UV-Index

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 Sonnenschutzmaßnahmen (Sonnencreme etc.) empfohlen.

Der weltweit einheitlich verstandene UV-Index wurde von der Weltgesundheitsorganisation (WHO), Weltorganisation für Meteorologie, dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen und durch die Internationale Kommission zum Schutz vor nichtionisierender Strahlung eingeführt.

Stufung und Schutz

Der UV-Index ist eine ganzzahlige, nach oben offene dimensionslose Größe (Zahlenwert ohne Einheit). Der UVI wird auch häufig in Wettervorhersagen angegeben. Dabei bezieht sich die Angabe immer auf den erwarteten Tageshöchstwert der sonnenbrandwirksamen UV-Strahlung zu der Zeit, wenn die UV-Strahlen am gefährlichsten sind.^[1] Den verschiedenen UVI-Werten sind Empfehlungen zum Schutz vor UV-Strahlung zugeordnet (Verhaltensmaßnahmen, Sonnenschutzmittel).^[2] Unter Berücksichtigung von UVI und individueller Lichtempfindlichkeit (Hauttyp, erworbener Eigenschutz) soll der Mensch die jeweils geeigneten Schutzmaßnahmen für den Aufenthalt im Freien wählen können:

Der beste Sonnenschutz wird gemäß deutscher Strahlenschutzkommission durch entsprechende Kleidung und durch gute Sonnenbrillen erreicht. Als ausreichender Lichtschutzfaktor wird bei Sonnenschutzmitteln mindestens der doppelte UV-Index empfohlen; sie sollten im UV-B- und UV-A-Bereich wirksam sein. Kinder und besonders empfindliche Personen sind im Besonderen schutzbedürftig.^[5][2]

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,^[6]

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.^[7] 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

Typische UVI-Werte ausgewählter Orte im Laufe eines Jahres (Maximalwerte, d. h. um die Mittagszeit, jeweils am 21. eines Monats):^[8]

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.^[9]

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.^[10][11] Insbesondere im Sommer können in den höheren Lagen der Alpen auch Werte von 9 und 10 erreicht werden.^[12]

Definition

Der UV-Index ist eine international festgelegte Messgröße. Die spektrale Bestrahlungsstärke $ E(\lambda ) $ einer horizontalen Fläche wird mit dem von der CIE definierten Wirkungsspektrum $ s_{\text{er}}(\lambda ) $ gewichtet integriert:

$ E_{\text{CIE}}=\int s_{\text{er}}(\lambda )\,E(\lambda )\,\mathrm {d} \lambda $

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 $ s_{\text{er}}(\lambda ) $ 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

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 (WMO) 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 von der WHO, WMO, dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) und der Internationalen Kommission zum Schutz vor nichtionisierender Strahlung (ICNIRP) eingeführt.^[13]

Siehe auch

• UV-Strahlenschutz

Weblinks

• Definition des UV Index – standardisiert durch WMO, WHO, UNEP, ICNIRP. Deutscher Wetterdienst (PDF; 86 kB; mit Referenzwirkungsspektrum für Erythem)
• Aktuelle Werte:
  • Deutschland (Bundesamt für Strahlenschutz)
  • Österreich (Sektion für Biomedizinische Physik, Medizinische Universität Innsbruck)
  • Schweiz (Bundesamt für Gesundheit)
• 27 verschiedene Orte der Erde und ihre typischen monatlichen UVI-Werte auf der Website des Bundesamts für Strahlenschutz

Einzelnachweise

Dieser Artikel behandelt ein Gesundheitsthema. Er dient nicht der Selbstdiagnose und ersetzt keine Arztdiagnose. Bitte hierzu diesen Hinweis zu Gesundheitsthemen beachten!