Ощущаемая Температура

Расчёт Температуры «Ощущается Как»

Одна лишь температура воздуха не говорит вам, как на самом деле ощущается погода на вашей коже — ветер отбирает тепло быстрее в холод, а влажность замедляет способность вашего тела охлаждаться в жару. Этот калькулятор использует две официальные формулы Национальной метеослужбы США для температуры «ощущается как»: Ветровой Холод для холодных, ветреных условий и Индекс Жары для жарких, влажных.

Обе формулы имеют смысл только в диапазоне температур, для которого они были разработаны — ветровой холод применяется при 50°F и ниже, индекс жары применяется при 80°F и выше. За пределами этих диапазонов ветер и влажность оказывают незначительное влияние на воспринимаемую температуру, поэтому значение «ощущается как» — это просто фактическая температура воздуха.

Формула

• Ветровой Холод (формула NWS 2001 года): $35.74 + 0.6215\vA{T} - 35.75(\vB{V}^{0.16}) + 0.4275\vA{T}(\vB{V}^{0.16})$, где $\vA{T}$ — температура воздуха в °F, а $\vB{V}$ — скорость ветра в милях/ч. Применяется только при 3 милях/ч или быстрее — ниже этого недостаточно движущегося воздуха, чтобы заметно повлиять на воспринимаемую температуру.
• Индекс Жары (регрессия Ротфуса): более сложный полином по температуре ($\vA{T}$) и относительной влажности ($\vC{R}$), обе в °F/процентах — официальное приближение NWS, используемое практически каждой метеослужбой и приложением.

Пример Расчёта

Ветровой Холод: при -5°F с ветром 15 миль/ч формула даёт ветровой холод примерно -25,8°F — это означает, что открытая кожа теряет тепло примерно так же быстро, как в неподвижном воздухе при -25,8°F.

Индекс Жары: при 90°F с относительной влажностью 70% формула даёт индекс жары примерно 105,6°F — широко цитируемый пример из собственной таблицы индекса жары NWS.

Ключевые Факторы, Которые Следует Учитывать

• Оба показателя описывают риск, а не только комфорт — экстремальные значения несут реальные предупреждения о здоровье. Национальная метеослужба выпускает официальные предупреждения и предостережения при определённых пороговых значениях ветрового холода и индекса жары (риск обморожения на холодной стороне и риск теплового истощения/удара на жаркой) — это не просто числа «ощущается некомфортно», они используются в оперативных целях для оповещений о безопасности населения.
• Прямой солнечный свет может делать реальные условия ощутимо жарче, чем предполагает один лишь индекс жары. Индекс жары описывает условия в тени — полное воздействие солнца может добавить ещё несколько градусов к тому, насколько жаркими ощущаются условия на самом деле, поэтому некоторые метеослужбы отдельно указывают поправку на солнечное воздействие сверх базового индекса жары.
• Ветровой холод описывает только влияние температуры воздуха на открытую кожу, а не общую потерю тепла телом. Мокрая одежда, размер тела и физическая нагрузка — всё это влияет на то, насколько быстро тело человека на самом деле теряет тепло в холодную, ветреную погоду, помимо того, что учитывает сама формула ветрового холода.
• Эти формулы являются эмпирически выведенными приближениями, а не точными физическими законами. Обе формулы NWS — ветрового холода и индекса жары — были построены путём подгонки уравнений к экспериментальным и наблюдательным данным в пределах своих допустимых диапазонов — они являются официальным стандартом, используемым метеослужбами, но, как и любая модель, представляют собой приближение к по-настоящему сложной физиологической реакции.

Распространённые Ошибки

• Использование ветрового холода или индекса жары за пределами их допустимого диапазона температур. Как упоминалось выше, ветровой холод применяется только при 50°F и ниже, а индекс жары применяется только при 80°F и выше — ввод мягкой, промежуточной температуры в любую из формул даёт число без реального смысла, поскольку ни одна из формул не откалибрована для этого диапазона.
• Применение ветрового холода при скорости ветра менее 3 миль/ч. Формула ветрового холода предполагает хотя бы слегка движущийся воздух — ниже примерно 3 миль/ч недостаточно потока воздуха, чтобы заметно быстрее отбирать тепло, чем неподвижный воздух, поэтому «ветровой холод», рассчитанный при почти нулевой скорости ветра, не отражает реальный физический эффект.
• Восприятие индекса жары как точного при полном солнечном воздействии. Как отмечено выше, индекс жары рассчитывается для условий в тени — прямой солнечный свет может добавить ещё несколько градусов к тому, насколько жарко на самом деле ощущается, поэтому показание индекса жары недооценивает реальный риск жары для любого, кто работает или занимается спортом на открытом воздухе под прямыми солнечными лучами.
• Игнорирование предупреждений о ветровом холоде/индексе жары как просто числа комфорта. Как упоминалось выше, Национальная метеослужба выпускает реальные предупреждения о безопасности при определённых порогах на обоих концах этой шкалы — отношение к экстремальному показанию как просто к «дискомфорту», а не к реальному риску обморожения или теплового заболевания, упускает смысл существования этих формул.

Полезно Знать

• Обе формулы были подогнаны к экспериментальным и наблюдательным данным, а не выведены из чистой физики, поэтому результат, отличающийся на градус или два от калькулятора другого источника, является нормальным — различия обычно возникают из-за небольших вариаций в реализации, а не из-за неверной формулы.
• Поскольку ветровой холод и индекс жары применяются на противоположных концах температурной шкалы, данный набор условий всегда попадёт только в допустимый диапазон одной или другой формулы — не существует промежуточного расчёта «ощущается как» для умеренного, спокойного дня, потому что ветер и влажность там всё равно почти не влияют на восприятие.
• Этот калькулятор естественно сочетается с Калькулятором Точки Росы (более прямая мера того, сколько влаги в воздухе) и Калькулятором BTU (для подбора размера отопительного или охлаждающего оборудования с учётом реальных, а не только номинальных, температурных экстремумов).