UV Index, UV záření, ozónová díra. Kde je pravda?

Několik let se snažím měřit UV Index. Mám k dispozici přístroj pravděpodobně čínské výroby,který se ještě nedávno běžně prodával na českém trhu např. pod e-shopem Conrad. Kolega Rostouš si koupil přístroj na měření UV Indexu jiné značky, pravděpodobně také čínské výroby. Když jsme porovnávali výsledky, nebyla nalezena zásadní odchylka, měřené hodnoty se shodovaly. A připadaly nám vysoké. A zcela jiné, než nám jsou předkládány jednou meteorologickou státní organizací. Z tohoto důvodu jsem se rozhodl zjistit, kde je pravda. Kdo lže?

Existuje pouze několik variant.

a) Lžou čínští výrobci měřáku UV Indexu. Jejich přístroje nejsou dobré a neměří správně.
b) Lže státní organizace a záměrně nám předkládá lživá data, aby nebyla panika mezi lidmi.
c) Nikdo v podstatě nelže, ale realita je tak pokroucená, aby z toho byl obyčejný člověk naprostý Matěj a nedokázal posoudit hodnoty naměřeného UV Indexu.

Kde je tedy pravda?

Poslední kapkou mé trpělivosti bylo měření dne 4.7.2015, kdy můj UV přístroj poplašně pípal a zobrazoval číslo 14, což by měla být naprosto extrémní hodnota UV indexu. Ne, nestalo se tak v Africe, ale v Česku. Z tohoto důvodu jsem napsal e-mail do hydrostátního ústavu a žádal odpovědi. Jestli jsem idiot, chci to vědět.

Tady je:

Dobrý den,

mohli byste mi, prosím, vysvětlit, jakým způsobem měříte UV index???

S kolegou máme dva různé (běžné komerční) měřící přístroje na UV index,
které se ve výsledcích prakticky neliší (odchylka je minimální). Včera v
Chropyni 4.7.2015, 11.30 jsem sérií měření (vždy měřím za jasné oblohy
nebo pokud nestíní oblačnost) naměřil hodnoty 11 - 14. Dnes v 9:40 jsem
naměřil hodnoty 7,6 - 8,2. Vy jste na včerejšek předpovídali hodnotu
kolem 7 a na dnešek něco k osmičce.

Hradec Králové hodnota 2,8 v 8:30. V 8:30 jsem naměřil 6,2...

Dále nechápu, proč tuto důležitou hodnotu měříte pouze na dvou místech -
Košetice a Hradec Králové. Prosím o vaše vyjádření, jsme tady na něj
všichni zvědaví a rádi se poučíme, jak se měří UV index, čím to měříte,
kde to měříte a proč je na vašich webovkách tak málo údajů. Budu rád
také za kontakt na pracovníka, který má měření na starosti, abych se
pokusil více pochopit výsledky, které nám předkládáte.

S pozdravem

V mailu se dotazuji na základní informace: čím měří, jak to měří, proč nemají víc měřících přístrojů a kde může být u mě problém.

Odpověď mi přišla do dvou dnů a odpovídal mi specialista s tituly RNDr. a Ph.D.:

Dobrý den,
Pokud jde o měření UV-indexu, měříme pomocí UV biometrů 501A od formy SolarLight. Tyto biometry máme v současné době umístěné v Hradci Králové a v Košeticích. Biometr v Kuchařovicích (jižní Morava) je v současné době mimo provoz, realizuje se ale nákup nového přístroje a po zkalibrování bude opět umístěn v Kuchařovicích. UV biometry jsou kontrolovány a kalibrovány pomocí Brewerových spektrofotometrů, z jejichž měření lze rovněž hodnoty UV-indexu vypočítat.
UV-index je silně závislý na oblačnosti a kromě toho i na celkovém množství ozonu a zeměpisné šířce dané lokality. Množství ozonu však nebývá prostorově příliš proměnlivé, takže za jasných dnů dominuje závislost na zeměpisné šířce. Proto se snažíme měřit jak v severní části území (Hradec Králové), tak i ve střední (Košetice) i v jižní (Kuchařovice). S podrobnějším měřením v současné době nepočítáme, zřejmě by nepřineslo žádné zásadně nové informace.
Pokud jde o Vámi naměřené hodnoty UV-indexu 11-14, ty jsou zcela nereálné, stejně jako hodnoty 7.6 - 8.2 v 9:40 hodin. Skutečné hodnoty UV-indexu byly zhruba poloviční. Kde je problém, s tím Vám ale asi pomoci nedokážu, nevím, o jaký typ přístroje jde, ani jak se správně nastavuje.

S pozdravem

Pokud si shrnu významové části došlé odpovědi, tak daný ústav měří UV index za pomocí takto vypadajícího přístroje a nehodlá rozšiřovat měřící síť, protože o žádný problém vlastně nejde:

Specialista tvrdí, že množství ozonu nebývá příliš proměnlivé. Necháme tedy promluvit mapu ozonu nad Evropou:

První obrázek je ze 4.7.2015, druhý obrázek je o čtyři dny později, z 8.7.2015. Všimněte si, jak se nad arktickou oblastí vytvořily dvě ozonové díry. Jen tak "z ničeho". Dále si všimněte, jak je Evropa a značná část Afriky v "zeleném pásmu". Zelená by měla být "normální".
Pro mě z toho vyplývají dvě věci. Ozonová vrstva není, jak nám tvrdí pan specialista, "prostorově neproměnlivá", ale naopak, neustále se mění a to i poměrně dramaticky. Otázkou je, proč se najednou někde vytvoří dvě velmi oslabené oblasti, v podstatě díry. Není to náhodou proto, že měření ozonové vrstvy není dost podrobné? Co když existují tzv. ozonové minidíry, které se občas spojí a vytvoří větší oslabení?



Mnou naměřené hodnoty jsou nereálné, tehdy jsem ještě netušil proč, a tak jsem napsal další e-mail. Na českém internetu se mi podařilo objevit diskusní vlákno, kde si majitelé jiných a dražších UV přístrojů stěžují, že se jejich hodnoty také neshodují se státní organizací. Majitelé přístrojů se domnívají, že UV čidlo je rušeno tzv. RF interferencemi. Kolega Olda, specialista přes elektrotechniku (vývojář) tvrdí, že je to nesmysl.
http://forum.amaterskameteorologie.cz/viewtopic.php?f=7&t=1236&p=34998&hilit=uv+index

Můj další mail tedy vyplynul z toho, že se mi nechtělo věřit, jak je možná tak velká odchylka mezi "profesionálním" přístrojem a přístrojem za menší peníze.

Dobrý den,

mám ještě jeden dotaz... Při měření natáčíte přístroj automaticky na
slunce, aby UV dopadalo přímo, nebo je spektrometr celý den ve statické
poloze, nesleduje pohyb slunce? Samozřejmě předpokládám, že přístroj
není stíněn, není někde v budce, je od východu až po západ slunce přímo
na slunečním světle,které přímo dopadá do ústí spektrometru. Dále bych
předpokládal, že pokud bude při měření oblačnost, mlha, smog, bude tento
ztěžující prvek vyznačen u výsledku měření jako veličina, která měření
omezuje a tím pádem nejsou výsledky správné.

Předem děkuji za vaši odpověď.

Při formování tohoto mailu jsem ještě neznal podobu přístroje UV biometr 501A. Můj ruční měřák vždy jednoduše natočím na slunce a odečtu hodnotu. Odpověď mě vyvedla ze všech omylů:

Dobrý den,
přístroje jsou ve fixní poloze tak, aby snímaly záření z celé oblohy, včetně slunečního kotouče. UV-index je pak vlastně vyjádřením erytemově váženého UV záření z celé oblohy, dopadajícího na horizontální plochu, jako násobek  hodnoty 25 mW/m2.
Hodnota UV-indexu vždy vyjadřuje skutečnou intenzitu erytemově váženého UV záření na jednotku horizontální plochy, bez ohledu na to, zda slunce svítí nebo ne. Je jasné, že při oblačnosti, mlze apod. jsou hodnoty UV-indexu nižší než při přímém slunečním svitu, ale jsou to reálné hodnoty v daném místě a čase. Tak je také UV-index definován.

Zdraví

Když jsem tuto odpověď konzultoval s dalšími kolegy, vyplynulo nám, že daný ústav měří UV index plošně. Takové měření nutně nedává stejné výsledky, jako když ruční přístroj namířím přímo na zdroj UV záření, tedy na slunce. Proto jsem okamžitě napsal následující odpověď a vyžadoval poslední vyjádření, které mi potvrdí tento stav:

 Dobrý den,

děkuji za informaci..., takže problém je, že jsem měřil až příliš poctivě. Ano, když umístím čidlo horizontálně, hodnoty se rapidně snižují a jsou podobné vašim číslům. Problém s člověkem je, že se jeho kůže nenachází "úhlově zafixovaně" v horizontální poloze vůči celé obloze a některé partie jeho těla chytají svým možným optimálním náklonem více energie. Pokud to měříte tak, jak jste uvedl, nikdy vlastně nemůžete změřit "energetickou" špičku z optimálního náklonu vůči majoritnímu zdroji UV záření, což je slunce... Např. při nízké výšce slunečního kotouče nad obzorem bude zachycená energie pravděpodobně menší... Vycházím i z toho, že pokud čidlo odkloním od kolmé polohy vůči slunečnímu zdroji, rapidně klesá naměřený UV index. Myslím, že je to podobné jako se solárními panely. Nikdo je nebude montovat horizontálně, ale tak, aby jejich úhel pobral co nejvíce sluneční energie. Takto by se mělo měřit také UV maximum, abychom věděli, kolik maximálně za optimálních podmínek (jasná obloha) může dopadnout na lidskou pokožku UV záření....

Může být úvaha správná?... UV index má přece primárně sloužit jako varování pro lidi... a nikoli pro horizontálně umístěná zemědělská políčka :-):
The UV Index is designed as an open-ended linear scale, directly proportional to the intensity of UV radiation that causes sunburn on human skin.
https://en.wikipedia.org/wiki/Ultraviolet_index

Při vašem způsobu "všesměrové" detekce mi připadá, že do hry vstupuje až příliš mnoho faktorů, které ovlivňují měření...


Uplynul týden a žádná odpověď nepřišla. Možná má daný specialista dovolenou. A nebo už se vyjádřit nechce.

Za sebe mohu napsat, že v tento okamžik v tom mám jasno. Když měří UV index ústav, měří tento index z celé oblohy a do tohoto měření se maximálně projevují nejrůznější vlivy. Navíc není zohledněn efekt optimálního náklonu lidské pokožky ke zdroji slunečního svitu a k celkovému charakteru UV záření.

Proč to měří státní ústav právě takto, to netuším. Za sebe si budu UV index monitorovat svými vlastními prostředky a věřit svým vlastním měřením. Jak se vyjádřil kolega, já vlastně neměřím UV index, ale Sun UV index. Ale onen ústav potom měří Sky UV index :-). Budiž. Jestli je moje měření ve vztahu k intenzitě UV záření na lidskou pokožku správné a nebo omyl, si musí každý čtenář rozhodnout dle výše uvedených informací sám.

Na závěr článek zakončím dvěma obrázky.

1. obrázek je z agentury KNMI/ESA. Názorně zde vidíte, že nad územím Česka je stupeň žlutá až oranžová = 6,5 až 7,5 index, na Slovensku je UV index až 9. Mno, vytáhl jsem svůj měřák a měřím tady na Moravě Sun UV index 9 :-), ve vodorovné poloze měřím 8.


A co měří chmi.cz? Podívejte se sami:


Hodnoty UV index: 4,7 a 5,3

Nemám k tomuto, co bych dalšího dodal. Možná by si měli seřídit přístroje :-).

Přeji hezký den.

Zdroj:
názor a měření autora
e-mailová diskuse mezi autorem a státním specialistou
http://www.theozonehole.com/ozonelayer.htm
http://es-ee.tor.ec.gc.ca
http://discomap.eea.europa.eu/arcgis/rest/services/AirWatch/AirWatch_LatestObservations_WGS84/MapServer
http://www.arcgis.com/home/item.html?id=1deeee355bd94476bd58e33fbdb06bc8
http://es-ee.tor.ec.gc.ca/e/ozone/uv_index_definition.htm
http://uvb.nrel.colostate.edu/UVB/ins_uva.jsf
http://portal.chmi.cz/portal/dt?portal_lang=cs&nc=1&menu=JSPTabContainer/P10_0_Aktualni_situace/P10_1_Pocasi/P10_1_1_Cesko/P10_1_1_11_Ozon_a_UV&last=false