UV-Index

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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 Schutzmaßnahmen (Sonnencreme etc.) empfohlen.

Stufung und Schutz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der UV-Index ist eine ganzzahlige, nach oben offene dimensionslose Größe (Zahlenwert ohne Einheit). Der UVI wird auch häufig in Wettervorhersagen angegeben. Dabei handelt es sich um den für den betreffenden Tag zu erwartenden Maximalwert des Vierzigfachen der relevanten Strahlung in Wm−2. Den verschiedenen UVI-Werten sind Empfehlungen zum Schutz vor UV-Strahlung zugeordnet (Verhaltensmaßnahmen, Sonnenschutzmittel).[1] Unter Berücksichtigung von UVI und individueller Lichtempfindlichkeit (Hauttyp, erworbener Eigenschutz) soll der Mensch die jeweils geeigneten Schutzmaßnahmen wählen können:

UV-Index Bewertung Schutz[2]
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
8–10 sehr hoch zusätzlicher Schutz erforderlich: Aufenthalt im Freien möglichst vermeiden
≥ 11 extrem zusätzlicher Schutz erforderlich: Aufenthalt im Freien möglichst vermeiden

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,[3]

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.[4] 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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Typische UVI-Werte ausgewählter Orte im Laufe eines Jahres (Maximalwerte, d. h. um die Mittagszeit, jeweils am 21. eines Monats):[5]

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 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
Typische Tagesverläufe des UV-Index am Beispiel von New York City
  • 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.[6]

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.[7][8] Insbesondere im Sommer können in den höheren Lagen der Alpen auch Werte von 9 und 10 erreicht werden.[9]

Definition[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der UV-Index ist eine international festgelegte Messgröße. Die spektrale Bestrahlungsstärke einer horizontalen Fläche wird mit dem von der CIE definierten Wirkungsspektrum gewichtet integriert:

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 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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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 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 eingeführt.[10]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Was ist der UV-Index? Bundesamt für Strahlenschutz.
  2. Schweizerisches Bundesamt für Gesundheit.
  3. Häufig gestellte Fragen zum Thema „UV-Index“. Was bedeutet der UV-Index (UVI)? (Memento vom 2. März 2014 im Internet Archive) Bundesamt für Strahlenschutz
  4. Definition des UV Index (mit Referenzwirkungsspektrum für Erythem) (PDF; 86 kB) Deutscher Wetterdienst.
  5. UV-Index weltweit. Bundesamt für Strahlenschutz, 18. Dezember 2012; abgerufen am 21. Juli 2013.
  6. n-tv.de
  7. T-Online: Sonnenschutz - Was der UV-Index aussagt
  8. Informationen zu solaren UV-Strahlung des Umweltbundesamtes
  9. Informationen zum UV-Index des Deutschen Wetterdienstes
  10. 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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