体感温度

计算”体感”温度

仅凭气温无法告诉您天气在您皮肤上实际感觉如何 — 寒冷时风会更快地带走热量，炎热时湿度会减慢您身体自我降温的能力。 此计算器使用美国国家气象局官方的两个“体感”温度公式：寒冷、有风条件下的风寒指数，以及炎热、潮湿条件下的热指数。

两个公式都只在其设计所针对的温度范围内才有意义 — 风寒指数适用于 50°F 及以下，热指数适用于 80°F 及以上。在这些范围之外，风和湿度对感知温度的影响可以忽略不计，因此“体感”值就等同于实际气温。

公式

• 风寒指数（NWS 2001 公式）： $35.74 + 0.6215\vA{T} - 35.75(\vB{V}^{0.16}) + 0.4275\vA{T}(\vB{V}^{0.16})$，其中 $\vA{T}$ 是以 °F 为单位的气温，$\vB{V}$ 是以英里/小时为单位的风速。仅适用于 3 英里/小时或更快的风速 — 低于此值，流动空气不足以显著影响感知温度。
• 热指数（Rothfusz 回归公式）： 一个关于温度（$\vA{T}$，°F）和相对湿度（$\vC{R}$，百分比）的更复杂的多项式 — 这是几乎所有天气服务和应用都使用的官方 NWS 近似公式。

举例说明

风寒指数： 在 -5°F、风速 15 英里/小时 的情况下，该公式给出的风寒指数约为 -25.8°F — 意味着裸露皮肤散热的速度大约与在 -25.8°F 静止空气中相同。

热指数： 在 90°F、相对湿度 70% 的情况下，该公式给出的热指数约为 105.6°F — 这是 NWS 自己热指数图表中被广泛引用的一个例子。

需要考虑的关键因素

• 这两个数值描述的是风险，而不仅仅是舒适度——极端数值会伴随真正的健康警告。 美国国家气象局会在特定的风寒指数和热指数阈值下发布正式的公告和警报（寒冷一侧针对冻伤风险，炎热一侧针对中暑衰竭/中暑风险）——这些不只是”感觉不舒服”的数字，它们在实际操作中被用于公共安全预警。
• 阳光直射会让实际体感比单纯的热指数所暗示的更热。 热指数描述的是阴凉环境下的情况——全日照会让实际体感温度再升高数度，这也是一些气象服务会在基础热指数之外单独标注日照修正的原因。
• 风寒指数只描述气温对裸露皮肤的影响，而非身体整体的热量流失。 潮湿的衣物、体型和体力消耗都会影响一个人在寒冷有风条件下实际散热的速度，这些都是单靠风寒指数公式无法涵盖的。
• 这些公式都是经验性推导的近似值，而非精确的物理定律。 无论是 NWS 的风寒指数公式还是热指数公式，都是通过对各自有效范围内的实验和观测数据进行拟合而建立的——它们是气象服务使用的官方标准，但和任何模型一样，都是对一个真正复杂的生理反应的近似描述。

常见错误

• 在有效温度范围之外使用风寒指数或热指数。 如上所述，风寒指数仅适用于 50°F 及以下，热指数仅适用于 80°F 及以上——将一个温和的中间温度输入任一公式，都会得出一个没有实际意义的数字，因为这两个公式都没有针对该范围进行校准。
• 在风速低于每小时3英里时套用风寒指数。 风寒指数公式假定至少存在轻微流动的空气——低于约每小时3英里时，气流不足以比静止空气更快地带走热量，因此在几乎无风情况下计算出的”风寒指数”并不反映真实的物理效应。
• 认为热指数在全日照下依然准确。 如上所述，热指数是针对阴凉条件计算的——阳光直射会让实际体感再升高几度，因此热指数读数会低估在阳光直射下户外工作或运动的人所面临的真实热风险。
• 把风寒指数/热指数警告仅仅当作舒适度数字来忽视。 如上所述，美国国家气象局会在这一量表两端的特定阈值发布真正的安全警告——把一个极端读数仅仅视为”不舒服”，而不是真正的冻伤或高温疾病风险，就忽略了这些公式存在的意义。

实用提示

• 这两个公式都是通过拟合实验和观测数据得出的，而非纯粹由物理学推导而来，因此结果与其他来源的计算器相差一两度是正常现象——差异通常来自实现方式上的细微差别，而不是公式本身有误。
• 由于风寒指数和热指数分别适用于温度量表的两个相反极端，给定的一组条件只会落在其中一个公式的有效范围内——对于温和平静的天气，并不存在中间态的”体感”计算，因为在那种情况下风和湿度本来就几乎不影响体感。
• 本计算器自然可与露点计算器（更直接衡量空气中含有多少水分）以及 BTU 计算器（根据真实而非仅是名义上的极端温度来确定采暖或制冷设备的规格）搭配使用。