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Long term measurements of the UV irradiance of inclined surfaces and visualization of UV exposure of the human body

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Intensities of UV radiation are usually measured at horizontal surfaces, as e.g. for the internationally standardized and used UV index (UVI). To specify the relevant UV exposure of the human body, or parts of its surface, the characterization of irradiances on inclined surfaces typical for the human body is needed. Therefore, an instrument was built to record, within two minutes, erythemally weighted irradiances in 27 directions and, simultaneously with a second radiometer, on the horizontal surface. By the end of this study more than 3000 measuring days at five different locations could be completed. The data provide a statistical base for the calculation of average UVI values on inclined surfaces at the five locations in Bavaria. The ratio of the irradiance on the inclined surfaces to the irradiance of the horizontal surface reaches its maximum of about 1.7 in winter on the mountain Zugspitze and 1.4 in Munich. The UVI values also were combined with a virtual surface model of the human body and by this UV exposure of the human body could be visualized.

In der Regel werden UV-Strahlungsintensitäten auf horizontale Flächen bezogen, wie z.B. auch bei der heute international üblichen Angabe des UV-Index. Um wirkungsrelevante Angaben zur UV-Exposition eines Menschen, differenziert für einzelne körperteile, geben zu können, benötigt man jedoch Angaben der Strahlungsflüsse in Richtung der typischen Ausrichtungen der Oberflächen des Menschen. Deshalb wurde eine Messsystem entwickelt und gebaut, das erythemwirksam gewichtete Bestrahlungsstärken in 27 verschiedenen Richtungen innerhalb von zwei Minuten erfasst und simultan die Bestrahlungsstärke auf die horizontale Fläche aufzeichnet. Messungen sind seither an mehr als 3000 Messtagen an fünf verschieden Standorten durchgeführt worden. Die ermittelten Daten lieferten die statistische Basis zur Ermittlung der typischen, mittleren UVI Werte auf geneigte Flächen an den fünf Messstandorten in Bayern. Der Faktor zwischen den Bestrahlungsstärken auf die geneigten Flächen und der horizontalen Fläche erreichte seine maximalen Werte von ca. 1,7 im Winter auf der Zugspitze und 1,4 in München. Die UVI Werte für geneigte Flächen wurden auch mit einem virtuellen Oberflächenmodell des menschlichen Körpers kombiniert, um damit die reale UV-Bestrahlung des menschlichen Körpers visualisieren zu Können.

Document Type: Research Article


Publication date: 2005-04-01

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