χ, см 0 0,35 γ, град 35 σ 0,2 λ, нм Q(λ) α, 1/см μ=m=z=secγ χ, см β σ ∆λ,м Sλi Yλ, Вт/м3 Yэфф,

χ, см 0 0,35 γ, град 35 σ 0,2 λ, нм Q(λ) α, 1/см μ=m=z=secγ χ, см β σ ∆λ,м Sλi Yλ, Вт/м3 Yэфф, Вт/м2 tдоп, с 1 280 87,5 1,6 10-8 0,88 290 28,8 1,3 0,64 300 7,7 1,2 0,30 310 2,8 1 0,015 320 0,8 0,9 0,03 2 280 87,5 1,6 10-8 0,88 290 28,8 1,3 0,64 300 7,7 1,2 0,30 310 2,8 1 0,015 320 0,8 0,9 0,03

Определим спектральную плотность потока лучистой энергии Солнца в ультрафиолетовой области, достигающей верхних слоев атмосферы Земли:
Qλ=2πhc2λ5∙exp-hckλT∙Rc2R0-32
где R0-3 = 150∙109 м – расстояние от Солнца до Земли;
Rс=6,96∙108 м– радиус Солнца;
c=3∙108 с – скорость света;
h=6,63∙10-34 Дж·с – постоянная Планка;
k=1,38∙10-23 Дж/К – постоянная Больцмана;
T=6000 К – температура;
λ - длина волны электромагнитного излучения, м;
Q280=2∙3,14∙6,63∙10-34∙3∙1082280∙10-95∙exp-6,63∙10-34∙3∙1081,38∙10-23∙280∙10-9∙6000∙6,96∙1082150∙1092==8,81∙108 Вт/м3
Q290=2∙3,14∙6,63∙10-34∙3∙1082290∙10-95∙exp-6,63∙10-34∙3∙1081,38∙10-23∙290∙10-9∙6000∙6,96∙1082150∙1092==9,94∙108 Вт/м3
Q300=2∙3,14∙6,63∙10-34∙3∙1082300∙10-95∙exp-6,63∙10-34∙3∙1081,38∙10-23∙300∙10-9∙6000∙6,96∙1082150∙1092==1,11∙109 Вт/м3
Q310=2∙3,14∙6,63∙10-34∙3∙1082310∙10-95∙exp-6,63∙10-34∙3∙1081,38∙10-23∙310∙10-9∙6000∙6,96∙1082150∙1092==1,22∙109 Вт/м3
Q320=2∙3,14∙6,63∙10-34∙3∙1082320∙10-95∙exp-6,63∙10-34∙3∙1081,38∙10-23∙320∙10-9∙6000∙6,96∙1082150∙1092==1,32∙109 Вт/м3
Солнечную радиацию на поверхности Земли (ультрафиолетовая область) будем определять из соотношения:
Yλ=Qλ∙exp(-αλ∙μ∙χ-β∙m-σ∙z)
где αλ – коэффициент поглощения озона, 1/см;
β – коэффициент молекулярного рассеивания;
σ – коэффициент аэрозольного рассеивания;
χ – толщина озонового слоя, см;
m=μ=z=sec35=1,22 – коэффициенты, зависящие от угла между нормалью к поверхности Земли и направлением распространения ультрафиолетового излучения.
для χ=0 см
Yλ(280)=8,81∙108∙exp(-87,5∙1,22∙0-1,6∙1,22-0,2∙1,22)=9,79∙107 Вт/м3
Yλ(290)=9,94∙108∙exp(-28,8∙1,22∙0-1,3∙1,22-0,2∙1,22)=1,59∙108 Вт/м3
Yλ(300)=1,11∙109∙exp(-7,7∙1,22∙0-1,2∙1,22-0,2∙1,22)=2∙108 Вт/м3
Yλ310=1,22∙109∙exp(-2,8∙1,22∙0-1∙1,22-0,2∙1,22)=2,81∙108 Вт/м3
Yλ(320)=1,32∙109∙exp(-0,8∙1,22∙0-0,9∙1,22-0,2∙1,22)=3,45∙108 Вт/м3
для χ=0,35 см
Yλ(280)=8,81∙108∙exp(-87,5∙1,22∙0,35-1,6∙1,22-0,2∙1,22)=5,68∙10-9 Вт/м3
Yλ(290)=9,94∙108∙exp(-28,8∙1,22∙0,35-1,3∙1,22-0,2∙1,22)=7,21∙102 Вт/м3
Yλ(300)=1,11∙109∙exp(-7,7∙1,22∙0,35-1,2∙1,22-0,2∙1,22)=7,46∙106 Вт/м3
Yλ310=1,22∙109∙exp(-2,8∙1,22∙0,35-1∙1,22-0,2∙1,22)=8,49∙107 Вт/м3
Yλ(320)=1,32∙109∙exp(-0,8∙1,22∙0,35-0,9∙1,22-0,2∙1,22)=2,45∙108 Вт/м3
Спектральная плотность потока энергии УФ – радиации:
Yэфф=Yλi∙Sλi∙∆λ
для χ=0 см
Yэфф=9,79∙107∙0,88+1,59∙108∙0,64+2∙108∙0,3+2,81∙108∙0,015+3,45∙108∙0,03∙108=2,6267 Вт/м2
для χ=0,35 см
Yэфф=5,68∙10-9∙0,88+7,21∙102∙0,64+7,46∙106∙0,3+8,49∙107∙0,015+2,45∙108∙0,03∙108=0,1086 Вт/м2
Допустимое время облучения УФИ определим, разделив 30 Дж/м2 (предельно допустимая энергетическая доза облучения УФИ для λ = 270 нм) на эффективную энергетическую освещенность:
tдоп=30Yэфф
для χ=0 см
tдоп=302,6267=11,4 с
для χ=0,35 см
tдоп=300,1086=276,2 с
Расчетные данные внесем в таблицу:
λ, нм Q(λ) α, 1/см
μ=m=z=secγ
χ, см β
σ
∆λ,м
Sλi
Yλ, Вт/м3 Yэфф,
Вт/м2 tдоп, с
1 280 8,81∙108
87,5 1,2208 0 1,6 0,2 10-8 0,88 9,79∙107
2,6267 11,4
290 9,94∙108
28,8
1,3
0,64 1,59∙108
300 1,11∙109
7,7
1,2
0,30 2∙108
310 1,22∙109
2,8
1
0,015 2,81∙108
320 1,32∙109
0,8
0,9
0,03 3,45∙108
2 280 8,81∙108
87,5 1,2208 0,35 1,6 0,2 10-8 0,88 5,68∙10-9
0,1086 276,2
290 9,94∙108
28,8
1,3
0,64 7,21∙102
300 1,11∙109
7,7
1,2
0,30 7,46∙106
310 1,22∙109
2,8
1
0,015 8,49∙107
320 1,32∙109
0,8
0,9
0,03 2,45∙108
Вывод: Допустимое время пребывания человека под воздействием солнечной радиации при толщине озонового слоя 0 см составляет 11,4 с, при толщине озонового слоя 0,35 см – 276,2 с