Tartu observatooriumi nooremteadur Margit Aun uuris oma doktoritöös, kui palju jõuab UV-kiirgust Eestis maale ja inimesteni ning kuidas mõjutavad seda pilved. Esimest korda pandi kirja andmed Eesti UV-kiirguse spektrite ja koguste kohta.

Kuigi esimene UV-kiirgusega seotud instrument soetati Tõravere meteoroloogiajaama 1998. aastal, hakati ametlikult UV-indeksit mõõtma 2000. aastatel. «2004. aastal alustati Tartu observatooriumis UV-kiirguse mõõtmisi spektromeetriga, mis mõõdab kiirgust igal lainepikkusel. Meil ei olnud varem nii täpset teavet võimalik saada,» kirjeldab Aun.

Andmete mõõtmise abil tehti kindlaks UV-kiirguse koguste muutumised nii päevas kui ka aastas. UV-kiirguse päevaste dooside suurus sõltub suuresti sellest, kui kõrgele tõuseb päike ning kui tihe on pilvisus. Peale selle mõjutavad kiirgust osoon, aerosoolid ning albeedo ehk maapinna peegeldumisvõime.

Spektromeetril on mõõtepea, millele langeb valgus. Spektromeetri sees olevad mehhanismid suudavad ükshaaval eraldada lainepikkused ning käia kõik lainepikkused järjest läbi. «Mõõtmised algavad 280 ja lõpevad 400 nanomeetri juures. Spektromeeter käib kõik nanomeetrid ükshaaval läbi ja salvestab. See võtab aega umbes ühe minuti,» selgitab Aun. Vanem tööriist mõõtis aga hetkega kogu lainepikkustel olnud kiirguse ning jagas selle ise lainete vahel ära. «Praegu võib näiteks nii olla, et hakkame kiirgust mõõtma, päike paistab, kuid poole mõõtmise peal on pilv ette tulnud. Praeguse, 2009. aastal soetatud instrumendiga on mõõtmine seega täpsem,» lisab teadur.

Peale selle lõi Aun oma doktoritöö käigus ka mudeli, mis aitab UV-kiirguse kogused tagasiulatuvalt välja arvutada. «Nii mõnigi kord võib juhtuda, et instrumendil on olnud mingisugune rike ja andmed on jäänud saamata. Töötasime välja mudeli, mis aitab ka n-ö kaduma läinud doosid välja arvutada.»

Mudeli loomisel oli palju abi Tõravere ilmajaama andmetest, sest muuseas on nad näiteks mõõtnud ka summaarset päikesekiirgust ja maale tulevat otsekiirgust. «Samuti on neil olemas erinevad pilvisuse vaatlusandmed. Kuna meil on ilmajaamaga hea koostöö, siis saime võimaluse neid andmeid kasutada.» Nii saadi UV-kiirgus välja arvutada 1955. aastani. Auna sõnul on seesugune pika aja kiirgusdooside väljaarvutamine väga oluline, sest aitab kohalikke olusid paremini mõista.

UV-kiirgusest räägitakse vähe

Suvel on Eestis UV-kiirguse tase suhteliselt kõrge: UV-indeks on üle seitsme. «UV-indeks on avalikkuse teavitamiseks välja töötatud suurus, mille väärtused algavad nullist ning ulatuvad üle kümne. Mida suurem on UV-indeksi väärtus, seda rohkem on ohtlikku UV-kiirgust ja seega tuleks kasutada päikesekaitsevahendeid ning piirata päikese käes viibimise aega,» ütles Aun. UV-kiirgus on ohtlik juba siis, kui indeks ületab kolme.

Meiega sarnastel laiuskraadidel asuvad Soome, Rootsi ja Norra pööravad UV-kiirguse olulisusele palju rohkem tähelepanu ning nendes riikides korraldatakse erinevaid teavituskampaaniaid. «Igal kevadel räägitakse sellest neis riikides väga palju. Kui mõelda sellele, et oleme nendega UV-kiirguse mõttes tegelikult samas olukorras, siis peaksime ka Eestis mõtlema rohkem UV-indeksist ja kiirgusest teavitamisele.»

Aun on jälginud, kui palju räägitakse kevadel UV-indeksist näiteks Eesti meedias. «Kevadel on tavaliselt paar artiklit sel teemal, aga see on ka kõik. Põhjamaad räägivad igal aastal osooni ja UV-kiirguse töörühmade kohtumisel meile sellest, kuidas neil on nahavähi juhud kasvanud ning seetõttu pööratakse seal sellele ka rohkem tähelepanu.»

Kui varem oli kevadel ja suvel võimalik UV-indeksit jälgida ainult Tõravere mõõtmispunkti abil, siis nüüd saab vajalikku teavet ka Haapsalu, Tallinn-Harku, Pärnu ja Saaremaa mõõtmispunktidest. «Ilmateenistuse kodulehel on graafikud koos värvikoodidega, mis on maailma tervishoiu organisatsiooni väljatöötatud. Suvel tasub neid andmeid kindlasti jälgida.»

Auna sõnul on väga oluline teada, kui suured on UV-kiirguse kogused, sest sel on nii inimesele kui ka üldiselt ökosüsteemile suur mõju. Teadur ütleb, et kõige rohkem räägitakse UV-kiirgusest nahavähi tõttu. Sageli on juttu ka üldiselt erüteemsest kiirgusest, mis tekitab naha punetust. «Samas on väga oluline UV-kiirguse kasulik mõju D-vitamiini sünteesil. Kui teatakse, kui suured on UV-kiirguse doosid teatud ajal või ilmastikutingimustes, siis teame, millised protsessid saavad toimuda.»

Tõravere teadurid tegelevad ka D-vitamiini sünteesiks vajaliku kiirguse uurimisega, et saada teada, millal on Eestis piisavalt vajalikku kiirgust D-vitamiini sünteesiks. «Põhjapoolsetes piirkondades on see oluline küsimus, sest päikesekiirgust on suur osa aastast vähe.»

Pilvisus mõjutab kiirgust

UV-kiirgust jaotatakse kolmeks: UVC (10–280 nm), UVB (280–315 nm) ja UVA (315–400 nm). Auna sõnul ei jõua UVC maapinnani, sest see neeldub atmosfääris. Ka UVB lühemad kiired ei jõua maapinnani, kuna osoon neelab need. «Kuigi spektromeeter on nii sätitud, et see hakkaks mõõtma alates 280 nanomeetrist, siis saame tegelikult esimesed kasutatavad andmed alles alates 295 nanomeetrist.» Talvel on see arv isegi 310 nanomeetrit, mis tähendab, et ohtlikumat UVB-kiirgust (footoni energia on suurem) jõuab meieni üsna vähe.

UV-doose arvutati uurimuse käigus kindla aja vältel. Nii vaadeldi päevadoose või siis keskpäeval kuut tundi, mil inimesed veedavad suvel suurema osa ajast väljas. «2011. aasta oli UV-kiirguse summaarne kogus Eestis kõige kõrgem. Ühelt poolt oli üldist päikesekiirgust rohkem kui keskmiselt teatud aja väiksema pilvisuse tõttu. Teisalt oli ka keskmine osoonitase madalam ning see võimaldas rohkemal kiirgusel maapinnani jõuda,» selgitab Aun. Suvel selge ilmaga ulatuvad kõrgeimad UVB päevased kogused Tõraveres üle 30 kJ/m² kohta ning UVA kogused üle 1500 kJ/m² kohta. Südatalvel võivad need olla aga vastavalt kuni 300 kuni 50 korda väiksemad.

Auna sõnul on aga UV-kiirguse maale jõudmise puhul väga oluline pilvisus, mis mõjutab kiirguse maale jõudmist kõige rohkem. Aun võttis uuringu ajal vaatluse alla erinevad pilveliigid. Esmalt vaadeldi lauspilvisust suvisel ajal olenemata pilvede liigist. Ka väga paksude pilvede puhul jõuab maapinnale siiski üsna palju päikesekiirgust, mis tähendab, et ka siis on UV-kiirguse kaitse oluline.

Töös vaadeldi eraldi alumisi pilvi, mis on kõige paksemad, ja keskmisi pilvi. «Meie õnneks on Tõraveres olemas pilvepäevik, kus määratakse pilvi kolmel kõrgusel ning märgitakse ka peamised pilveliigid. Enamikus kohtades selliseid andmeid aga pole ja seetõttu ei saa ka uuringuid teha. Tavaliselt määratakse alumised pilved ja kogu pilvisus, aga meil oli võimalik erinevaid pilveliike täpsemalt vaadelda.» Auna sõnul saab alumistest pilvedest keskmiselt läbi 1/3 päikesekiirgusest, keskmistest ja õhematest pilvedest 2/3 kiirgusest. Samas on pilved oma olemuselt väga varieeruvad ning seetõttu muutub ka neist läbi tulnud kiirguse hulk suures ulatuses.

Soojale maale puhkama minnes võidakse tihti unustada, et ka varjus on võimalik päikesepõletus saada. «Eestis võtab see muidugi rohkem aega, et varjus olles päikesepõletus tekiks, kuid soojemates riikides on see risk suurem. UV-kiirgusel on valguse lühemad lainepikkused ning need hajuvad paremini, mistõttu jõuavad need ka näiteks puu varjus oleva inimeseni.»

Ka osoonikiht mõjutab seda, kui palju UV-kiirgust maale jõuab. Auna sõnul hakkas osoonitase langema 1980. aastatel ning peatus 2000. aastatel. Praeguseni on see olnud püsivalt ühel tasemel ning on hakanud isegi veidi tõusma. «Ilmselt on osoonikihi kaitsmiseks loodud lepingud riikides üle maailma sellele kaasa aidanud ja tundub, et need mõjuvad. Olen näinud prognoose, mis ütlevad, et osoonikiht võiks meie laiustel taastuda umbes 2050. või 2070. aastaks. Pikk tee on veel muidugi minna.»

UV-kiirgus sõltub ka aerosoolist, mille muutusi ei ole kerge ette näha. «Praegu oleme tegelikult jõudnud üsna heale tasemele – see näitab taas seda, et inimesed on mõistlikumalt käituma hakanud. Praegu jõuavad meieni suured aerosoolikogused näiteks suvel, kui Venemaal või mujal Ida-Euroopas on laiaulatuslikud metsatulekahjud.»