)簡化模型DISORT方法計算值與觀測值全天平均差異較大, 早晚差異值尤其大, 而中午前后差異相對較小(因為早晚測值較小,中午測值較大), 氣象臺站所預報的紫外輻射強度往往是每日正午時刻的紫外輻射值(最大值), 此時這二個模式的計算結果均與實測值相差不大, 是臺站預報允許的誤差范圍。而氣候學模式計算值與觀測值相對差異較大, 但正午時刻的紫外輻射值換算成紫外線指數(shù), 與實測值相比還是在允許的范圍內(nèi)。
同時分析計算和觀測結果可知, DISORT計算值最大, 觀測值次之, 氣候學模式計算值最小, 簡化模式計算值介于觀測值和氣候模式結果之間
