来源：返朴　　幸福的夏日时光早已来临，太阳日日都是大大的笑脸相迎，哇哦，此时不浪更待何时？等等……将要狂奔外出的你作好美白了吗？紫外线的“黑魔法”你知道不怕吗？为了防止还没有嗨不够之后早早有了“变幻的悲伤”，我们在外出之前很有适当充份理解下紫外线这个“大魔王”，学会用科学知识来武装自己、击败紫外线，维护自己不被太阳“白”。　　想起紫外线对人类的影响，我的心情有些简单：没它，我们无法存活，但是每年又有过于多意外的人因为它而丧失生命。

　　紫外线的“威力”几何？　　紫外线的能量来自它很短的波长。赫歇尔找到的红外线波长最久1毫米——约一根针笔画。它们每秒最少振动30000亿次。

紫外线的波长最较短只有几十纳米，这样小的尺度必须通过电子显微镜才能仔细观察到。每秒钟最少有750万亿个紫外光波经过你身边。波长较长的光（例如红外线、微波、无线电波和红外线）需要振动整个原子，甚至让活体的组织温度稍微增高，但是它们的能量十分黯淡，足以毁坏原子结构。而紫外线的超高频亲率彰显了它从原子中挤压电子的能力，它可以让原子分化，再次发生电离。

　　正是这种电离能力让紫外线显得出现异常危险性。如果牵涉到人体身体健康的原子（例如构成DNA的原子）被电离，那么人受到的损害很有可能是可怕的，这有可能意味著基因和细胞变异——癌变前兆。美国每年有8000多人杀于黑色素瘤（皮肤癌），诱因完全都是紫外线照射。另一方面，人体在受到紫外线照射时会产生维生素D，这有可能是未知的最有效地的防癌物质。

2016年，某大型医学杂志声称，太阳光紫外线有助防治胰腺癌。　　在大气层之外，阳光中10%的能量坐落于紫外线的波段。但是大气需要十分有效地挡住它们，使得77%的紫外线无法抵达地表。

因此，在地面测量到的看不到的阳光中最多只所含3%的紫外线，其余成分还包括44%的红外线和53%的红外线。地球表面的紫外线强度还不会随着时间和季节变化。

在一天之中，太阳照射头顶的时候紫外线最弱；在四季之中，夏天的紫外线最弱。　　UVA、UVB、UVC，傻傻分不清楚？　　紫外线并不是一个样儿。太阳光在人体上的紫外线95%是长波紫外线（UVA），这是能量最强、波长最久（3200 ~ 4000埃）的一种紫外线，我们有时甚至能看见它呈现紫色。

用棱镜将阳光色散构成七彩光谱，边缘处看上去紫色深达的部分（也就是紫光立刻消失之前，颜色略为变暗的地方）就是UVA。从理论上谈，UVA与恶性黑色素瘤有关，但是总的来说它还算数安全性。

然而，只要波长再行略为较短一点点，危险性的程度就不会大幅度下降。就算人眼能看见紫外线，我们也无法从外观上区分波长3000埃与波长3200埃的紫外线。波与波之间的距离只不过延长了那么一点点，波长3000埃的紫外线晒伤速度就比波长3200埃的要慢80倍！　　短波紫外线（UVC）波长很短（2000 ~ 2800埃），是最强劲、最可怕的一种紫外线。UVC不仅致癌物，还能较慢消毒（闻文章《除了紫外线，这些光也可以杀掉病毒》）。

幸运地的是，大气层十分有效地挡住了UVC，每3000万年才不会有一个UVC光子抵达地球表面，所以我们不用担忧它不会危害我们的身体健康。（那些热衷幻想未来人类拓展外星殖民地的人应当多理解一下UVC的特性，任何宇航员在任何地方都洗浴在极强的UVC之下，不论是在火星还是月球。）　　我们的头号公敌只不过是中波紫外线（UVB，波长范围2800 ~ 3200埃），它是造成晒伤和各种皮肤癌的罪魁祸首。

UVB是紫外线中的“金凤花姑娘”录[1]，它的波长不长不短，既具备电离能力，又能击穿大气层。此外，UVB还有一项看家本领，就是诱导皮肤每分钟产生1000个国际单位的维生素D。这是十分难以置信的速度，而且对我们大有裨益，因为这样一来，我们用不着在紫外线下曝露太久，也能取得足量的维生素D。　　如何逃过紫外线的损害？　　人体接管到的光中，约1%是紫外线，如果阳光照射头顶，那么这个比例还不会更大。

这听得一起或许不算什么，但事实上，这意味著每秒钟人体要接管100万兆个紫外线光子。紫外线光子可是个个都有可能造成基因突变的。

流行病学家早已找到了一种令人不安的联系：一个人终生受到的紫外线照射每减少1%，他患上皮肤癌的可能性就不会减少1%，尽管确实可怕的皮肤癌或许主要源于相当严重的晒伤，而不是普通的阳光太阳光。很似乎，防治的关键在于防止晒伤。　　这比听得上去艰难得多。紫外线觉得是令人难以捉摸，所以充份理解紫外线，用科学知识来武装自己、维护自己是很最重要的。

意味着躲藏在沙滩伞下面是远远不够的，因为1/3的紫外线不会在大气中再次发生衍射，所以它不会从四面八方回到我们身上。由于大气的衍射，你所认识的紫外线中有一半并非必要来自太阳，那些早已被衍射在空中的紫外线防不胜防。

如果你在户外，那么躲藏在阴凉处是足以避免晒伤的，所以，在夏季，很多自以为充足小心的沙滩游客还是不会把肩膀和脸晒得通红。不论你是在太阳下还是在阴凉处，周围的环境都有可能让你晒黑或者晒伤。

潮湿的沙子不会光线12%的紫外线，干燥的沙子不会光线5%的紫外线，所以挑选到适合的地点砖沙滩垫，你就能大大降低被晒伤的可能性。涨潮的地方有海浪，周围的沙子是干燥的，所以在这种地方待着不更容易被晒伤。植被需要吸取完全所有的紫外线，将很少的一部分光线过来。因此，和在海滩上嬉戏时比起，你在草地上野餐的时候能曝露在较多的紫外线下，另外，你必须应付的是蚂蚁而不是沙蝇。

你有可能早已注意到了，人在刮风的天气里更容易被晒伤。这是因为水在安静的时候一般来说不会吸取紫外线，然而一旦有平缓波动，水对紫外线的光线效果就不会显得更加明显。因此，在湖边或者河边野餐的时候，风平浪静的日子更为安全性。　　提及紫外线和曝晒，我们立刻就不会误解到海滩，然而事实上积雪对紫外线的反射率更高，甚至是潮湿沙子的6倍。

照在积雪上的紫外线80% ~ 90%不会被光线，这么一说道，你认同不会实在滑雪的人更容易被晒伤。只不过也不一定，这和他们滑雪的时间有关。　　在一天之中，紫外线的高低各不相同时间和太阳高度。

太阳下山时，光线穿越的空气量不会激增。这是因为下层大气比上层更为密集，视线较低时，下层大气对我们的影响相当大。我们用明确的数字来看一看：以光从正上方照射穿越的空气量为参考，坐落于天空三分之一高度（30度）的光要穿越双倍的空气量，而落日的余晖则要穿越14倍的空气量。因为大气需要过滤器紫外线，所以空气就越密集，通过的紫外线就越多。

每年4月下旬到8月中旬的上午11点到下午3点都是太阳高度很高的时间段，你可能会在一个小时甚至更加较短的时间内被晒伤。　　在春季和夏季，一天当中紫外线强度低于的时间段是早上5点到9点，以及下午5点到8点。和正午阳光比起，这7个小时里的UVA强度增加了一半，UVB最少上升了80%。

虽然这时候的阳光给人的感觉仍然反感，但是并不更容易把人晒伤。这段时间里，阳光中红外线的强度没弱化，所以你的皮肤有可能继续被摊白，但是紫外线弱，所以你会伤势，除非你十分白嫩。

如果你名门于一个绿眼金发的家族或者红发之家，受到严重性刺激就不会被晒伤的话，那么对你来说，夏天最安全性的户外活动（前提是不必须戴帽子或者涂抹防晒霜）就是在傍晚时分，在有植被覆盖面积的环境中野餐。草丛需要吸取紫外线，仅有将其中的3%光线到你身上。

　　让我们回过头来聊聊滑雪。因为11月到次年2月这段时间里，太阳高度仍然很低，所以就算在外面待一整天，你接管的紫外线的量也是非常少的。但是再行往后，太阳的正午高度之后日益下降，每周下降的高度（看上去）相等于两个太阳的宽度。

从3月中旬开始，正午时分的积雪不会光线大量的紫外线，所以晚春季节滑雪很更容易不会导致相当严重晒伤，这在3月下旬特别是在显著。这个时期积雪光线的紫外线造成人体晒伤的速度比12月慢了3倍。　　在大雾蒙蒙的天气里，紫外线的量不会增加一半。

当空气十分干燥时，晒黑或者晒伤所必须的时间是平时的两倍。棉质T恤和汗衫需要挡住90%的危害紫外线，但是以防紫外线效果最差的面料是契纺纱（例如牛仔布）。尽管颜色的影响并不大，但是暗淡的荧光朱挡住的紫外线总归比圆润的颜色（例如灰色）多一些。

图1 由于地平线附近的空气密集，太阳落山的时候，照在我们身上的红外线和红外线都会增加，紫外线含量基本减少为零。所以，在太阳下山前的两个小时里，你不必担忧自己被晒黑或者晒伤|图源：鲍勃·博曼　　单层玻璃窗需要挡住从外面太阳光而来的半数紫外线，标准的双层玻璃窗效果更佳。假设在户外1小时就能让你晒黑，那么有了普通窗户的遮盖，阳光想要晒黑你就必须15个小时。

所以，乐趣在家里享用你梦寐已幸的全裸室内日光浴吧，只是要当心附近是不是猥琐的一家人。增加紫外线曝露的办法用得越多，你就就越安全性。当冬天太阳高度很低的时候，身处温室中的你起码要经过160个小时的正午阳光太阳光才不会被晒伤。

　　上下班的目的地当然也不会影响紫外线曝露的程度。低纬度地区紫外线最弱，因为那里一年四季太阳高度都很高；湿度较低的地方，例如澳大利亚的大部分地区，紫外线也是十分反感的。

你有可能还不告诉，去海拔低的地方就能多遇上很多紫外线，每下降305米，紫外线强度就不会减少4%。因此，尽管科罗拉多的莱德维尔（Leadville）和华盛顿坐落于同一纬度，太阳高度完全相同，但是前者所取得的紫外线照射比后者要多40%。

　　云层在相当大程度上也需要过滤器紫外线，这没什么可吃惊的。“乌云密布的天气里一般来说没紫外线，”美国国家航空航天局（NASA）大气物理学家杰伊·赫尔曼（Jay Herman）在发给我的一封电子邮件中写到，“正因如此，居住于在日出的澳大利亚的人患皮肤癌的概率比大多数美国人低很多。”在这里，云层的厚度十分最重要。

阴郁明亮的云层可以阻挡所有紫外线，又低又厚的卷云层则对紫外线束手无策。　　只不过，维护我们免受紫外线损害的仅次于功臣挤满在10 ~ 56千米高空，它们是由3个氧原子构成的淡蓝色气体分子。臭氧层是地球抵挡紫外线的主要屏障，在海拔24千米处尤为密集。

但是这道屏障令人难以置信地娇贵：空气中所有的臭氧都溶解在地球表面，也只有两枚叠起来的硬币那么薄。　　毁坏臭氧的化学产品——例如氯氟烃（CFCs，用作气溶胶喷雾器和制冷剂）和卤代烷（用作灭火器）——早已被停止使用了，但是曾多次被释放出的危害分子还不会在未来几十年里之后对臭氧层导致毁坏。

NASA的物理学家用类似的卫星监测臭氧层对紫外线的起到，他们预测，臭氧层之前2050年才能重返长时间的水平。在那之前，皮肤白嫩的人要忘记靠近正午的阳光，千万不要在烈日当空的正午跑出去。

其他人也要辨别每天太阳的变化情况，必要考虑到涂抹防晒霜。美白系数（Sun Protection Factor，SPF）代表了这类产品的有效地程度。一款美白乳液上标明SPF10，那就回应，如果当前紫外线的强度能在1小时内晒伤皮肤，那么涂抹上它之后，就可以在10小时内制止晒伤。

图2 太阳风——太阳上层大气中带电粒子的倒数流动——唤起了距离地球表面将近160千米的空气原子，构成了美丽的极光。你可以在阿拉斯加中部看见它。无论你身在何处，天空每晚都会收到红外线（由大气中不受太阳唤起的原子收到紫外线构成），不过要比白天的光明亮一些。天空总是在闪烁！所以，在靠近人造光的乡村，只要上方没叶子遮挡住天空，夜间徒步旅行的人就需要看清楚脚下的路|图源：安贾利·贝尔曼　　大多数防晒霜中所含二氧化钛或者氧化锌，这些化学成分需要光线、衍射或者吸取紫外线，并将其作为热量消耗掉。

实质上，SPF30的防晒霜需要超过SPF90的产品96%的防水效果，也就是说，只要在白天按照必须重复涂抹，用于SPF30的防晒霜也是可以的。　　如果你是长时间在室内工作的人，那么你或许不会难过自己完全摊将近太阳，进而完全防止了紫外线所带给的后遗症，但事情并没你想要的这么非常简单。

虽然紫外线对我们的身体健康不存在威胁，但是它也在保持着我们的生命，它还能医治疾病。不过，生活方式的转变使我们愈发无法提供人体必须的紫外线了。
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