試論感覺溫度與風力及濕度的關系

王海青　徐為進　鞠紅霞　趙蓓蓓　王　琴

摘 要:從人體感覺溫度與天氣預報的實際溫度(即空氣溫度,簡稱氣溫)存在的差距入手,詳細地闡述了實際溫度的測量標準以及感覺溫度的影響因素,從而科學地解釋了二者存在偏差的理論原因。在此基礎上,進一步分析感覺溫度的影響因素在現實生活中是如何作用于感覺溫度,以及兩者之間的相聯的變化關系,最終總結出感覺溫度受風和濕度影響較大,從而導致了感覺溫度與預報溫度在生活中有所差異。

關鍵詞:感覺溫度;實際溫度;風力;濕度

中圖分類號: P463.3 文獻標識碼: A 文章編號:1005-569X(2009)08-0078-02

1 引言

日常生活中,經常有人覺得氣象臺預報的溫度與自己的感覺有較大的差距,尤其是夏季常感覺氣溫報得偏低,冬季常感覺氣溫報得偏高,其實,這里有一個感覺溫度和實際溫度的差異的問題。事實上,統計資料表明,氣象臺預報的溫度是各種氣象要素中相對預報較為準確的一種,溫度預報的平均誤差一般不超過1℃。那又是為什么我們實際感覺的溫度常常相差這么大呢?

2感覺溫度與實際溫度的差異

2.1實際溫度

原來,氣象臺關于溫度的測定,是按照世界氣象組織的標準,遵循嚴格的要求:氣溫指的是放在草坪上,距離地面1.5m,通風而且不受陽光直射的百葉箱里的干球溫度計的溫度。之所以要這樣測量,主要是為了使得數據的規范,具有可比性—包括空間可比性(如與其他省市或其他國家城市氣溫的比較)和時間可比性(如與本地幾年前、幾十年前相比,可以研究氣候的變遷);從而更好地研究氣溫的變化情況。但是人們的體感溫度卻受到很多因素的影響。因此天氣預報中的氣溫僅僅代表空氣的冷暖程度,并不能完全表示出人體對環境的冷暖感受,但氣溫高低可以作為人體冷暖感受的一個參數,這也正是空氣溫度與體感溫度的區別所在。

2.2感覺溫度

體感溫度是指人的冷熱溫度感覺,也稱體感氣候。在相同的氣溫條件下,人們還會因空氣濕度、風速大小、著裝顏色、日照強度甚至心情等的不同而產生不同的冷暖感受。例如在氣溫30℃的環境中,空氣的相對濕度在40%～50%左右,平均風速在3m/s以上時,人們就不會感到很熱;然而在相同的溫度條件下,相對濕度若增大到80%以上、風速很小時,人們就會產生悶熱難熬的感覺,體弱者甚至會出現中暑現象。再比如冬天冷空氣來臨時,刮風、下雨或者下雪,我們感覺到很冷,而第二天冷空氣過境以后,氣溫是真正降了下來的時候,我們卻不感覺到怎么冷了。

3 感覺溫度的影響因素

具體說,影響人們感覺溫度的主要氣象要素有風和濕度。

3.1風力對感覺溫度的影響

我們先說說感覺溫度與風速大小的關系。冬天,當穿著衣物適宜,人在靜止或徒步行走時候并沒有冷感,如果坐上奔馳的敞篷車或者駕駛摩托車,立刻就會覺得風聲大作,全身寒冷。這是什么原因呢?原來在人體周圍有一層空氣保溫層,當風吹來時,保溫層被吹散,隨之把人體表皮的熱量也帶走。一般情況下,風速越大,人體散失的熱量越快、越多。

有人曾經作過試驗,得出了風速大小和人體冷熱感覺的關系。當氣溫在0℃以上的環境下,假設無風、氣溫為10℃時,當風力增加至3級時,人體感覺溫度約為5℃;5級風時,人體感覺氣溫與0℃相同;而當7級風時,就會感覺與零下3℃相同。在0℃以下的條件下,比如無風、氣溫為零下10℃,當風力增大到7級,人的感覺就會像零下20℃以下時的感覺一樣。從以上兩組實驗中可以這樣的結果:當氣溫在0℃以上時,風力每增加2級,人的寒冷感覺溫度會下降3℃～5℃;氣溫在0℃以下時,風力每增加2級,人們寒冷感覺下降6℃～8℃。 由此可見,在日常生活中,若氣象臺預報氣溫5℃左右,同時風力4～5級以上時,應多備些衣服,注意保暖;如在輕風艷陽下,感覺可能不會很冷,衣著可穿得瀟灑一點。

3.2濕度對感覺溫度的影響

我們再來看感覺溫度與濕度高低的關系。濕度對人體的影響,主要是它決定著排汗的散熱效率。在舒適溫度的范圍內,濕度的影響還不太明顯,但在高溫時,隨著溫度和濕度的增加則愈加明顯。比如在夏季臺風或暴雨來臨之前,由于氣溫高,如果這時空氣濕度大,出汗不易揮發,人體就會感到悶熱異常。

美國、加拿大、以色列等國家常用熱指數(又稱顯溫,Heat Index)來評價夏季人體舒適狀況的指標,該指標主要考慮溫度和濕度對人體舒適狀況的綜合影響。熱指數公式如下:

圖1是筆者將實際氣溫為35℃時不同相對濕度下的熱指數(舍棄Td而用相對濕度為的是比較直觀――Td到相對濕度的關系比較復雜,這里系查表所得,原理教科書上均有,從略);可見同樣的35℃,相對濕度越大,熱指數越高,當著相對濕度達到80%以上時,熱指數已超過50℃。

上述熱指數可以說是感覺溫度的一種客觀表述。影響感覺溫度的因子還有太陽輻射,比如有媒體拿著溫度表在水泥路面上曝曬到50～60℃,稱某某城市氣溫達到了60℃,這是不科學的—因為這是地表的太陽直射溫度,城市里100個地方可以測得100個不同的太陽直射的地表溫度,氣象臺也有一個觀察項目叫“地面溫度”,夏天達到50～60℃甚至更高是很正常的,可是如果實際氣溫達到了60℃,恐怕絕大多數人得中暑病倒。關于防暑的一個提示就是中午前后盡可能少在戶外活動,就是因為太陽的輻射下直射溫度高。

4 結語

通俗一點來說,同樣的氣溫,陽光下和樹蔭下感覺差別很大,有風和無風差別很大,濕潤和干燥差別很大,這就是為什么有時感覺溫度和實際預報溫度差異較大的原因。感覺溫度的研究(包括衍生出的人體舒適度指數、穿衣指數等)對于人們正確使用氣溫,綜合考慮風力、濕度、太陽輻射等相關因子,夏季做好防暑降溫、冬季做好防寒保暖工作有著很重要的指導價值。

參考文獻:

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