IMUK - slnečné žiarenie a vplyv na človeka
Vážená expozícia vitamínu D3 UV žiarením u ľudí udáva množstvo slnečného UV žiarenia váženého vitamínom D3 v jouloch za čas, ktoré je človek vystavený vonkajšiemu prostrediu. Expozícia sa líši podľa dennej doby, geografickej polohy, atmosférických charakteristík a ľudského oblečenia a správania. Na stanovenie váženého vystavenia vitamínu D3 UV žiareniu u ľudí sa používa trojrozmerný model človeka. Expozícia sa počíta tak, že sa zváži hustota žiarenia (UV žiarenie z určitého pevného uhla) dopadajúceho na človeka s každou príslušnou oblasťou tela a potom sa integruje do celého modelu človeka (pozri obrázok 1). Váženie so zložitými povrchmi tela človeka umožňujú projekčné plochy.
Distribúciu žiarenia z horného polopriestoru, ktoré zasahuje ľudí, je možné simulovať pomocou modelu prenosu žiarenia pre bezoblačné a homogénne pokryté situácie. Pri výpočte expozície sa používajú projekčné plochy, aby sa zohľadnila zložitá geometria človeka. Projekčná plocha je súčet oblastí kože, ktoré sú videné z pohľadu konkrétneho svetového bodu. Ak sa na človeka pozerá zhora (od zenitu), je videný iba vrchol hlavy, plecia, špička nosa a špičky labiek. Pre neoblečenú osobu by to znamenalo, že projekčná plocha je najmenšia pri zenitovom uhle 0 °, tj pri pohľade na model zhora (pozri obrázok 2. Pri určovaní projekčnej plochy sa používajú iba oblasti pokožky, ktoré nie sú pokryté odevom alebo vlasmi. V závislosti na ročnom období a aktivite by človek nosil odlišné oblečenie, čo by malo za následok rôzne projekčné plochy.
Obrázok 2: Projekčné plochy stojaceho človeka s iným oblečením a pozerajúcim sa na 0 °: neoblečený (vľavo), s typickým zimným odevom s odhalenou tvárou a rukami (v strede), s typickým zimným odevom iba s odhalenou tvárou (vpravo). V neoblečenom prípade je zreteľne vidieť, že projekčné plochy pre bočné strany projektovaného golema sú menšie ako projekčné plochy pre čelný alebo zadný pohľad. V zimnom oblečení (obrázok 1 a obrázok 2 v strede) je pomer pokrytej oblasti pokožky k celkovej ploche 93%.
Vážená expozícia vitamínu D3 u človeka sa počíta vážením váženého žiarenia vitamínu D3 v každom priestorovom smere s príslušnou projekčnou plochou a potom integrovaním všetkých hodnôt vo všetkých priestorových smeroch. Závislosť vystavenia UV žiareniu od orientácie na slnko je znázornená pre neoblečenú osobu na obrázku 3. Z tohto dôvodu sú komponenty priameho, rozptýleného a „globálneho“ vitamínu D3 váženého UV žiareniu za sekundu 21. júna v najvyššom bode slnka v Ríme vizualizované pre bezoblačnú oblohu. Aj keď priama a difúzna časť závisí od orientácie modelovej osoby vzhľadom na slnko, omnoho väčšia, difúzna časť zostáva v porovnaní s priamou časťou relatívne konštantná. To znamená, že orientácia ľudí na slnko hrá pri produkcii vitamínu D3 skôr podradnú úlohu, pokiaľ to neplatí pre oblečenie (zimné oblečenie, iba s odhalenou tvárou) alebo pre tieňovanie vo veľkom meradle (pouličné kaňony).
Obrázok 3: Závislosť expozície od orientácie neoblečenej modelovej osoby vzhľadom na slnko. Z dôvodu vyššieho podielu difúzneho žiarenia hrá orientácia človeka na slnko skôr podradnú úlohu.
V nasledujúcej tabuľke sú uvedené expozičné časy pre rôzne ročné obdobia pre neoblečenú a oblečenú osobu. V týchto prípadoch sa expozícia uskutočňuje okolo najvyššieho bodu slnka. Pri dlhších expozičných časoch sa počiatočný a koncový čas expozície posúva rovnomerne k ránu a večeru. Najvážnejší výsledok sa dosiahne 21. decembra s veľmi tmavými, homogénnymi mrakmi pre oblečenú modelku (zimné oblečenie). To by vyžadovalo 35 dní vystavenia, čo znemožňuje syntézu dostatočného množstva vitamínu D3 z UV žiarenia na začiatku zimy (21. decembra).