Vorsicht: Die Sonne schießt auch aus der Hüfte!

Münchner Forscher entwickeln eine Landkarte der UV-Bestrahlung des menschlichen Körpers durch die Sonne und machen dabei neue Entdeckungen

Sonnenanbeter sind im Freien einer deutlich höheren UV-Bestrahlung ausgesetzt als bislang angenommen. Mit dem international standardisierten UV-Index wird die Strahlendosis nur an horizontal ausgerichteten Flächen gemessen, doch auch seitlich auftreffende Strahlen belasten die Haut. Ein Münchner Forscherteam hat ein neues Modell zur Messung der UV-Bestrahlung des gesamten menschlichen Körpers vorgestellt.

Die Wirkung der UV-Strahlung auf die menschliche Haut hängt von mehreren Faktoren ab: von der Verteilung der direkten Sonnenstrahlung, von der diffusen Himmelsstrahlung, von der am Boden reflektierten Strahlung und von der Körperposition. Doch der Großteil der weltweiten Routinemessungen von UV-Strahlung, z. B. der international standardisierte UV-Index, bezieht sich nur auf horizontal ausgerichtete Flächen, also bei Sonnenbadern auf dem Teutonengrill. Die dabei gewonnenen Messwerte geben dementsprechend auch nur die UV-Bestrahlung der horizontalen Flächen des menschlichen Körpers wieder, also z. B. der Oberseite des Kopfes, der Schultern und der Fußrücken einer stehenden Person. Die restlichen Körperpartien bleiben völlig ausgespart und ebenso die belastung einer aktiven, stehenden Person.

Um nun der tatsächlichen Strahlenbelastung auf die Spur zu kommen, maß ein Wissenschaftlerteam um Peter Höppe von der Forschungsgruppe Geowissenschaften der Münchner Rückversicherung drei Jahre lang alle zwei Minuten an mehreren Stellen in Bayern die UV-Strahlung. Dabei kam ein neu konzipiertes Gerät in Einsatz, das den gesamten Himmel einschließlich des Bodens abscannt: Auf diese Weise wird die UV-Strahlung aus allen Richtungen erfasst. Die Messungen fanden auf der Zugspitze, am Hohenpeißenberg, in München und in Würzburg statt, um verschiedene Höhen über dem Meeresspiegel zu berücksichtigen.

Verteilung der UV-Bestrahlung auf dem Körper eines stehenden Mannes mit Blick nach Süden (180°) an der Messstation Zugspitze am 12.Juni 2001 um 13:15 Uhr MESZ (Sonnenazimut 180,4°, Elevation 65,7°) (Bild: Geo Risk/Münchner Rückversicherung)

Die dabei gewonnenen Daten wurden anschließend auf ein virtuelles Modell des menschlichen Körpers projiziert. Das heißt, es wurde ein Mensch in einer bestimmten Position simuliert und dann in eine bestimmte Richtung ausgerichtet, also beispielsweise nach Süden blickend. Aus den vorliegenden Messdaten errechneten die Wissenschaftler dann wie viel UV-Strahlung die einzelnen Hautpartien empfingen und färbten diese entlang einer Farbskala ein. Mit diesem Verfahren lässt sich die UV-Strahlung zu unterschiedlichen Jahreszeiten, Tageszeiten sowie Körperpositionen darstellen. Dabei entstehen Landkarten der UV-Bestrahlung des menschlichen Körpers, wie es sie bislang nicht gab.

Das Ergebnis: Die standardmäßigen Strahlungsmessungen unterschätzen eindeutig, was der menschliche Körper an Strahlung tatsächlich einfängt. Es zeigte sich nämlich, dass unter bestimmten Gegebenheiten ein stehender oder gehender Mensch sehr viel mehr Sonnenstrahlung abbekommt, als ein liegender. Insbesondere wenn die Sonne etwas tiefer steht werden die vertikalen Flächen des Körpers sehr viel intensiver bestrahlt als die horizontalen. Und gerade in unseren Breitengraden ist das der Normalfall, denn hierzulande steht die Sonne die meiste Zeit des Jahres niedriger als 45 Grad.

Vergleich der Verteilungen der UVI-Werte am Körper eines stehenden Mannes mit Blick nach Süden (180°) an der Messstation Zugspitze (links) und in München (rechts) am 12.6.2001 um 13:15 Uhr MESZ (Bild: Geo Risk/Münchner Rückversicherung)

Der Unterschied bei der Strahlungsdosis war beträchtlich: Die gemessenen vertikalen UV-Werte lagen jeweils um vier bis drei Einheiten höher, als die auf die horizontale Fläche bezogenen. Wie Abbildung 1 zeigt, ist außerdem auch bei frontaler Sonnenbestrahlung das UV-Niveau der sonnenabgewandten Rückseite noch ziemlich beträchtlich. Dies liegt an dem hohen Anteil der diffusen UV-Strahlung und einer hohen Rückstrahlung (Albedo).

Mit den virtuellen Sonnenfans lässt sich sehr plastisch darstellen, wo die sensiblen Stellen am Körper sind, die dann beim Sonnenbaden stärker eingecremt werden sollten als andere. Und es lässt sich anschaulich verdeutlichen, um wie viel mittags die Bestrahlung stärker ist als zwei Stunden nachher und welche Rolle die Rückstrahlung der Umgebung spielt. Das Praktische an dem neuen Messsystem: Es lässt sich weltweit einsetzen. Es können Farbkarten für subtropische Lagen ebenso erstellt werden wie für beliebte Urlaubsziele. Weitere wichtige Anwendungsbereiche sind aber auch Modellierungen zur Entstehung von Sonnenbränden und Hautkrebs in der Dermatologie.

Doch Anschaulichkeit hin oder her: Eines nimmt einem die Analyse nicht ab: Für den Schutz vor UV-Strahlung muss jeder selbst sorgen. Und da gilt wie gehabt: Kleidung und Schatten sind der beste Schutz. (Katja Seefeldt)

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