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UV-Belastung


UV-Belastung von Kindern in Bayern (im Auftrag des Meteorologischen Instituts der LMU München)

Zur Abschätzung der UV-Belastung bayerischer Kindergartenkinder wurden der Jahres- und der Tagesgang der UV-Strahlung für mittlere bayerische Verhältnisse modelliert. Dabei wurden die mittleren geografischen und klimatischen Bedingungen Bayerns zugrunde gelegt. Als Bezugsgröße wurde der UV-Index gewählt. Diese Größe gibt normalerweise die UV-Belastung einer horizontalen Fläche in ungestörter Umgebung (freier Horizont) wieder. Um die Belastung eines Menschen zu simulieren, der sich in einer städtischen oder gebirgigen Umgebung aufhält, wurde der UV-Index auf geneigte Flächen bestimmt (entsprechend den Hautpartien eines Menschen) und zusätzlich die Einschränkung des Horizonts durch Häuser, Bäume oder Berge berücksichtigt.

Das Bild zeigt ein Gerät des Meteorologischen Instituts München zur Messung der UV-Strahlung auf geneigte Flächen (wie sie der menschlichen Haut entsprechen). Das Gerät stand auf der Stütze des Schleppliftes auf dem Zugspitz-Gletscher (Schneeferner). (Foto © P. Koepke)







Ein wesentlicher Teil der Arbeit bestand in der Zusammenführung und Ergänzung bestehender Computermodelle. Die bestehenden Modelle (Fortran-Programme) zur Berechnung des Strahlungstransports auf eine horizontale Fläche und auf geneigte Flächen wurden durch ein neues Python-Programm verbunden und um die Berücksichtigung der Horizonteinschränkung ergänzt.

Die Abb. zeigt die Horizonteinschränkung durch die Häuser in einer Straße, die in Ost-West-Richtung verläuft. (Ost 90°, West 270°) für einen Beobachter in der Mitte der Straße. Zusätzlich ist der Tagesgang der Sonne am 21. Juni angegeben. Die Sonne ist den größten Teil des Tages sichtbar.





Mit Hilfe dieses neuen Modells wurden Tages- und Jahresgänge der UV-Belastung geneigter Flächen bei eingeschränktem Horizont oder abgeschatteter Sonne berechnet.

Die Abb. zeigt den Tagesgang des UVI geneigter Flächen für eine Straße, die in Nord-Süd-Richtung verläuft. Neigungswinkel 0° entspricht einer horizontalen Fläche. Es ist deutlich zu sehen, wie die Sonne in den Morgenstunden und am Nachmittag abgeschattet wird.





Die Methode wurde veröffentlicht:
Hess, M. and P. Koepke (2008): Modelling UV irradiances on arbitrarily oriented surfaces: effects of sky obstructions, Atmos. Chem. Phys., 8, 3583-3591 (PDF-File)


Ansprechpartner beim Auftraggeber: Dr. Peter Köpke