试论感觉温度与风力及湿度的关系

王海青　徐为进　鞠红霞　赵蓓蓓　王　琴

摘 要:从人体感觉温度与天气预报的实际温度(即空气温度,简称气温)存在的差距入手,详细地阐述了实际温度的测量标准以及感觉温度的影响因素,从而科学地解释了二者存在偏差的理论原因。在此基础上,进一步分析感觉温度的影响因素在现实生活中是如何作用于感觉温度,以及两者之间的相联的变化关系,最终总结出感觉温度受风和湿度影响较大,从而导致了感觉温度与预报温度在生活中有所差异。

关键词:感觉温度;实际温度;风力;湿度

中图分类号: P463.3 文献标识码: A 文章编号:1005-569X(2009)08-0078-02

1 引言

日常生活中,经常有人觉得气象台预报的温度与自己的感觉有较大的差距,尤其是夏季常感觉气温报得偏低,冬季常感觉气温报得偏高,其实,这里有一个感觉温度和实际温度的差异的问题。事实上,统计资料表明,气象台预报的温度是各种气象要素中相对预报较为准确的一种,温度预报的平均误差一般不超过1℃。那又是为什么我们实际感觉的温度常常相差这么大呢?

2感觉温度与实际温度的差异

2.1实际温度

原来,气象台关于温度的测定,是按照世界气象组织的标准,遵循严格的要求:气温指的是放在草坪上,距离地面1.5m,通风而且不受阳光直射的百叶箱里的干球温度计的温度。之所以要这样测量,主要是为了使得数据的规范,具有可比性—包括空间可比性(如与其他省市或其他国家城市气温的比较)和时间可比性(如与本地几年前、几十年前相比,可以研究气候的变迁);从而更好地研究气温的变化情况。但是人们的体感温度却受到很多因素的影响。因此天气预报中的气温仅仅代表空气的冷暖程度,并不能完全表示出人体对环境的冷暖感受,但气温高低可以作为人体冷暖感受的一个参数,这也正是空气温度与体感温度的区别所在。

2.2感觉温度

体感温度是指人的冷热温度感觉,也称体感气候。在相同的气温条件下,人们还会因空气湿度、风速大小、着装颜色、日照强度甚至心情等的不同而产生不同的冷暖感受。例如在气温30℃的环境中,空气的相对湿度在40%～50%左右,平均风速在3m/s以上时,人们就不会感到很热;然而在相同的温度条件下,相对湿度若增大到80%以上、风速很小时,人们就会产生闷热难熬的感觉,体弱者甚至会出现中暑现象。再比如冬天冷空气来临时,刮风、下雨或者下雪,我们感觉到很冷,而第二天冷空气过境以后,气温是真正降了下来的时候,我们却不感觉到怎么冷了。

3 感觉温度的影响因素

具体说,影响人们感觉温度的主要气象要素有风和湿度。

3.1风力对感觉温度的影响

我们先说说感觉温度与风速大小的关系。冬天,当穿着衣物适宜,人在静止或徒步行走时候并没有冷感,如果坐上奔驰的敞篷车或者驾驶摩托车,立刻就会觉得风声大作,全身寒冷。这是什么原因呢?原来在人体周围有一层空气保温层,当风吹来时,保温层被吹散,随之把人体表皮的热量也带走。一般情况下,风速越大,人体散失的热量越快、越多。

有人曾经作过试验,得出了风速大小和人体冷热感觉的关系。当气温在0℃以上的环境下,假设无风、气温为10℃时,当风力增加至3级时,人体感觉温度约为5℃;5级风时,人体感觉气温与0℃相同;而当7级风时,就会感觉与零下3℃相同。在0℃以下的条件下,比如无风、气温为零下10℃,当风力增大到7级,人的感觉就会像零下20℃以下时的感觉一样。从以上两组实验中可以这样的结果:当气温在0℃以上时,风力每增加2级,人的寒冷感觉温度会下降3℃～5℃;气温在0℃以下时,风力每增加2级,人们寒冷感觉下降6℃～8℃。 由此可见,在日常生活中,若气象台预报气温5℃左右,同时风力4～5级以上时,应多备些衣服,注意保暖;如在轻风艳阳下,感觉可能不会很冷,衣着可穿得潇洒一点。

3.2湿度对感觉温度的影响

我们再来看感觉温度与湿度高低的关系。湿度对人体的影响,主要是它决定着排汗的散热效率。在舒适温度的范围内,湿度的影响还不太明显,但在高温时,随着温度和湿度的增加则愈加明显。比如在夏季台风或暴雨来临之前,由于气温高,如果这时空气湿度大,出汗不易挥发,人体就会感到闷热异常。

美国、加拿大、以色列等国家常用热指数(又称显温,Heat Index)来评价夏季人体舒适状况的指标,该指标主要考虑温度和湿度对人体舒适状况的综合影响。热指数公式如下:

图1是笔者将实际气温为35℃时不同相对湿度下的热指数(舍弃Td而用相对湿度为的是比较直观――Td到相对湿度的关系比较复杂,这里系查表所得,原理教科书上均有,从略);可见同样的35℃,相对湿度越大,热指数越高,当着相对湿度达到80%以上时,热指数已超过50℃。

上述热指数可以说是感觉温度的一种客观表述。影响感觉温度的因子还有太阳辐射,比如有媒体拿着温度表在水泥路面上曝晒到50～60℃,称某某城市气温达到了60℃,这是不科学的—因为这是地表的太阳直射温度,城市里100个地方可以测得100个不同的太阳直射的地表温度,气象台也有一个观察项目叫“地面温度”,夏天达到50～60℃甚至更高是很正常的,可是如果实际气温达到了60℃,恐怕绝大多数人得中暑病倒。关于防暑的一个提示就是中午前后尽可能少在户外活动,就是因为太阳的辐射下直射温度高。

4 结语

通俗一点来说,同样的气温,阳光下和树荫下感觉差别很大,有风和无风差别很大,湿润和干燥差别很大,这就是为什么有时感觉温度和实际预报温度差异较大的原因。感觉温度的研究(包括衍生出的人体舒适度指数、穿衣指数等)对于人们正确使用气温,综合考虑风力、湿度、太阳辐射等相关因子,夏季做好防暑降温、冬季做好防寒保暖工作有着很重要的指导价值。

参考文献:

[1]Steadman, Robert G. A Universal Scale of Apparent Temperature[J].journal of applied meteorology, 1984, (vol.) 23, (Issue) 12, pp.1674～1687.

[2]Brauner N, Shacham M. Meaningful wind chill indicators derived from heat transfer principles [J]. Iint j biometeorol, 1995, 39 (1) : pp.46～52.

[3]谈建国.衡量上海夏季暑热程度的相对舒适度指数研究[J].南京气象学院学报,2005,28(2):213～218.