環(huán)境與人類-太陽輻射對人類的影響

1、環(huán)境與人類太陽輻射對人類的影響人類的環(huán)境人自然環(huán)境人工環(huán)境自然環(huán)境物質(zhì)：空氣、水、巖石、土壤、動植物、微生物等。能量：氣溫、陽光、引力、地磁力等。自然現(xiàn)象：太陽的穩(wěn)定性地殼穩(wěn)定性：地質(zhì)構造情況、 地震、火山活動、海嘯大氣力量水循環(huán)水土演變等多種自然因素人工環(huán)境綜合生產(chǎn)力（包括人等）技術進步人工構筑物人工產(chǎn)品和能量政治體制社會行為力宗教信仰文化與地方因素等。環(huán)境與環(huán)境因子環(huán)境（Environment） 是指某一特定生物個體或生物群體以外的空間，以及直接或間接影響該生物群體生存的一切事物的總和。環(huán)境因子(Environment factors): 構成環(huán)境的各種要素。（1）按主體：人人類環(huán)境：環(huán)境

2、科學 生物生物環(huán)境：生態(tài)科學（生物體以外） （2）按性質(zhì)：自然環(huán)境、半自然環(huán)境、社會環(huán)境 （3）按范圍： 宇宙環(huán)境space : 大氣層以外的宇宙空間。太陽輻射、黑子、月、日引力等。 地球環(huán)境global ：大氣圈中對流層、水圈、土壤圈、巖石圈、生物圈。 區(qū)域環(huán)境regional ：占有某一特定地域空間的自然環(huán)境、陸地、海洋。 微環(huán)境micro-environment：區(qū)域環(huán)境中，由于某一個或幾個圈層的細微變化而產(chǎn)生的環(huán)境差異所形成的小環(huán)境，如群落的鑲嵌。 內(nèi)環(huán)境inter environment：建筑物或生物體內(nèi)組織或細胞間的環(huán)境。環(huán)境類型環(huán)境因子分類（生態(tài)學上）（1）R. F. Daube

3、nmire 1947 3大類：氣候、土壤、生物 7個項目：光照、溫度、水分、大氣、土壤、火、生物因子 （2）Dajoz,1972 按生物有機體對環(huán)境的反應和適應性分： 第一性周期因子、次生性周期因子及非周期因子。 （3）Gill 1975 第一層：植物生長所必需（光、水分） 第二層：不以植被是否存在而發(fā)生（風暴） 第三層：存在與發(fā)生受植被所影響，又反作用與植被 （放牧、火燒等）（一）光照萬物生長靠太陽。光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量源泉。地球上生物生活所必需的全部能量，都直接或間接地源于太陽光。綠色植物通過光合作用將太陽能轉化為化學能，是太陽能進入生態(tài)系統(tǒng)的唯一通路，也是食物鏈

4、的起點。沒有豐富的食物，人類不可能生存。古文明的發(fā)源地：2040緯度 氣候?qū)θ祟愇拿鞯陌l(fā)展與進步密切相關10 太陽輻射：太陽表面以電磁波的形式不斷釋放的能量，其中到達地球表面的能量僅為太陽輻射總量的1/22億。 光譜組成： 紅外光(760nm熱效應)51% ，可見光(380-760nm)40% ，紫外光 （290nm）。其生物學效應以 B 段較強，A 段僅相當于B段的1 以下。由于紫外線的照射，人的皮膚從兒童期就開始老化，20 歲以后容顏開始出現(xiàn)老化征兆，稱為“光老化”。在光老化中引起老年斑和腫瘤的是 B 段所致，皺紋的形成與 A 段和 B 段都有關系。2）紫外線生物學作用的分子機制1誘導基因

5、突變：夏季日曬 30 分鐘后，可使皮膚產(chǎn)生紅斑。B 段使發(fā)紅的皮膚上皮細胞中胸腺嘧啶轉化為環(huán)丁烷型二聚體，這既是紫外線照射使皮膚光損傷的分子基礎，也是皮膚癌的始動因子。 2產(chǎn)生活性氧：紫外線照射下表皮細胞可產(chǎn)生O2-、H2O2、OH-、-OH等活性氧，這些活性氧能使DNA的 8-羥基鳥甙等受到損害，從而引起遺傳因子變異。 3抑制免疫反應：給小白鼠連續(xù) 20-30 周每 5 次進行紫外線照射，即可發(fā)生皮膚惡性腫瘤，把這種腫瘤在同系小白鼠上移植是不成功的，然而在移植前一天經(jīng) B 段紫外線照射后不但移植成功且生長增殖。這說明紫外線照射可誘導免疫抑制。 3）人體對紫外線的防御機能1黑色素和角質(zhì)層：黑色

6、素能吸收多種光線，尤其是短波輻射，從而防止紫外線深入穿透組織，黑人的皮膚癌發(fā)病率極低便是例證。2DNA 的修復功能：正常人體對損傷的 DNA 有一定修復功能。當紫外線照射劑量不是很大，造成的 DNA 損傷不超過機體修復范圍時，機體能對損傷的DNA 進行修復，這對預防皮膚癌起很大的作用。該功能缺乏者如色素性干皮癥患者發(fā)生皮膚癌的機會是正常人的 2000 倍。3活性氧的消除機制：適量紫外線照射形成的活性氧可被體內(nèi)的維生素 C、維生素 E等氧化酶類消除，但過量的紫外線照射形成過量活性氧超過了身體的清除率，則必然會造成 DNA 的損傷。4免疫系統(tǒng)：NK 細胞既是細胞免疫監(jiān)視機構，又是非特異性的對癌細胞

7、起攻擊作用的細胞，能清除少量癌細胞。4）紫外線的衛(wèi)生防護適量紫外線照射能促進人體免疫反應，增強對疾病的抵抗力，增強物質(zhì)代謝，促進傷口愈合等，對兒童是預防佝僂病的最佳途徑，任何補鈣方式都不及日光浴。因此，兒童、長期在室內(nèi)、坑道、地下工作的人應適當曬太陽。過量曝曬會引起皮炎、眼炎、皮膚老化及至皮膚癌、白內(nèi)障。因此長期在野外、高山、海洋、沙漠工作，易受到過度照射的工作人員和官兵應注意防護。 紫外線防護措施 1 中午紫外線最強，夏季中午前后設置掩蔽所，在 10-14 點之間采取掩蔽，可擋去一天中 2/3 的紫外線。在 9 點以前 15 點以后可安排相當多的戶外活動。2熱天外出戴帽子，穿遮蔽較完整的衣服

8、。婦女喜歡的薄的織品可使 50%的紫外線到達肩部，男子的白襯衫平均可透過 20%的紫外線。3在皮膚表面涂一層可靠的紫外線吸收劑。4當必須在太陽中停留時，可以采取改變面部方向、垂頭、用手或手帕擋住頭部等保護措施。只要有可能，就應當利用影子，如建筑物的影子和自己的影子。5職業(yè)防護：如電焊工的護目鏡和面罩，不透紫外線的衣服和手套，對紫外線輻射采取特殊的工程設計和圍隔屏蔽等。32 a.大氣圈的對太陽輻射的削弱作用 b.太陽高度角對太陽輻射強度的影響 (090) c. 日照長度的變化 d. 地形因素的影響：朝向、坡度、海拔高度 e. 不同的生境中的太陽輻射不同3、影響地表太陽輻射的因素太陽輻射能與太陽高

9、度角I0大氣層質(zhì)量 m地球表面處法向太陽直射輻射照度：IN = I0P mm = L/L = 1/sin大大30 為什么太陽高度角接近0和90時垂直面的日射量都小？大氣層質(zhì)量1大氣層質(zhì)量2太陽日總輻射照度與朝向地點：北緯40中國四合院：座北朝南的典范 利用太陽高度角的特點，僅在北方出現(xiàn)4、建筑布局與日照日照的作用 冬季采暖：充分利用太陽能。特別是病房、幼兒活動室等。 自然采光需要：適當?shù)纳⑸漭椛?。但要避免直射眩光?紫外線 殺菌，促進合成維生素D導致皮膚癌 可見光獲得照明 紅外線 帶來輻射熱能佝僂病 佝僂?。≧ickets）俗稱缺鈣，在嬰兒期較為常見，是由于維生素D缺乏引起體內(nèi)鈣、磷代謝紊亂，

10、而使骨骼鈣化不良的一種疾病。佝僂病發(fā)病緩慢，不容易引起重視。佝僂病使小兒抵抗力降低，容易合并肺炎及腹瀉等疾病，影響小兒生長發(fā)育。因此，必須積極防治。日照的心理需要冬日室內(nèi)大片光斑對給人帶來溫暖愉悅的感覺，改善室內(nèi)的熱舒適感。日照過少導致人體產(chǎn)生的褪黑色素增加，引起精神憂郁。 研究表明，在一些緯度較高的地區(qū)，每當?shù)搅巳照諘r間變少的冬季，有些人會變得非常膽小、疲勞而又憂郁。隨著春夏的來臨，日照時間變長，這些癥狀會逐漸消失，人又恢復正常。日照與人類生育人類繁衍的生理機制十分復雜，既要產(chǎn)生精、卵細胞，還要保證胎兒正常發(fā)育。這就需要兩種關鍵物質(zhì)：維生素D和葉酸，兩者都與陽光照射密切相關。在人體內(nèi)，維生素

11、D要通過紫外線照射引發(fā)的光化學反應來合成；葉酸不能在人體內(nèi)合成，需要從食物中攝取，但在紫外線照射下會迅速分解。為最大限度地保護葉酸不被分解，同時合成足夠的維生素D，每一個人群的膚色都因所處環(huán)境的紫外線強度而不同。膚色變化源于日照。日照的標準住宅室內(nèi)的日照標準一般是由日照時間和日照質(zhì)量來衡量。中國地處北半球的溫帶地區(qū)，居住建筑一般總是希望夏季避免日曬，而冬季又能獲得充分的陽光日照射。北半球的太陽高度角在全年中的最小值是在冬至日。在我國一般民用住宅設計規(guī)范中，要求冬至日的滿窗日照時間不低于1小時（特別是底層住宅）。只有日照時間和日照面積都得到保證，才能充分發(fā)揮陽光中紫外線的殺菌作用。日照影響因素與

12、目標影響因素 緯度：決定太陽高度角和日射強度。 建筑布局：決定遮擋情況。目標 冬天盡量多：但太陽高度角低易被遮擋。 夏天盡量少：但太陽高度角高不易被遮擋。建筑布局與日照 日影 終日日影：一天中都沒有日照。 永久日影：終年沒有日照。 建筑布局與日照 建筑的互遮擋：不同建筑物相互遮擋。 建筑的自遮擋：建筑物一部分被另一部分遮擋。8:00建筑的互遮擋 冬至日的情況8:009:0016:0014:0013:0012:0011:0010:00終日日影區(qū)15:00北永久日影紅線區(qū)內(nèi)為永久日影區(qū)，終年沒有日照正方形和長方形的房子，沒有永久陰影和自身陰影遮蔽的情況。有關日照的規(guī)范與標準日照間距為了得到充分的日照，南北方向相鄰的樓間距不得低于一定限值 適用于南北行列式排列的板式建筑。北京 3957冬至日中國古代風水術中對“明堂”的要求風水術中稱陽宅大門前面或陰宅前方的空地叫“明堂”，認為是地氣聚合的處所。“明堂”以潔凈、寬廣、藏風、聚氣為佳。相地就是要選好明堂，然后點穴，達到趨吉避兇之目的。 中國古代風水術中對“明堂”的要求案山內(nèi)為大明堂，或稱外明堂，龍虎心里是中明堂，穴前為小明堂，或稱