IMUK - слънчева радиация и влияние върху хората
Претегленото с витамин D3 ултравиолетово излагане при хората показва количеството на претегленото с витамин D3 слънчево UV лъчение в джаули за време, когато човек е изложен на открито. Експозицията варира в зависимост от времето на деня, географското местоположение, атмосферните характеристики и облеклото и поведението на човека. Триизмерен модел човек се използва за определяне на витамин D3, претеглено UV излагане при хора. Експозицията се изчислява чрез претегляне на радиационната плътност (UV лъчение от определен твърд ъгъл), падаща върху човешкото същество, с всяка съответна област на тялото и след това интегриране на това в целия модел на човешкото същество (вж. Фигура 1). Претеглянето със сложните телесни повърхности на хората става възможно чрез изпъкнали повърхности.
Разпределението на радиацията в горното полупространство, което удря хората, може да бъде симулирано с модел на трансфер на радиация за безоблачни и хомогенно покрити ситуации. Проекционните повърхности се използват при изчисляването на експозицията, за да се вземе предвид сложната геометрия на хората. Проекционната площ е сумата от кожните области, които се гледат от гледна точка на конкретна кардинална точка. Ако човек се гледа отгоре (от зенита), се виждат само върхът на главата, раменете, върхът на носа и върховете на краката. В случай на необлечен човек, това би означавало, че проекционната повърхност е под зенитен ъгъл от 0 °, т.е. когато моделът се гледа отгоре, е най-малък (виж фигура 2. При определяне на проекционната площ се вземат предвид само участъци от кожата, които не са покрити с дрехи или коса. По този начин, в зависимост от сезона и активността, човек би носел различно облекло и се получават различни проекционни повърхности.
Фигура 2: Проекционни повърхности на изправен човек с различно облекло и гледащ към 0 °: необлечен (вляво), с типично зимно облекло с изложени лице и ръце (в центъра), с типично зимно облекло само с лице изложено (вдясно). В случая без облекло може ясно да се види, че изпъкналите повърхности за страните на изпъкналия голем са по-малки от изпъкналите повърхности за предния или задния изглед. При зимно облекло (фигура 1 и фигура 2 в центъра) съотношението на покритата площ на кожата към общата площ от 93%.
Претегленото с витамин D3 UV излагане на човек се изчислява чрез претегляне на витамин D3 претегленото излъчване във всяка пространствена посока със съответната проекционна площ и след това интегриране на всички стойности във всички пространствени посоки. Зависимостта на излагането на ултравиолетови лъчи от ориентацията към слънцето е показана на фигура 3 за необлечен човек. За тази цел компонентите на директното, дифузно и „глобално“ витамин D3 претеглено UV излагане в секунда за 21 юни в най-високата точка на слънцето в Рим се визуализират за безоблачно небе. Въпреки че директната и дифузната част зависят от ориентацията на моделния човек по отношение на слънцето, много по-голямата, дифузна част остава относително постоянна в сравнение с директната част. Това означава, че ориентацията на хората към слънцето играе доста подчинена роля за производството на витамин D3, освен ако облеклото (зимно облекло, само лице е изложено) или широкомащабното засенчване (уличните каньони) не са случаят.
Фигура 3: Зависимост на експозицията от ориентацията на човек без облекло по отношение на слънцето. Поради по-големия дял на дифузна радиация, ориентацията на хората към слънцето играе доста подчинена роля.
Следващата таблица изброява времената на експозиция за различни периоди от годината за необлечен и облечен човек. В тези случаи излагането става около най-високата точка на слънцето. В случай на по-дълго време на експозиция, началното и крайното време на експозиция се изместват равномерно към сутрин и вечер. Най-сериозният резултат се получава за 21 декември с много тъмни, еднородни облаци за облечен модел човек (зимно облекло). Това ще изисква 35 дни излагане, което прави невъзможно синтезирането на достатъчно витамин D3 от UV лъчение в началото на зимата (21 декември).