ماشین‌حساب سرمای باد

محاسبه دمای احساسی بر اساس دمای هوا و سرعت باد.

فرمول

روش استاندارد برای محاسبه دمای سرمایش باد، شاخص دمای سرمایش باد NWS است که از طریق آزمایش‌های بالینی و مدل‌سازی اتلاف گرما توسعه یافته است. این معادله با در نظر گرفتن نرخی که باد گرما را از بدن دور می‌کند، تخمین می‌زند که هوا روی پوست انسان چقدر سرد احساس می‌شود. برای استفاده از این فرمول، دمای ورودی باید بر حسب درجه فارنهایت و سرعت باد باید بر حسب مایل در ساعت باشد. معادله ریاضی به این صورت است: WC = 35.74 + 0.6215T - 35.75(V^0.16) + 0.4275T(V^0.16). در این عبارت، WC شاخص سرمایش باد، T دمای هوا و V سرعت باد است. توان 0.16 برای دقیق‌ترین نمایش اتلاف گرمای جابجایی بدن انسان هنگام راه رفتن با سرعت تقریبی 5 کیلومتر در ساعت (3.1 مایل در ساعت) تعیین شده است.

مثال

برای محاسبه سرمایش باد برای دمای هوای -6.7 درجه سانتی‌گراد (20 درجه فارنهایت) و سرعت باد 24.1 کیلومتر در ساعت (15 مایل در ساعت)، ابتدا فاکتور سرعت باد را با رساندن 15 به توان 0.16 تعیین کنید که تقریباً برابر با 1.5422 است. سپس، اجزای دما را محاسبه کنید: 0.6215 ضرب در 20 برابر با 12.43 می‌شود و 0.4275 ضرب در 20 ضرب در 1.5422 برابر با 13.186 می‌گردد. سپس، تفریق ثابت را محاسبه کنید: 35.75 ضرب در 1.5422 برابر با 55.134 می‌شود. در نهایت، این بخش‌ها را در معادله کامل ترکیب کنید: 35.74 + 12.43 - 55.134 + 13.186. نتیجه یک شاخص سرمایش باد معادل -14.3 درجه سانتی‌گراد (6.2 درجه فارنهایت) است، به این معنی که اتلاف گرما از پوست شما معادل ایستادن در هوای -14.3 درجه سانتی‌گراد (6.2 درجه فارنهایت) بدون باد است.

معنی نتیجه چیست

  • بالای -28 درجه سانتی‌گراد (-18 درجه فارنهایت) خطر کم
    معنی خطر سرمازدگی برای اکثر افراد در طول فعالیت‌های معمول در فضای باز کم است.
    اقدام برای حفظ راحتی، لباس‌های زمستانی استاندارد و لایه‌لایه بپوشید.
  • -35 تا -28 درجه سانتی‌گراد (-31 تا -19 درجه فارنهایت) متوسط
    معنی پوست بدون پوشش می‌تواند در عرض 30 دقیقه پس از قرار گرفتن در معرض هوا منجمد شده و دچار سرمازدگی شود.
    اقدام اطمینان حاصل کنید که تمام پوست پوشانده شده است و لایه‌های بیرونی مقاوم در برابر باد بپوشید.
  • -44 تا -36 درجه سانتی‌گراد (-47 تا -32 درجه فارنهایت) زیاد
    معنی خطر سرمازدگی قابل توجه است و در کمتر از 10 دقیقه رخ می‌دهد.
    اقدام زمان سپری شده در فضای باز را محدود کنید و به طور مکرر اندام‌ها را از نظر بی‌حسی چک کنید.
  • -45 درجه سانتی‌گراد (-48 درجه فارنهایت) و پایین‌تر خطر شدید
    معنی سرمازدگی می‌تواند روی پوست بدون پوشش در 5 دقیقه یا کمتر رخ دهد.
    اقدام از تمام ترددهای غیرضروری در فضای باز خودداری کنید و فوراً به پناهگاه بروید.
محدوده وضعیت معنی اقدام
بالای -28 درجه سانتی‌گراد (-18 درجه فارنهایت) خطر کم خطر سرمازدگی برای اکثر افراد در طول فعالیت‌های معمول در فضای باز کم است. برای حفظ راحتی، لباس‌های زمستانی استاندارد و لایه‌لایه بپوشید.
-35 تا -28 درجه سانتی‌گراد (-31 تا -19 درجه فارنهایت) متوسط پوست بدون پوشش می‌تواند در عرض 30 دقیقه پس از قرار گرفتن در معرض هوا منجمد شده و دچار سرمازدگی شود. اطمینان حاصل کنید که تمام پوست پوشانده شده است و لایه‌های بیرونی مقاوم در برابر باد بپوشید.
-44 تا -36 درجه سانتی‌گراد (-47 تا -32 درجه فارنهایت) زیاد خطر سرمازدگی قابل توجه است و در کمتر از 10 دقیقه رخ می‌دهد. زمان سپری شده در فضای باز را محدود کنید و به طور مکرر اندام‌ها را از نظر بی‌حسی چک کنید.
-45 درجه سانتی‌گراد (-48 درجه فارنهایت) و پایین‌تر خطر شدید سرمازدگی می‌تواند روی پوست بدون پوشش در 5 دقیقه یا کمتر رخ دهد. از تمام ترددهای غیرضروری در فضای باز خودداری کنید و فوراً به پناهگاه بروید.

چه زمانی از این ماشین حساب استفاده کنیم

محدوده معتبر: فرمول سرمایش باد برای دماهای 10 درجه سانتی‌گراد (50 درجه فارنهایت) یا پایین‌تر و سرعت باد بالای 4.8 کیلومتر در ساعت (3 مایل در ساعت) معتبر است.

در سرعت‌های باد کمتر از 4.8 کیلومتر در ساعت (3 مایل در ساعت)، فرمول قابل اجرا نیست زیرا حرکت هوا برای افزایش قابل توجه اتلاف گرما بسیار ناچیز است. برای دماهای بالای 10 درجه سانتی‌گراد (50 درجه فارنهایت)، شاخص گرما معیار مناسب‌تری برای استرس محیطی است.

سرمایش باد معیاری برای اثر خنک‌کنندگی است که باد بر روی یک سطح گرم، به ویژه پوست انسان دارد. در حالی که دمای واقعی هوا بدون توجه به سرعت باد ثابت می‌ماند، حرکت هوا اتلاف گرما از بدن را از طریق جابجایی تسریع می‌کند. در شرایط آرام، بدن یک لایه نازک و عایق از هوای گرم در نزدیکی پوست ایجاد می‌کند؛ باد این لایه را مختل کرده، پوست را در معرض هوای بسیار سردتر قرار می‌دهد و خطر آسیب‌های ناشی از سرما را افزایش می‌دهد. این محاسبه برای هواشناسان و مقامات ایمنی عمومی جهت صدور هشدارهای دقیق آب و هوای زمستانی حیاتی است. درک سرمایش باد به افراد کمک می‌کند تا برای فعالیت‌های خارج از منزل آماده شوند و اطمینان حاصل کنند که لباس مناسب برای جلوگیری از هیپوترمی و سرمازدگی می‌پوشند. توجه به این نکته مهم است که سرمایش باد تنها بر موجودات زنده‌ای که گرمای داخلی تولید می‌کنند تأثیر می‌گذارد. در حالی که باد ممکن است باعث شود رادیاتور ماشین یا لوله آب سریع‌تر به دمای هوای محیط برسد، اما نمی‌تواند دمای آن‌ها را به کمتر از دمای واقعی دماسنج کاهش دهد. اصلاحات اخیر در فرمول در نوامبر 2001 از مدل‌سازی کامپیوتری پیشرفته و آزمایش‌های داوطلبانه انسانی استفاده کرد تا اطمینان حاصل شود که شاخص به درستی خطر ارائه شده به صورت انسان در محیط‌های سرد را منعکس می‌کند.

ماشین‌حساب‌های مرتبط

ماشین‌حساب شاخص گرما ماشین‌حساب نقطه شبنم

سوالات متداول

خطر معمولاً زمانی شروع می‌شود که شاخص سرمایش باد به زیر -28 درجه سانتی‌گراد (-18 درجه فارنهایت) برسد، جایی که پوست بدون پوشش می‌تواند در 30 دقیقه یا کمتر منجمد شود. با کاهش بیشتر مقادیر به -44 درجه سانتی‌گراد (-48 درجه فارنهایت) یا کمتر، خطر شدید شده و سرمازدگی می‌تواند در عرض 5 دقیقه رخ دهد. اگر مشکوک به سرمازدگی هستید، همیشه با یک راهنمای پزشکی حرفه‌ای مشورت کنید.

سرمایش باد تنها بر موجودات زنده‌ای تأثیر می‌گذارد که برای حفظ دمای بالاتر از هوای اطراف، گرمای داخلی تولید می‌کنند. اشیاء بی‌جان مانند موتور خودرو یا لوله‌های آب به دلیل باد سریع‌تر به دمای واقعی هوا می‌رسند، اما هرگز به زیر آن دمای محیط سقوط نخواهند کرد. هنگامی که یک جسم به دمای بیرون رسید، باد دیگر اثر خنک‌کنندگی ندارد.

این فرمول به طور خاص برای اندازه‌گیری خطر سرمازدگی و هیپوترمی در شرایط سرد طراحی شده است و برای دماهای بالای 10 درجه سانتی‌گراد (50 درجه فارنهایت) بی‌ربط است. برای دماهای گرم‌تر، هواشناسان از شاخص گرما استفاده می‌کنند که اثر ترکیبی دما و رطوبت را بر توانایی بدن برای خنک کردن خود محاسبه می‌کند.

شاخص استاندارد دمای سرمایش باد NWS شامل رطوبت نمی‌شود زیرا رطوبت در هوای بسیار سرد تأثیر ناچیزی بر اتلاف گرما دارد. برخلاف شاخص گرما که برای محاسبات استرس گرمایی به شدت به رطوبت متکی است، سرمایش باد کاملاً بر قدرت خنک‌کنندگی جابجایی هوای متحرک روی پوست تمرکز دارد.

اگر دمای واقعی هوا بالای 0 درجه سانتی‌گراد (32 درجه فارنهایت) باشد، صرف نظر از مقدار سرمایش باد، نمی‌توانید دچار سرمازدگی شوید. سرمازدگی انجماد واقعی بافت پوست است که مستلزم آن است که دمای محیط در نقطه انجماد آب یا زیر آن باشد. با این حال، هیپوترمی همچنان می‌تواند در دماهای بالای نقطه انجماد رخ دهد اگر فرد خیس باشد یا لباس کافی نپوشیده باشد.

سرمایش باد با مختل کردن لایه نازک هوای گرم که به طور طبیعی اطراف بدن را فرا گرفته است، خروج گرما از پوست را تسریع می‌کند. با از بین رفتن این لایه مرزی عایق، دمای پوست به سرعت به سمت دمای هوای محیط کاهش می‌یابد. این فرآیند نرخ مصرف انرژی را افزایش می‌دهد زیرا بدن برای حفظ دمای مرکزی خود تلاش می‌کند.