DISTRIBUCIÓN GLOBAL DE LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA

La radiación UV varía de acuerdo con la ubicación geográfica; sobre la zona ecuatorial, como es el caso de Colombia, los rayos solares caen más directamente que en las latitudes medias y la radiación UV resulta ser más intensa en esa área.

Otro factor que influye en los valores de radiación UV en superficie es la cantidad de ozono en la atmósfera, ya que una reducción en esta implicará un aumento en la radiación que alcanza la superficie terrestre. Las zonas con menor contenido del ozono total a nivel mundial, están concentradas específicamente en el sector oriental de la cuenca del Pacífico Tropical y en amplios sectores del norte y centro de Suramérica, el Atlántico tropical y el centro de África, donde se registran valores por debajo de 240 Unidades Dobson (UD, Unidad de medida para determinar la cantidad de ozono en toda la columna atmosférica). Debido a lo anterior, estas zonas están expuestas a altos niveles de radiación en superficie durante todo el año.

En la Figura 1 se muestra el máximo valor del índice (IUV) a nivel global, para cielos despejados de un día en particular (en este caso es el pronóstico del IUV para el 28 de octubre de 2006), el cual se puede presentar hacia el mediodía. Se observa que una de las zonas con valores más altos del índice es la parte central de Suramérica y la zona norte y occidental de Colombia, donde están ubicadas las regiones Andina, Pacífica y Caribe. Los valores en estas regiones de Colombia, alcanzan los valores más extremos y peligrosos de la escala, superiores a 14.5.

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El índice UV (IUV) es una medición sencilla de la intensidad de la radiación ultravioleta en la superficie de la Tierra. Se ha desarrollado como un indicador que asocia la intensidad de la radiación solar ultravioleta (principalmente la UV-B) incidente sobre la superficie de la Tierra, con posibles daños en la piel humana y es una medida de orientación dirigida a promover en la población una exposición saludable al Sol, ya que ésta es necesaria para diversos procesos biológicos del organismo humano.

Los índices UV indican la intensidad de la radiación UV-B en una escala del 1 al 11+ (entre más alto sea el índice, más peligrosa la exposición a la radiación UV). De acuerdo con la Figura 2, en la cual se presenta el máximo valor diario pronosticado del índice UV a nivel global, teniendo en cuenta el cubrimiento de las nubes (a) y para cielos despejados (b), en ambos casos en los trópicos se pueden encontrar valores extremos del IUV, del orden de 14,5 o superiores.

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Figura 2. Pronóstico del IUV para el 13 de septiembre de 2017 con nubosidad y para cielos despejados. (Fuente: Deutscher Wetterdienst)

Estos mapas de pronóstico del índice IUV realizados por el instituto alemán Deutscher Wetterdienst, muestran que la disminución del índice por el cubrimiento de las nubes no es tan alta, sobretodo en sectores de cordillera del país

DISTRIBUCIÓN ESPACIAL Y TEMPORAL DE LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA EN COLOMBIA

La intensidad de la radiación ultravioleta en el territorio nacional, se presenta en los mapas de la figura 4 a nivel mensual y en el mapa de la figura 3 a nivel anual y en ellos se muestran los promedios mensuales del máximo valor diario del índice ultravioleta (IUV), que se puede presentar hacia el mediodía, con cielos despejados.

Para la elaboración de los mapas se utilizó el modelo matemático que expresa la atenuación de la radiación solar en términos de los efectos de absorción y dispersión de los componentes atmosféricos, a través de la ley de Lambert-Beer. El modelamiento se realizó en las bandas espectrales 305, 320 y 340 nanómetros, sobre la superficie terrestre.

Análisis promedio anual

En el mapa anual, se observa que el comportamiento espacial de la radiación ultravioleta en el país depende en un alto porcentaje del comportamiento que presente en la atmósfera el ozono total, el cual permite que llegue mayor o menor cantidad de radiación ultravioleta a la superficie del territorio nacional. Se presentan las menores intensidades del IUV en gran parte de la región Caribe y el norte de las regiones Pacífica y Orinoquia, con valores del IUV entre 7 y 8, catalogados como una exposición muy alta y peligrosa, de acuerdo con las especificaciones internacionales de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Los valores más altos del IUV se registran en amplios sectores de la región Andina, especialmente en zonas de montaña de Antioquia, santanderes, Boyacá, Cundinamarca, Eje Cafetero, Tolima, Huila, Valle del Cauca, Cauca, Nariño y Chocó, además en el piedemonte Llanero, con valores del IUV entre 11 y 13, catalogados como una exposición extremadamente alta y peligrosa.

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Análisis espacio temporal a lo largo del año

El comportamiento a lo largo del año de la radiación ultravioleta sobre el territorio colombiano, depende en un buen porcentaje del movimiento aparente del Sol en su paso por el país, cuya posición latitudinal geográfica se encuentra entre más o menos 4 grados sur en el Amazonas y 12 grados norte en la Guajira. Esta posición define los resultados presentados en los mapas así:

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Durante todo el año el país está expuesto a altos valores de radiación ultravioleta, los cuales están catalogados como de riesgo, por lo que se sugiere seguir las recomendaciones para la exposición saludable al Sol.

En el año se presentan dos periodos con mayor incidencia de radiación ultravioleta en el país, uno alrededor de marzo y el otro alrededor de octubre, en razón de que en estos meses el Sol alcanza las mayores alturas sobre el horizonte geográfico y por esto los rayos solares también alcanzan mayor perpendicularidad sobre el territorio colombiano. Los mapas reflejan esta situación, se observa que a partir de febrero va aumentando la radiación ultravioleta y en marzo alcanza el mayor valor, después disminuye progresivamente hasta julio y en agosto se vuelve a incrementar hasta octubre, para finalmente disminuir hasta enero, siguiendo el movimiento aparente del Sol, variable conocida como declinación solar y los puntos de referencia para el seguimiento de esta, son los paralelos que delimitan la zona intertropical, entre el trópico de capricornio en el hemisferio sur y el trópico de cáncer en el hemisferio norte. Es así que el 21 y 22 de diciembre (en el Solsticio de invierno) el Sol se encuentra sobre el trópico de capricornio, por eso la radiación ultravioleta en Colombia es baja ya que la distancia cenital de posición del Sol es mayor y por lo tanto disminuye la perpendicularidad de los rayos solares sobre el territorio colombiano; a continuación inicia su movimiento aparente hacia el norte y en el equinoccio de primavera (el 21 de marzo) el Sol se encuentra perpendicularmente sobre el eje del ecuador terrestre, aumentando la incidencia de la radiación ultravioleta sobre el país, la cual, vuelve a disminuir hasta el 21 de junio (en el Solsticio de verano) cuando el Sol se encuentra sobre el trópico de Cáncer, posteriormente vuelve a incrementarse la perpendicularidad sobre el eje del ecuador alrededor del 21 de septiembre y finalmente vuelve a disminuir hasta el 21 de diciembre y así sucesivamente.

VARIABILIDAD DEL ÍNDICE ULTRAVIOLETA EN ALGUNAS CIUDADES DEL PAIS

Teniendo en cuenta la información de los espectrorradiómetros Biospherical GUV-511 utilizados por el IDEAM, en la Figura 5 se presenta el comportamiento del promedio mensual del índice UV, obtenido a partir del máximo promedio horario durante el día, en las ciudades de Bogotá, Pasto y San Andrés. En el caso de Bogotá, se puede observar un comportamiento bimodal, en el que los valores más altos se presentan entre enero y marzo, con valores del IUV entre 9 y 10 y en agosto y septiembre, con valores entre 8 y 9. En Pasto los valores más altos están entre diciembre y febrero y en abril, con valores del IUV cercanos a 9, mientras que durante el resto del año los valores son cercanos a 8. Para el caso de la isla de San Andrés, los valores más altos se dan entre febrero y mayo, con valores del IUV alrededor de 8 y los más bajos están en noviembre y diciembre con valores del IUV cercanos a 6. En estos comportamientos influyen factores como: la cantidad de ozono total en la atmósfera del país, la inclinación del eje de rotación de la Tierra (posición del Sol y latitud), la altitud y el cubrimiento de las nubes, entre las principales.

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Variabilidad estacional de la radiación UV en Bogotá

a. Variabilidad estacional de la radiación UV-B en la estación Eldorado

En la figura 6 se presenta el comportamiento del promedio mensual de la radiación UV-B integrada en el día en la estación Eldorado para los canales 305nm, 320nm y el promedio integrado para todo el rango de la radiación UV-B obtenido a partir de estos dos canales. Se observa que los menores promedios de radiación UV-B se dan entre abril y junio y entre septiembre y diciembre y los meses de mayor promedio son enero, febrero y marzo. Hacia los meses de julio y agosto también se presentan valores de radiación levemente por encima del promedio.

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b. Variabilidad estacional de la radiación UV-B en la estación Eldorado

El comportamiento del promedio mensual de la radiación UV-A integrada en el día, en la estación Eldorado para los canales 340nm y 380nm, se presenta en la figura 7, así como, el promedio integrado para todo el rango de la radiación UV-A obtenido a partir de estos dos canales. Se observa que los menores promedios de radiación UV-A, también se dan entre abril y junio y los meses de mayor promedio son enero, febrero, julio y agosto (meses que hacen parte de las dos temporadas secas en el centro del país).

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Teniendo en cuenta los anteriores comportamientos de la radiación integrada diaria UV-B y UV-A, se tratará de estimar cual es el porcentaje de estos dos componentes de la radiación ultravioleta con respecto a la radiación global acumulada diaria incidente en la ciudad de Bogotá, tomando como ejemplo el mes de enero:

De acuerdo a los datos de radiación global de la estación Aeropuerto Eldorado, para el periodo 1981 a 2006, el promedio de la radiación global acumulada diaria en enero es de 4681,9 w/m² que equivale a 16855 Kj/m².

La suma de la UV-B integrada y la UV-A integrada es igual a: 95 +860 = 955 KJ/m²

Esto equivale a que la radiación UV (A+B) es el 5,7% de la radiación global incidente.

Si se tiene en cuenta que la teoría dice que entre el 0,5% y el 1,0% de la radiación global es radiación UV-C, se confirma lo que también dice la teoría, de que entre el 6% al 7% de la radiación global corresponde a la radiación ultravioleta.

c. Variabilidad estacional del Índice ultravioleta en la estación Eldorado

En la figura 8(a) se presenta el comportamiento del promedio mensual del máximo horario durante el día del índice UV, en la estación Eldorado, donde se puede observar que se presenta un comportamiento bimodal en el que los valores más altos se presentan entre enero y marzo y en agosto y septiembre. Por otro lado, en la figura 8(b) se presenta el comportamiento del promedio mensual del máximo instantáneo durante el día del índice UV, observando que se presentan dos máximos, uno en febrero y otro en agosto.

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