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第四章 皮肤与紫外线辐射（第1页）

第四章皮肤与紫外线辐射

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在我们从事日常活动的过程中，皮肤总是十分活跃，其复杂的化学成分也瞬息万变。

皮肤细胞在分裂，重要分子被分解，有一些被修复，还有一些被生成。

由于人类起源于热带地区，且在600多万年的存续时间里，大部分时候都生活在热带地区，我们的部分皮肤在结构和生化层面参与了一系列对热量和光线的适应活动。

流汗只是其中之一。

皮肤还演化出了其他途径以调节机体与环境之间的重要化学转换，尤其在机体与阳光之间。

太阳可以发出各种各样的电磁辐射，从伽马射线（γ射线）这样的短波电离辐射，到红外线这样的长波电磁波（见图16）。

紫外线辐射覆盖了一个很宽的波长范围，从波长很短的真空紫外线到较长的短波紫外线（UVC）、中波紫外线（UVB）、长波紫外线（UVA）。

虽因其对生物系统的破坏作用而饱受生物学家的诟病，但紫外线辐射一直以来都是推动地球生物演化的重要力量。

自地球早期时起，单细胞和多细胞生物就演化出了自己的一套机制，以保护自身精妙的化学反应不受紫外线的破坏。

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图16太阳辐射具有各种波长和能级。

其中，波长最短、能级最高的辐射伤害最大，例如γ射线和UVC。

大气层中的氧气和臭氧能过滤掉大部分有害紫外线辐射，但过度暴露在紫外线辐射中可改变人体DNA，破坏人体中的叶酸。

?2005JenniferKane

对于地球上的生物体而言，危害最大的是那些波长最短、能量最高的太阳辐射，例如γ射线和UVC。

地球在其漫长的发展过程中，出现了富含氧气和臭氧的大气层。

大气层能有效阻挡最具危害性的太阳辐射。

相较而言，像紫外线中的长波辐射（特别是UVB和UVA）、可见光、红外线和无线电波，都能更轻易地穿过大气层。

现今有科学家和部分政客十分关心大气层，特别是臭氧层的健康状况，他们的关心很有道理。

因为假如臭氧层变薄或者穿孔严重，那么，地球上绝大部分的生命体都将受到高能太阳辐射的摧残，尤其是过量UVB的破坏。

热带，尤其是赤道地区，紫外线辐射非常强。

但纬度并非唯一的决定因素；部分赤道附近的地区，其紫外线辐射水平比其他地方还要高。

在干旱地区，例如撒哈拉沙漠，紫外线辐射水平就非常高；而在湿润或多云的地区，例如亚马孙雨林，其紫外线辐射水平就相对低些。

热带以外的地区，紫外线辐射水平通常较低，除少数例外，如青藏高原因为海拔高，大气稀薄，所以紫外线辐射水平非常高。

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不同类型的紫外线辐射穿透大气的能力亦不同。

当紫外线辐射靠近地球时，大部分高能波段的紫外线（UVC及90%的UVB）都将被大气中的氧气和臭氧吸收。

剩余10%的UVB及所有UVA将穿透大气层，但实际到达任何一个地点的量将取决于该地所处纬度及当时的太阳高度角。

当远离赤道时，太阳高度角变小，大气层变厚，也就能过滤掉更多的UVB。

因此，高纬度地区UVB水平低。

UVB水平的微小变化都能对动植物产生重大影响。