全球太阳紫外线指数[1]，即UVI，是一个国际公认的衡量标准，主要是为了让公众了解紫外线辐射的健康风险和防晒。UVI使用简单的整数值，通常是0到11+，来描述地球表面的太阳紫外线辐射水平。对皮肤和眼睛造成伤害的可能性增加，而伤害发生的时间将随着紫外线指数值的增加而减少。UVI值在一天中不断变化，并因地点[2]和时间的不同而变化很大。UVI的每日历史和预测通常是针对最大值报告的，即当地太阳正午时的晴空条件，此时太阳在天空中的位置最高。

当地的UVI可以通过适当配置的光谱辐射仪的测量数据来最准确地确定。

Exposure risk

UVI Range

Low

0 – 2

Moderate

3 – 5

High

6 – 7

Very High

8 – 10

Extreme

11 +

UVI 暴露类别

地面上的绝对太阳紫外线辐射水平是以W/m2为单位测量的，这是辐照度的测量方法。CIE红斑作用光谱[3]模拟了白种人皮肤的晒伤（红斑）倾向。UVI是由有效红斑辐照度得出的，该辐照度是通过整合实际的紫外线辐照度，并以CIE红斑作用谱加权而确定。UVI值为1，相当于有效红斑辐照度为25mW/m2。

CIE 1998 红斑作用光谱图

由于红斑函数的动态范围很宽，而且在狭窄的光谱范围内，红斑函数的作用力急剧下降超过30年，因此不可能用基于滤波器的宽带辐射计非常精确地实现。因此，公共卫生和其他研究应用最好通过太阳辐照度的光谱辐射测量来实现。由此产生的光谱辐照度数据，W.m-2.nm-1，可以通过精确的红斑函数进行加权，以提供有效红斑辐照度的精确评估，从而提供UVI。

紫外线区域的辐照度与太阳光谱中较长波长的辐照度之间存在极大的强度差异，这对光谱辐射仪本身也是一个挑战。不可避免的是，一些可见光和近红外辐射在仪器内被 "散射"，并可能被错误地探测到，就像它是紫外线辐射。即使是看起来可以忽略不计的杂散光，在经过红斑函数加权后也会变得很重要。因此，紫外线太阳辐照度的光谱测量通常使用基于双单色器的光谱辐射仪，因为它们具有出色的散射光抑制规格。

用BTS2048-UV-S和一个双单色器进行的太阳测量比较。

然而，Gigahertz-Optik公司通过其当代基于CCD的紫外光谱辐射仪BTS2048-UV-S（实验室版）和BTS2048-UV-S-WP（防风雨版），提供了一个紧凑而经济的替代方案[4] [5]。对于更广泛的用途，也可以使用具有有效红斑辐照度响应的XD-9506宽带辐射探测器。BTS2048-UV-S-WP 系列已根据 WMO 成功验证，并与 [4] 和 [6] 中的 Brewer 进行了比较。

参考文献

[1] WHO Typical UVI values worldwide

[2] WHO Typical UVI values worldwide

[3] ISO 17166:1999(E)/CIE S 007/E-1998, “Erythema Reference Action Spectrum and Standard Erythema Dose”

[4] R. Zuber et al. 2018, “Global spectral irradiance array spectroradiometer validation according to WMO”, Meas. Sci. Technol. 29 105801

[5] S. Lorenz et al. 2018, BTS Array Radiometer Validation for Solar UV Radiation Monitoring and Integration of the Alpine Climate Region, ECUVM 2018, Vienna

[6] González, C., Vilaplana, J. M., Bogeat, J. A., and Serrano, A.: Comparison of global UV spectral irradiance measurements between a BTS CCD-array and a Brewer spectroradiometer, Atmos. Meas. Tech., 15, 4125–4133, https://doi.org/10.5194/amt-15-4125-2022, 2022.