紫外線陽光對(duì)皮膚的影響模型建立與求解
紫外線陽光對(duì)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(huì)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(zhǎng)期無防護(hù)暴曬--破壞皮膚的組織結(jié)構(gòu)； 對(duì)肌膚細(xì)胞生化方面的改變； 在表皮和真皮層都存在傷害。
氣候?qū)W紫外輻射模型的原理:
就是到達(dá)地表的紫外輻射強(qiáng)度與太陽總輻射之間在某個(gè)地區(qū)總是為一個(gè)較為固定的比值, 預(yù)測(cè)出太陽總輻射就可算出到達(dá)地表的太陽紫外輻射。因此到達(dá)地表的瞬時(shí)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(zhǎng)期觀測(cè)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(jì)算時(shí)臭氧值之比值), a2Pr2為日地距離校正值,可采用參考文獻(xiàn)上的公式計(jì)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(jì)算公式為
Q= S0(C1- C2S)*sinh
其中S0是太陽常數(shù), C1、C2是經(jīng)驗(yàn)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(shí)角。
地表紫外輻射的方法（以下數(shù)據(jù)測(cè)量為網(wǎng)上得到）
觀測(cè)與計(jì)算結(jié)果比較
由于目前紫外輻射測(cè)量?jī)x器的精度和時(shí)效很難保證紫外輻射研究或服務(wù)的需要, 人們一般采用計(jì)算的方法, 其中研究工作中大多采用輻射傳輸?shù)挠?jì)算模型, 它精度高, 物理意義明確, 有較強(qiáng)的機(jī)理性;而開展服務(wù)則大多采用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法, 所需資料少,且易于取得, 方法簡(jiǎn)單。我們采用三種方法計(jì)算了地表紫外輻射量, 并比較其計(jì)算結(jié)果, 同時(shí)我們將觀測(cè)資料與計(jì)算結(jié)果作一比較。我們?nèi)芜x擇了一年中4個(gè)季節(jié)的4個(gè)晴天, 采用3種計(jì)算方法計(jì)算了北京地區(qū)全天各正點(diǎn)時(shí)的紫外輻射量, 同時(shí)求算了各計(jì)算值與觀測(cè)值的相對(duì)差異(見表)。分析表, 發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)化模型DISORT方法計(jì)算值與觀測(cè)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(duì)較小(因?yàn)樵缤頊y(cè)值較小,中午測(cè)值較大), 氣象臺(tái)站所預(yù)報(bào)的紫外輻射強(qiáng)度往往是每日正午時(shí)刻的紫外輻射值(最大值), 此時(shí)這二個(gè)模式的計(jì)算結(jié)果均與實(shí)測(cè)值相差不大, 是臺(tái)站預(yù)報(bào)允許的誤差范圍。而氣候?qū)W模式計(jì)算值與觀測(cè)值相對(duì)差異較大, 但正午時(shí)刻的紫外輻射值換算成紫外線指數(shù), 與實(shí)測(cè)值相比還是在允許的范圍內(nèi)。
同時(shí)分析計(jì)算和觀測(cè)結(jié)果可知, DISORT計(jì)算值最大, 觀測(cè)值次之, 氣候?qū)W模式計(jì)算值最小, 簡(jiǎn)化模式計(jì)算值介于觀測(cè)值和氣候模式結(jié)果之間
