Autor článku:

Hana Škopová

Fakta a zajímavosti o Slunci – jak na nás působí UV záření?

Základní informace a Slunci a o slunečním záření, které dopadá na povrch Země. Jaké účinky má UV záření a proč je Slunce vlastně tak nebezpečné?

Slunce – hvězda, která nám dává život

Slunce je středem naší sluneční soustavy a svou velikostí předčí všechny planety – Merkur, Venuši, Mars, Jupiter, Saturn, Uran a Neptun a s průměrem 1,4 milionu kilometrů je téměř 110krát větší než Země. Tato obrovská hvězda nám dává světlo a teplo potřebné pro růst rostlin a život všech tvorů. Starověcí Egypťané uctívali Slunce jako nejmocnějšího z bohů. Slunce však není největší hvězdou v Galaxii. Vypadá velké a jasné, protože je od Země vzdálené pouze 150 milionů kilometrů. Světlo ze Slunce k nám přiletí za 8 minut, světlo ze Siria, další nejjasnější hvězdy, k nám letí 8 let. Ve srovnání s jinými hvězdami Slunce patří mezi ty menší. Hmotnost Slunce je přibližně 333 000 hmotností Země. Slunce je velké a hmotné a díky silné gravitaci k sobě přitahuje okolní planety. Planety také mají svou vlastní kinetickou energii a bez přitažlivosti Slunce, které stáčí oběžné dráhy planet, by ulétly do prostoru. Přibližně jednou za 28 dnů se Slunce otočí kolem své osy.

Slunce – všechno začalo před 5 miliardami let

Vědci se domnívají, že sluneční soustava vznikla před 5 miliardami let, patrně když explodovala blízká hvězda a zhroutila se do obrovského mračna prachu a plynu. Z horkého středu se stalo Slunce a z některých menších kusů se kolem něj vytvořily planety. Z dalších částic vznikly komety a planetky (asteroidy), které také obíhají kolem Slunce. Původní sluneční soustava byla vířící směsicí horkého plynu a kamenných úlomků. Komety a planetky narážely do planet a jejich měsíců a vytvořily na nich krátery, které jsou viditelné dodnes.

Slunce – kde se mění hmota na energii

Slunce je mohutná plynová koule složená mj. ze 70 % vodíku a 27 % hélia. Hustota plynu se směrem k povrchu snižuje. U Slunce rozlišujeme sluneční jádro a sluneční atmosféru. Slunce získává energii přirozeným procesem jaderné syntézy – jádra atomů vodíku se vzájemně srážejí, slučují se a vytvářejí jádra helia. Při každé z těchto reakcí dochází k přeměně části hmoty v energii. K termonukleárním reakcím dochází v jádru Slunce, kde se teplota pohybuje kolem 15 milionů stupňů Celsia. Horká hmota je předávána na nesourodý sluneční povrch, chladnější hmota stéká směrem k jádru. Tyto vnitřní pohyby vedou k mohutným erupcím na slunečním povrchu, v tzv. fotosféře. Zde dochází k neustálému víření horkých plynů a silných magnetických polí. Koróna (vnější atmosféra Slunce) je stejně horká jako střed Slunce, avšak plyny uvnitř koróny jsou velmi řídké, protože plynné částice jsou od sebe velmi daleko. Takže kdybyste do této výhně vložili ruku, žádné teplo byste nepocítili.

Během zatmění Slunce (když Země stojí přesně ve stínu Měsíce) lze korónu pozorovat jako žhnoucí prstenec kolem zatmělého Slunce. Během zatmění jsou nejlépe viditelné tzv. protuberance – výtrysky plynu na okraji slunečního disku, které dosahují výšek až několik stovek tisíc kilometrů. Zatmění Slunce lze sledovat vždy jenom na velmi malé části Země a může trvat nejdéle 7,5 minuty.

Slunce – zdroj záření, které je všude kolem nás

Z koróny proudí tzv. sluneční vítr. Ten se skládá z elektronů a protonů (elektricky nabitých částic) a pohybuje se směrem od Slunce rychlostí 3 miliony kilometrů za hodinu. Tvoří heliosféru, která zahrnuje magnetická pole a elektrická proudění a vyplňuje celý prostor sluneční soustavy, který se nám zdá být prázdný. Heliosféra chrání náš planetární systém před kosmickým zářením. Chladnější oblasti na povrchu Slunce se jeví jako tmavé skvrny – skvrny na Slunci. Sluneční erupce jsou velké magnetické bouře a výbuchy, ke kterým dochází blízko slunečních skvrn. Sluneční erupce vyvrhují nabité částice a tím uvolňují ohromné množství energie do prostoru. Když se setkají s nabitou svrchní atmosférou Země blízko magnetických pólů, vytvoří vlání barevného tančícího světla, nazvané severní nebo jižní polární záře.

Slunce svítí na obloze téměř pět miliard let a vědci se domnívají, že má v jádru dostatek vodíku, který bude dalších 5 miliard let spalovat. Pak se bude rozpínat, až se z něj stane červený obr, než se smrští ve slabou bílou hvězdu.

Jaká záření ze Slunce rozeznáváme?

Slunečních paprsků je známo několik druhů. Samozřejmě sem patří viditelné světlo, ale sluneční paprsky obsahují také neviditelné infračervené a ultrafialové záření. Infračervené paprsky vnímáme jako teplo, kterým nás slunce zahřívá. Ultrafialové čili UV záření nemůžeme ani vidět, ani cítit, ale přesto výrazně ovlivňuje náš život.
Před dopadem na zemský povrch prochází sluneční záření zemskou atmosférou, která funguje jako filtr. Viditelné světlo a infračervené záření jí prochází téměř beze změny, zatímco ultrafialová složka slunečního záření je ozónovou vrstvou atmosféry zčásti absorbována.

Jak nás chrání ozonová vrstva?

Ochranu nám do jisté míry poskytuje ozónová vrstva. Ta se nachází ve výšce 15 km a vzniká tak, že UVC záření je absorbováno kyslíkem. Namísto obyčejné molekuly kyslíku 02 tak vznikne tříatomová molekula O3, tedy ozón. Pokud se ale 03 potká s oxidy dusíku, rozpadá se, jeho vrstva se ztenčuje a škodlivé záření přes ni může lépe procházet. K největším zdrojům oxidů dusíku patří doprava a chemický průmysl. K jejich uvolňování však dochází prakticky při jakémkoliv spalování. Právě neustálé ztenčování ozonu kolem naší planety je hlavním viníkem toho, že se kdysi z opalování, coby módního hitu, stal dnes už hazard se zdravím. Jednou z příčin vzestupu výskytu kožních nádorů je právě ztenčení ozónové vrstvy, a tedy snížení její filtrační schopnosti.

Typy UV záření a jejich vliv na pokožku během opalování

Co bychom mohli o záření ze slunce vědět, než se začneme opalovat? Absorpcí UV záření kůží dochází ke vzniku kyslíkových radikálů, které strukturu kůže poškozují a snižují tak její přirozenou obranyschopnost a obnovu.
Podle vlnové délky, udávané v nanometrech (nm), se UV záření rozděluje do tří oblastí:

Záření nejkratší vlnové délky (200-290 nm) - UVC

UVC záření je ze všech UV záření je nejvíce nebezpečné, zcela ho však absorbuje atmosféra a ozonová vrstva, takže se na zemský povrch nedostane.

Záření střední vlnové délky (290-320 nm) - UVB

UVB záření částečně prochází atmosférou a způsobuje pigmentaci kůže, její spálení a podílí se také na vzniku kožních nádorů. Asi 50 až 60 % UVB paprsků je filtrováno ozónovou vrstvou atmosféry, zbytek dopadá na zemský povrch a tím i na naší kůži. UVB paprsky jsou také velmi agresivní, působí především na vrchní část pokožky. Právě ony mají na svědomí, že se spálíme. S odstupem doby vyvolávají pigmentaci kůže. UVB záření ovlivňuje imunosupresi – poškozuje imunitní systém v kůži a na buňky pokožky může působit rakovinotvorně (podílí se tedy na vzniku kožních nádorů). UVB záření neprochází sklem.

Záření dlouhé vlnové délky (320-400 nm) - UVA

UVA záření prochází atmosférou a vyvolává přímou pigmentaci. Dlouhou dobu se mylně předpokládalo, že nemá škodlivé účinky, ale i toto dlouhovlnné záření se podílí na vzniku kožních nádorů. UVA záření proniká do hloubky kůže a tady páchá svou nebezpečnou destrukční činnost. Tím, že se dostává hlouběji do kůže, způsobuje chronické změny, rychlejší pigmentaci, poškození DNA buněk a je zodpovědné za tvorbu kožních nádorů. UVA proniká i sklem, proto proti němu nejsme chráněni ani v autě nebo ve vlaku. O trochu více blokují množství UVA záření tónovaná skla.

Poměr UVA a UVB záření dopadajícího na zemský povrch je přibližně 95:5. Vyšší vlnové délky vnímáme již pouze jako teplo (infračervené záření).

Slunce život dává i bere?

Proč tolik humbuku kvůli letnímu sluníčku? V nechráněné kůži vystavené přímému slunci vyvolává UV záření změny ve struktuře buněk pokožky a také ovlivňuje jejich funkci. Po mnoha letech expozice slunečnímu záření je kůže trvale poškozena a toto poškození se s každým dalším vystavením se slunci zhoršuje. Tento vývoj se popisuje nejčastěji jako předčasné stárnutí kůže, ale ve skutečnosti se od skutečného stárnutí liší. I ve vysokém věku zůstávají partie kůže, které nebyly během života vystaveny slunečnímu záření, hladké, bez pigmentových skvrn. Tato přirozeně stárnoucí kůže je tenčí než v mládí, někdy se přirovnává k cigaretovému papírku, ale má relativně málo vrásek a zůstává částečně elastická. Kůže, která naopak byla nadměrně vystavena slunečnímu záření, je ztluštělá, zhrubělá, tužší na pohmat, postupně v průběhu desítek let se na ní objevují pigmentové skvrny a původně světlá kůže získává nažloutlý nádech. Kůže ztrácí svoji elastičnost, napětí a objevují se četné vrásky, hlubší záhyby i rýhy. Tyto změny jsou patrné zejména na kůži, jež byla slunci vystavena dlouhodobě nejvíce, jako je kůže obličeje, dekoltu, šíje, hřbetu rukou, předloktí, zevních partií paží a lýtka. Na kůži po léta vystavené slunečnímu záření se mohou tvořit také červená šupící se ložiska, tzv. solární keratomy. Nejdůležitější varování je však to, že sluneční UV záření může vyvolat vznik kožních nádorů, včetně velice zhoubného melanomu.

Spálenina není to nejhorší – jaká další rizika na slunci hrozí?

Na čem závisí množství dopadajícího UV záření?

Množství UV záření dopadající na zem závisí na:

ročním období (v létě asi 3x více než v zimě, UVB složky je v létě dokonce 10x víc než v zimě)
místu ozařování (blíže k rovníku se prodlužuje doba osvitu)
počasí
denní době (max. množství UV záření dopadá na zem v době nejvyšší polohy slunce na obloze – kolem 12. hod. v zimě a 13. hod. v létě)
nadmořské výšce (riziko spálení kůže je až 5x silnější v tropech než ve Skandinávii)
prostředí (prach, vodní kapky, mlha, sníh, vodní hladina, bílé stěny) - rozptýlené a odražené paprsky dávku UV záření zvyšují

Část UV paprsků dopadne na zemský povrch přímo ze slunce, většina je ale rozptýlena v atmosféře různými částicemi prachu, vody či mlhy a na zem dopadne nepřímo, až po odrazu těchto částic. UV záření se odráží také od některých povrchů. Spálit se lidé mohou i během lehce zamračeného dne. Mraky rozptylují UV paprsky všemi směry a určitá část jich tedy dopadne i na zemský povrch. Pouze hodně zamračená obloha s těžkými mraky pohltí i více než 90 % UV záření. Na volném prostranství na nás dopadne více paprsků než tam, kde se lze občas uchýlit do stínu stromů či budov. Slunečník na pláži nemůže člověka ochránit dostatečně, protože nezabrání dopadu paprsků odražených od písku nebo od vodní plochy. Proto se za hodně slunného dne lze opálit i ve stínu. Nesmíme zapomínat, že se můžeme spálit i za chladného dne s jasnou oblohou, protože UV paprsky nejsou teplé.

Kdy a kde slunce pálí nejvíc?

V našich zeměpisných šířkách jsou nebezpečné zejména květen, červen, červenec a srpen. Ale pozor – během jasného slunečného dne na jaře či na podzim může dopadnout na povrch více UV záření než při zataženém deštivém dni v létě. Téměř notoricky známé je varování před poledním sluníčkem. Množství UV záření totiž kolísá v průběhu dne. Za slunečného dne dosáhne intenzita UV paprsku maxima v době, kdy je slunce nejvýše na obloze a září nám přímo nad hlavou. Intenzita UV záření souvisí s délkou dráhy slunečních paprsků v atmosféře – čím je dráha kratší, tím je UV záření méně pohlcováno atmosférickým ozónem, a proto stoupá riziko poškození nechráněné pokožky. Bývá to ve 12 hodin v zimě a asi ve 13 hodin letního času. Téměř 50 % celkové denní dávky UV paprsků dopadne na zemi mezi 11. a 13. hodinou v zimě, resp. mezi 12. a 14. hodinou v létě. Je to doba, kdy se lze nejsnadněji a nejrychleji spálit. Podstatné je pro intenzitu záření také nadmořská výška. S mnohem větší pravděpodobností se lidé mohou spálit kůži vysoko na horských svazích než na úrovni moře. Tenčí vrstva atmosféry v horách zachytí méně UV záření, takže ve výšce 2000 m je asi o 20 % větší intenzita UV záření než v nulové nadmořské výšce (intenzita UV záření stoupá o 4 % s každými 300 metry nadmořské výšky).

Co je UV index?

UV index je číslo s hodnotou 0 až 11+, kterým se specifikuje intenzita slunečního záření v dané lokalitě. UV index nám říká, jak rychle má slunce schopnost nás spálit (vyvolat zarudnutí pokožky). Přesně stanovit hodnotu UV indexu není jednoduché, protože je ovlivněna řadou faktorů, kterými jsou zeměpisná poloha, nadmořská výška, roční a denní doba, oblačnost a obecně počasí a také množství ozónu. UV index je tedy mezinárodně uznávaný způsob měření intenzity UV záření, které slunce vyzařuje na konkrétním místě a v konkrétním čase. V České republice stanovuje hodnotu UV indexu např. Český hydrometeorologický ústav a lze jej dohledat na internetu nebo ze zpravodajství o počasí. Aktuální denní intenzita UV záření je důležitá pro míru ochrany před sluncem. Při vysokém stupni UV indexu byste měli o to více dodržovat zásady bezpečného pobytu na slunci a používat ochranné přípravky s UV filtry.
Více v článku: Zásady pobytu na slunci – jak ošetřit spálenou kůži?