IMUK - radiația solară și influența asupra oamenilor
Expunerea la UV la vitamina D3 ponderată la om indică cantitatea de radiație UV solară ponderată de vitamina D3 în jouli de fiecare dată când o persoană este expusă în aer liber. Expunerea variază în funcție de momentul zilei, de locația geografică, de caracteristicile atmosferice și de îmbrăcămintea și comportamentul uman. Un model tridimensional uman este utilizat pentru a determina expunerea la UV la vitamina D3 ponderată la om. Expunerea este calculată prin ponderarea densității radiației (radiații UV dintr-un anumit unghi solid) care cade asupra ființei umane cu fiecare zonă corporală relevantă și apoi integrarea acesteia pe întregul model al ființei umane (vezi Figura 1). Ponderarea cu suprafețele corpului complexe ale oamenilor este posibilă prin suprafețele de proiecție.
Distribuția radiației din jumătatea superioară a spațiului care lovește oamenii poate fi simulată cu un model de transfer de radiații pentru situații fără nori și acoperite omogen. Suprafețele de proiecție sunt utilizate în calculul expunerii pentru a lua în considerare geometria complexă a oamenilor. Zona de proiecție este suma ariilor pielii care sunt văzute din perspectiva unei direcții specifice. Dacă o persoană este privită de sus (din zenit), se văd doar vârful capului, umerii, vârful nasului și vârfurile picioarelor. În cazul unei persoane fără haine, acest lucru ar însemna că suprafața de proiecție este la un unghi zenit de 0 °, adică este cel mai mic atunci când modelul este vizualizat de sus (vezi Figura 2. La determinarea zonei de proiecție, se iau în considerare numai zonele de piele care nu sunt acoperite de îmbrăcăminte sau păr rezultă diferite suprafețe de proiecție.
Figura 2: Suprafețe de proiecție ale unei persoane în picioare, cu îmbrăcăminte diferită și care privește spre 0 °: îmbrăcată (stânga), cu îmbrăcăminte tipică de iarnă, cu fața și mâinile expuse (centru), cu îmbrăcăminte tipică de iarnă, doar fața expusă (dreapta) În cazul îmbrăcat, se poate vedea clar că suprafețele de proiecție pentru părțile laterale ale golemului proiectat sunt mai mici decât suprafețele de proiecție pentru vederea din față sau din spate. Pentru îmbrăcămintea de iarnă (Figura 1 și Figura 2 centru) raportul dintre suprafața acoperită a pielii și suprafața totală de 93%.
Expunerea la ultraviolete ponderată la vitamina D3 a unei persoane este calculată prin ponderarea strălucirii ponderate a vitaminei D3 în fiecare direcție spațială cu zona de proiecție respectivă și apoi integrând toate valorile în toate direcțiile spațiale. Dependența expunerii la UV de orientarea spre soare este prezentată în Figura 3 pentru o persoană fără haine. În acest scop, componentele expunerii UV directe, difuze și „globale” ponderate la vitamina D3 pe secundă pentru 21 iunie în cel mai înalt punct al soarelui din Roma sunt vizualizate pentru un cer fără nori. Deși partea directă și cea difuză depind de orientarea persoanei model față de soare, partea mult mai mare și difuză rămâne relativ constantă în comparație cu partea directă. Aceasta înseamnă că orientarea oamenilor spre soare joacă un rol destul de subordonat pentru producerea vitaminei D3, cu excepția cazului în care îmbrăcămintea (îmbrăcămintea de iarnă, doar cu fața expusă) sau umbrirea pe scară largă (canioanele străzii) nu sunt cazul.
Figura 3: Dependența expunerii de orientarea unei persoane model îmbrăcate în raport cu soarele. Datorită proporției mai mari de radiații difuze, orientarea oamenilor spre soare joacă un rol destul de subordonat.
Tabelul următor prezintă timpii de expunere pentru diferite anotimpuri pentru o persoană îmbrăcată și îmbrăcată. În aceste cazuri, expunerea are loc în jurul celui mai înalt punct al soarelui. În cazul timpilor de expunere mai lungi, timpul de început și sfârșit al expunerii se deplasează uniform spre dimineață și seară. Cel mai grav rezultat este obținut pentru 21 decembrie cu nori foarte întunecați și omogeni pentru o persoană model îmbrăcată (îmbrăcăminte de iarnă). Acest lucru ar necesita 35 de zile de expunere, ceea ce face imposibilă sintetizarea suficientă vitamina D3 din radiațiile UV la începutul iernii (21 decembrie).