IMUK - napsugárzás és az emberekre gyakorolt hatás
A D3-vitaminnal súlyozott UV-expozíció az emberekben azt a D3-vitaminnal súlyozott nap-UV-sugárzás mennyiségét jelzi joule-ban, amelynek az ember a szabadban van kitéve. Az expozíció a napszaktól, földrajzi elhelyezkedéstől, a légköri tulajdonságoktól, valamint az emberek ruházatától és viselkedésétől függ. Háromdimenziós humán modellt használnak a D3-vitaminnal súlyozott UV-expozíció meghatározására. Az expozíció kiszámításához az emberre eső sugárzási sűrűséget (UV-sugárzást egy bizonyos szögből) az egyes releváns testterületekkel súlyozzuk, majd ezt integráljuk az egész emberi modellre (lásd 1. ábra). Az emberek komplex testfelületeivel történő súlyozást a vetítőfelületek teszik lehetővé.
Az embereket elütő felső féltér sugárzásának eloszlása felhőtlen és homogénen fedett helyzetek esetén sugárzásátviteli modellel szimulálható. A vetítési felületeket használják az expozíció kiszámításakor, hogy figyelembe vegyék az emberek összetett geometriáját. A vetítési terület a bőrterületek összege, amelyeket egy adott kardinális pont szemszögéből nézünk. Ha az embert felülről (a zenitből) nézzük, akkor csak a fejtető, a vállak, az orr- és a lábfejek láthatók. Felöltözetlen személy számára ez azt jelentené, hogy a vetítési terület a legkisebb 0 ° -os zenitszögnél, vagyis ha a modellt felülről nézzük (lásd a 2. ábrát. A vetítési terület meghatározásakor csak azokat a bőrterületeket használjuk, amelyeket nem takar ruházat vagy haj. Az évszaktól és az aktivitástól függően egy személy különböző ruházatot visel, ami különböző vetítőfelületeket eredményez.
2. ábra: Különböző ruházatú és 0 ° felé néző álló személy vetületfelülete: ruha nélküli (balra), tipikus téli ruházattal, arc és kéz kitéve (középen), tipikus téli ruházat csak arccal (jobbra). Felöltözet nélküli esetben jól látható, hogy a vetített gólem oldalainak vetítő felülete kisebb, mint az elülső vagy a hátsó nézet vetítő felülete. Téli ruházatban (1. és 2. ábra középen) a fedett bőrfelület és a teljes terület aránya 93%.
Egy személy D3-vitaminnal súlyozott UV-expozícióját úgy számítják ki, hogy a D3-vitaminnal súlyozott sugárzást súlyozzák az egyes térbeli irányokban a megfelelő vetítési területtel, majd az összes értéket integrálják az összes térbeli irányba. Az UV-sugárzásnak a nap felé orientáltságától való függését a 3. ábra mutatja egy ruházat nélküli személy esetében. Erre a célra a közvetlen, diffúz és "globális" D3-vitaminnal súlyozott UV-expozíció másodpercenként, június 21-ig, Róma napjának legmagasabb pontján láthatóak a felhőtlen égbolt számára. Noha a közvetlen és a diffúz rész függ a modell emberi lényének a naphoz viszonyított irányától, a sokkal nagyobb, diffúz rész viszonylag állandó marad a közvetlen részhez képest. Ez azt jelenti, hogy az emberek napsugárzása meglehetősen alárendelt szerepet játszik a D3-vitamin termelésében, kivéve, ha a ruházat (téli ruházat, csak arc van kitéve) vagy a nagyszabású árnyékolás (utcai kanyonok).
3. ábra: Az expozíció függ a ruházat nélküli modell személyének a nap helyzetétől. A diffúz sugárzás nagyobb aránya miatt az embereknek a nap felé orientálása meglehetősen alárendelt szerepet játszik.
Az alábbi táblázat felsorolja az év különböző időszakainak expozíciós idejét egy ruházat nélküli és felöltözött személy esetében. Ezekben az esetekben az expozíció a nap legmagasabb pontja körül történik. Hosszabb expozíciós idő esetén az expozíció kezdési és befejezési ideje egyenletesen tolódik reggel és este felé. A legkomolyabb eredmény december 21-e, nagyon sötét, homogén felhőkkel egy öltözött modellszemély számára (téli ruházat). Ehhez 35 napos expozícióra lenne szükség, ami lehetetlenné teszi a D3-vitamin szintetizálását az UV-sugárzásból tél elején (december 21.).