风寒指数
人类对低温、风的感觉程度
风寒指数(Wind chill index)是人类对低温和风的一种感觉程度。人类并不直接感受气温,如果感觉到冷,实际上感觉到的是皮肤表面的温度。在同样的气温条件下,有风的时候,皮肤感觉到的温度要比无风的时候更低,因而觉得更冷。
描述
风寒指数是表征风速与降温关系的物理量。实验表明,当气温为—1.1℃时,若风速为11.1米/秒(约6级),则人会感受到冷的程度相当于无风时温度为—17.2℃;若风速大到15.6米/秒(约7级),则相当于无风时温度为-20℃的寒冷程度。可见,在寒风中人的感觉要比实际气温低。
风寒效应
风寒指数是根据风寒效应所定立的指数。而风寒效应的出现是由于风也会影响我们对冷的感觉,引致温度计的读数有些时候可与人们对冷暖的感觉有明显的分别。在冬季期间,持续的强风天气会令我们对冷的感觉来得更强烈。这个风速与人体对外界温度感觉的关系,称为“风寒效应”。
风寒公式
(1)Siple-Passel风寒公式是西普尔(Siple)和帕赛尔(Passel)1941年在南极洲进行实验时建立的。公式如下:
式中,
H
代表热损耗率;
v
代表风速;
t (a)
代表环境温度;
T
代表裸露的皮肤温度。此公式最初应用于军队训练中可能产生的冻伤预报。首先在美国和加拿大,其次在整个大陆,风寒指数图成为指导着装的需求。此经验公式只适用于裸露在外的皮肤。
(2)Steadman风寒公式是建立在热量平衡基础上,即产生热量=损耗热量,损耗热量包括5个部分,分别是呼吸中蒸发的热损耗、加热呼吸的热损耗、裸露皮肤的热损耗、衣着较少的手足的热损耗、整个衣服面积上的热损耗。具体公式如下:
风寒指数式中,
Q
代表身穿适当衣服的健康成年人在户外步行时产生的热量;
Q1
代表人在呼吸中蒸发的热损耗;
t(a)
代表环境气温;
代表人体内部温度;
t2
代表衣着充分的皮肤温度;
R(f)
代表衣服阻力(衣服厚度除以衣服的热传导率);
R(s)
为表面阻力。此公式考虑了人体的各种形式的热损耗。方程第三项可以是独立的,可用于裸露的皮肤区域,例如仅对脸部。
风寒相当温度
风速和温度的某一组合常与一定的热量损耗率相联系。相同的热量损耗率可由参考速度(如人的步行速度)与不同温度的组合形式表示,称为风寒相当温度或视在温度。
在冬季天气酷寒的北美,定期发布相当温度预报,使对户外的感觉寒冷程度有一个适当的标志。但因人的年龄、活动量、健康状况、新陈代谢速度等的差异,相同相当温度下体验到的不舒适程度因人而异。
参考资料
目录
概述
描述
风寒效应
风寒公式
风寒相当温度
参考资料