Cómo calcular el índice UV

El Servicio Meteorológico Nacional de Estados Unidos calcula el índice UV a través de un modelo numérico que relaciona la intensidad en la superficie terrestre de la radiación solar ultravioleta (UV) con la concentración de ozono estratosférico pronosticada, la cantidad de nubes pronosticada y la elevación de la superficie terrestre.

El cálculo que hacen algunas otras naciones también incluye observaciones de la superficie terrestre. El cálculo comienza con medidas de la cantidad total actual de ozono en toda la tierra, que se obtiene mediante dos satélites operados por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica. Estos datos se utilizan para producir un pronóstico de los niveles de ozono estratosférico para el día siguiente en muchos puntos de todo el país. Una simulación por computadora utiliza el pronóstico de ozono y el ángulo de incidencia de la luz solar en cada punto para calcular la intensidad de la radiación UV en la superficie terrestre. El ángulo de la luz solar se determina según la latitud,
el día del año y la hora del día (mediodía solar). La intensidad de la radiación UV se calcula
por varias longitudes de onda de entre 280 y 400 nm, el espectro completo de radiación UVB (280-314 nm) y UVA (315-400 nm).

El ozono en la atmósfera absorbe (atenúa) longitudes de onda UV más cortas de manera más fuerte que las longitudes de onda más largas. La intensidad de la radiación UV en la superficie terrestre difiere en gran medida en todo el espectro UV. A modo de ejemplo, la intensidad UV para un punto puede calcularse como se muestra en la tabla a continuación. (Estos son valores hipotéticos. Un cuadro del Servicio Meteorológico Nacional muestra los valores de irradiación UV típicos).

El siguiente paso del cálculo se ajusta para contemplar la sensibilidad de la piel humana a la radiación UV. Las longitudes de onda más cortas ocasionan más daños en la piel que las longitudes de onda UV más largas de la misma intensidad. Para dar cuenta de esta reacción, la intensidad UV calculada se pondera (ajusta) en cada longitud de onda utilizando una función denominada espectro de acción de eritema McKinlay-Diffey.

Para continuar con nuestro ejemplo, la tabla a continuación ofrece factores de ponderación de reacción de la piel para las longitudes de onda UV. (Estos son valores hipotéticos para el ejemplo; no factores de ponderación McKinlay-Diffey reales). Multiplicamos la intensidad UV en la superficie terrestre por el factor de ponderación para calcular el resultado, la intensidad efectiva de la radiación UV, en cada longitud de onda.

Luego, la intensidad UV efectiva en cada longitud de onda en todo el espectro de 290 a 400 nm se suma (integra), lo que resulta en un valor que representa el efecto total de la radiación UV en la piel. En nuestro ejemplo, el efecto UV total es 280 (60 + 130 + 90).

El próximo paso del cálculo se ajusta para contemplar los efectos de la elevación y las nubes. La intensidad UV aumenta alrededor del 6 % por kilómetro de elevación sobre el nivel del mar. Las nubes absorben la radiación UV, lo que reduce la intensidad UV en la superficie terrestre. El cielo despejado permite que atraviese prácticamente el 100 % de radiación UV, la nubosidad aislada transmite el 89 %, el cielo parcialmente cubierto transmite el 73 %, y el cielo completamente cubierto transmite el 31 %.

Para nuestro ejemplo, asumamos que la elevación es de 1 kilómetro y que el cielo está parcialmente cubierto. El efecto UV total, ajustado un 6 % por elevación y un 73 % por las nubes, se calcularía de la siguiente manera:

280 x 1.06 x 0.73 = 216.7

El resultado del paso final del cálculo indica el efecto UV total, al dividirlo por 25 y redondearlo al número entero más cercano. El resultado es un número que suele ir de 0 (oscuridad o luz solar muy débil) a alrededor de 15 (luz solar muy fuerte). Este valor es el índice UV.

De acuerdo a nuestro ejemplo, el índice UV sería el siguiente:

216.7 / 25 = 8.7, redondeado a 9