《Remote Sensing Applications: Society and Environment》：Seasonal Patterns and Atmospheric Modulators of Erythemal UV Radiation in a Sensitive Region of the Brazilian Amazon: Implications for Environmental Health Risk Assessment
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紫外线辐射与大气变量季节模式及健康风险研究，基于2005-2022年卫星与气候再分析数据，分析巴西亚马逊马代拉微区域紫外线辐射年际变化及驱动因素，发现1-4月为峰值期，6-8月为低值期，全年维持高至极端水平，云光学厚度和臭氧柱总量显著趋势，SHAP分析显示水汽、气溶胶、臭氧及PM2.5/PM10为主要预测因子，构建的健康风险指数（SI）经UV剂量和MED验证有效，强调需综合大气与社会经济因素应对气候变化下的健康风险。
佩里克利斯·瓦莱·阿尔维斯（Pericles Vale Alves）|万多尔·布尔沙伊特（Vandoir Bourscheidt）|达马里斯·基尔希·皮涅罗（Damaris Kirsch Pinheiro）|罗德里戈·马丁斯·莫雷拉（Rodrigo Martins Moreira）|马科斯·安德烈·布拉兹·瓦兹（Marcos André Braz Vaz）|莫妮卡·桑托斯（M?nica Santos）|马科斯·安东尼奥·利马·莫拉（Marcos Ant?nio Lima Moura）|卡洛斯·亚历山大·桑托斯·克雷里诺（Carlos Alexandre Santos Querino）|保拉·雷吉娜·翁贝利诺·德·梅洛（Paula Regina Humbelino de Melo）|玛丽亚·阿德里亚娜·莫雷拉（Maria Adriana Moreira）
巴西亚马孙州胡迈塔（Humaitá）的亚马孙联邦大学（Federal University of Amazonas）教育、农业与环境研究所（Institute of Education, Agriculture and Environment），邮编69.8000-000
摘要
紫外线（UV）辐射是影响生态和人类健康的重要环境因素，其变化受大气因素和气候动态的影响。本研究利用OMI/Aura卫星遥感数据以及CAMS气候再分析数据（时间跨度为2005年至2022年），分析了巴西亚马孙地区红斑紫外线辐射的季节性模式和时间趋势以及关键大气变量。时间趋势通过稳健的统计方法进行评估，而大气因素对红斑紫外线变化的影响则通过SHAP（Shapley Additive Explanations）方法进行量化。研究人员开发了一个紫外线相关健康风险敏感性指数（Susceptibility Index，简称SI），该指数综合考虑了生物学、行为学和社会经济因素。研究结果表明，红斑紫外线辐射存在明显的季节性周期：1月至4月辐射强度较高，6月至8月较低，全年辐射水平大多处于“非常高”到“极端”范围内。云层光学厚度（COT）和总臭氧柱（TOC）显示出具有统计学意义的趋势；SHAP分析表明，水蒸气（通过与云过程的关联）、气溶胶以及PM2.5和PM10是地表紫外线辐射的主要预测因子，这进一步证明了该模型在环境健康风险评估中的潜力。SI指数显示大多数人群对紫外线辐射的敏感性处于中等至高水平，且这种敏感性受到社会不平等和日晒习惯的显著影响。通过估计的紫外线剂量和最小红斑剂量（MED）验证表明，该指数可作为环境健康风险监测的有效工具。这些发现强调了在气候变化背景下，需要采取综合考虑大气和社会因素的综合性策略来减轻紫外线相关健康风险。
章节摘录
引言
紫外线（UV）辐射的波长范围为100至400纳米，仅占太阳总能量的4%至6%。实际上，只有波长超过290纳米的光子能够到达地球表面，在光合作用、光化学反应和公共卫生过程中起着关键作用（Gómez等人，2018年）。在平流层中，紫外线辐射调控着分子氧和臭氧的光解过程，这些过程对臭氧的形成和破坏至关重要。
研究区域描述
本研究在巴西亚马孙地区的马德拉（Madeira）微区域进行，该区域位于亚马孙州南部。研究涵盖马尼科雷（Manicoré，面积48,300平方公里）、诺沃阿里普阿纳（Novo Aripuan?，面积41,200平方公里）和阿普伊（Apuí，面积54,200平方公里）三个市镇（图1）。这三个市镇总面积约为144,000平方公里，居住着约98,379人。
年际月变化和年周期
年初几个月，颗粒物（PM2.5和PM10的浓度相对较低，中位数稳定且月变化幅度较小。然而从7月开始，浓度显著上升，8月达到峰值，月变化幅度较大（图2a、b）。气溶胶光学厚度（AOD）也呈现类似趋势：雨季浓度最低，8月和9月达到最大值。大气变量的年际月变化和年周期
PM2.5、PM10和AOD的季节性变化反映了气候季节性和气溶胶排放对亚马孙地区大气组成的影响。7月至10月期间颗粒物浓度的显著增加与旱季有关，此时降水量减少导致悬浮颗粒物持续存在并增强大气中的气溶胶传输（Artaxo等人，2013年；Nascimento等人，2021年）。结论
本研究分析了亚马孙州南部马德拉微区域的紫外线指数（UVI）及其相关大气变量的年周期和时间趋势，详细评估了该地区的紫外线辐射变化情况。结果显示紫外线指数具有明显的年周期特征：1月至4月辐射强度最高，5月至10月较低。然而全年范围内，UVI值仍处于较高水平。
作者贡献声明
玛丽亚·莫雷拉（Maria Moreira）：撰写、审稿与编辑、数据可视化、验证、监督。万多尔·布尔沙伊特（Vandoir Bourscheidt）：撰写、审稿与编辑、数据可视化、验证、项目管理、方法论设计、概念构建。佩里克利斯·瓦莱·阿尔维斯（Pericles Vale Alves）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、软件开发、项目管理、方法论设计、数据分析、概念构建。罗德里戈·莫雷拉（Rodrigo Moreira）：撰写、审稿与编辑、数据可视化、验证。
未引用参考文献
Anees, 2025a; Annes, 2025b; Gomés et al., 2018; Krzy?cin et al., 1998; Kylling, 1997; Mehmood et al., 2024b; OECD/European Union/EC-JRC, 2008; Xia et al., 2008; Zhou et al., 2019.伦理声明
作者声明本研究未涉及人类参与者、动物实验或个人身份信息的使用。所有分析数据均来自公开的卫星和再分析数据源，符合环境研究的伦理标准。利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究结果的财务利益冲突或个人关系。
