ІМУК - сонячна радіація та вплив на людину
Вплив ультрафіолетового випромінювання, спричиненого вітаміном D3, у людей вказує на кількість ультрафіолетового випромінювання, яке зважується вітаміном D3, у джоулях за час, коли людина зазнає впливу зовнішнього середовища. Опромінення змінюється залежно від часу доби, географічного положення, атмосферних характеристик та одягу та поведінки людей. Тривимірна модель людини використовується для визначення ультрафіолетового впливу вітаміну D3 на людей. Опромінення обчислюється шляхом зважування густини випромінювання (УФ-випромінювання під певним твердим кутом), що падає на людину, з кожною відповідною ділянкою тіла, а потім інтегрує її по всій моделі людини (див. Малюнок 1). Зважування зі складними поверхнями тіла людини стає можливим завдяки проекційним поверхням.
Розподіл випромінювання з верхнього напівпростору, яке потрапляє на людей, можна імітувати за допомогою моделі переносу випромінювання для безхмарних та однорідно охоплених ситуацій. Проекційні поверхні використовуються при розрахунку експозиції для врахування складної геометрії людини. Площа проекції - це сума ділянок шкіри, які розглядаються з точки зору певної кардинальної точки. Якщо на людину дивитись зверху (із зеніту), видно лише верхівку голови, плечі, кінчик носа та кінчики ніг. Для людини без одягу це означало б, що площа проекції найменша при зенітному куті 0 °, тобто коли модель розглядається зверху (див. Рисунок 2. При визначенні площі проекції лише ділянки шкіри, які не покриті одягом або волоссям Залежно від пори року та активності, людина буде носити різний одяг, внаслідок чого будуть виходити різні поверхні.
Рисунок 2: Проекційні поверхні стоячої людини з різним одягом і орієнтованим на 0 °: без одягу (ліворуч), із типовим зимовим одягом з відкритим обличчям та руками (посередині), із типовим зимовим одягом лише відкритим обличчям (праворуч). У не одягненому випадку можна чітко помітити, що проекційні поверхні для боків проекційного голема менші, ніж проекційні поверхні для спереду або ззаду. У зимовому одязі (рисунок 1 і малюнок 2 по центру) відношення покритої ділянки шкіри до загальної площі 93%.
Випромінювання вітаміну D3 ультрафіолетового випромінювання людини обчислюється шляхом зважування зваженого значення вітаміну D3 у кожному просторовому напрямку з відповідною площею проекції, а потім інтегруванням усіх значень у всіх просторових напрямках. Залежність впливу ультрафіолетового випромінювання від орієнтації на сонце показана на малюнку 3 для людини без одягу. Для цього компоненти прямого, дифузного та «глобального» вітаміну D3 зваженого ультрафіолетового опромінення за секунду 21 червня у найвищій точці сонця в Римі візуалізуються для безхмарного неба. Хоча пряма і дифузна частина залежать від орієнтації моделі людини щодо сонця, значно більша, дифузна частина залишається відносно постійною порівняно з прямою. Це означає, що орієнтація людей на сонце відіграє досить підпорядковану роль у виробництві вітаміну D3, за винятком випадків, коли це стосується одягу (зимовий одяг, лише відкрите обличчя) або великого затемнення (вуличні каньйони).
Рисунок 3: Залежність опромінення від орієнтації моделі, що не одягнена, щодо сонця. Через більшу частку дифузного випромінювання орієнтація людей на Сонце відіграє досить підпорядковану роль.
У наступній таблиці перераховано час опромінення для різного періоду року для одягненої та одягненої людини. У цих випадках вплив відбувається навколо найвищої точки сонця. При збільшенні часу експозиції час початку та кінця експозиції рівномірно зміщується у бік ранку та вечора. Найсерйозніший результат отримано 21 грудня з дуже темними однорідними хмарами для одягненої моделі (зимовий одяг). Для цього знадобиться 35 днів впливу, що унеможливлює синтез достатньої кількості вітаміну D3 з УФ-випромінювання на початку зими (21 грудня).