on olemassa monia kaavoja, koska toisin kuin lämpötilalle, Tuulen kylmyydelle ei ole yleisesti sovittua standardimääritystä tai mittausta. Kaikissa kaavoissa pyritään laadullisesti ennustamaan tuulen vaikutus ihmisen havaitsemaanlämpötilaan. Eri maiden sääpalvelut käyttävät maassaan tai alueellaan ainutlaatuisia standardeja; esimerkiksi Yhdysvaltain ja Kanadan sääpalvelut käyttävät National Weather Servicen hyväksymää mallia. Se malli on kehittynyt ajan myötä.

ensimmäiset Tuulen viilentävät kaavat ja taulukot kehittivät Paul Allman Siple ja Charles F. Passelit toimivat Antarktiksella ennen toista maailmansotaa, ja National Weather Service toimitti ne 1970-luvulle mennessä pienen muovipullon jäähdytysnopeuteen, kun sen sisältö muuttui jääksi riippuessaan tuulessa retkikunnan majan katolla, samalla tasolla kuin anemometri. Niin sanottu Windchill-indeksi antoi melko hyvän osviittaa sään ankaruudesta.

1960-luvulla Tuulen kylmyyttä alettiin ilmoittaa Tuulen kylmyyttä vastaavaksi lämpötilaksi (wcet), joka on teoriassa vähemmän hyödyllinen. Tämän muutoksen tekijää ei tiedetä, mutta se ei ollut Siple tai Passel, kuten yleisesti uskotaan. Aluksi se määriteltiin lämpötilaksi,jossa windchill-indeksi olisi sama ilman tuulta. Tämä johti vastaaviin lämpötiloihin, jotka liioittelivat sään ankaruutta. Charles Eagan tajusi, että ihmiset ovat harvoin paikoillaan ja että silloinkin, kun oli tyyntä, ilmassa oli liikettä. Hän määritteli Tuulen puuttumisen uudelleen 1,8 metrin sekuntinopeudeksi (6,5 km/h; 4,0 mph), joka oli suunnilleen niin alhainen tuulennopeus kuin kuppi-anemometri voisi mitata. Tämä johti realistisempiin (lämpimämmältä kuulostaviin) ekvivalenttilämpötilan arvoihin.

alkuperäinen malli

vastaava lämpötila ei ollut yleisesti käytössä Pohjois-Amerikassa ennen 2000-lukua. 1970-luvulle asti Kanadan kylmimmät osat ilmoittivat alkuperäisen Wind Chill-indeksin, kolme-tai nelinumeroisen luvun, jonka yksikköinä olivat kilokalorit/tunti neliömetriä kohti. Jokainen yksilö kalibroi lukujen asteikon henkilökohtaisesti, kokemuksen kautta. Kaaviossa annettiin myös yleistä ohjeistusta viihtyvyyteen ja vaaraan indeksin raja-arvojen, kuten 1400: n kautta, joka oli paleltuman raja-arvo.

indeksin alkuperäinen kaava oli:

W C i = ( 10 v − v + 10,5 ) ⋅ ( 33 − T A ) {\displaystyle WCI=\left(10{\sqrt {v}}-v+10,5\right)\cdot \left(33-T_{\mathrm {a} }\right)}

missä:

• WCI = wind chill index, kg*Cal/m2/h
• v = Tuulen nopeus, m/s
• ta = ilman lämpötila, °C

Pohjois-Amerikan ja Yhdistyneen kuningaskunnan tuuli chill indexEdit

marraskuussa 2001 Kanada, Yhdysvallat ja Yhdistynyt kuningaskunta toteuttivat uuden tuulen chill Indexin, jonka kehittivät tutkijat ja lääketieteen asiantuntijat Lämpötilaindeksejä käsittelevässä yhteisessä toimintaryhmässä (Jag/TI). Se määritetään iteroimalla malli ihon lämpötilasta eri tuulennopeuksissa ja lämpötiloissa käyttäen standarditeknisiä korrelaatioita tuulen nopeudesta ja lämmönsiirtonopeudesta. Lämmönsiirto laskettiin paljaalle naamalle tuulessa vastatuuleen kävellessä 1,4 metriä sekunnissa (5,0 km/h; 3,1 mph). Malli korjaa virallisesti mitatun tuulennopeuden tuulen nopeuteen kasvojen korkeudella olettaen, että henkilö on avomaalla. Tämän mallin tuloksia voidaan approksimoida yhden asteen tarkkuudella seuraavasta kaavasta:

Standardituulen kylmyyden kaava Environment Canadalle on:

T W C = 13.12 + 0.6215 T a − 11.37 v + 0.16 + 0.3965 T a V + 0.16 {\displaystyle T_{\mathrm {wc} }=13.12+0.6215t_{\mathrm {a} }-11, 37 V^{+0, 16}+0.3965T_{\mathrm {A} }v^{+0, 16}}

missä TWC on tuulen kylmyysindeksi, joka perustuu celsiusasteikkoon; ta on ilman lämpötila celsiusasteina; ja v on tuulen nopeus 10 metrin (33 Jalan) standardianemometrin korkeudessa kilometreinä tunnissa.

kun lämpötila on -20 °C (-4 °F) ja tuulen nopeus 5 km/h (3,1 mph), Tuulen kylmyysindeksi on -24. Jos lämpötila pysyy -20 °C: ssa ja tuulen nopeus nousee 30 km/h (19 mph), Tuulen kylmyysindeksi laskee -33: een.

vastaava kaava Yhdysvaltain tavanomaisissa yksiköissä on:

T w C = 35,74 + 0,6215 T a − 35,75 v + 0,16 + 0,4275 T a V + 0,16 {\displaystyle T_{\mathrm {wc} }=35,74+0, 6215T_{\mathrm {a} }-35,75 v^{+0,16}+0.4275t_{\mathrm {a} }v^{+0,16}\,\!}

missä Twc on Fahrenheit-asteikkoon perustuva Tuulen kylmyysindeksi; Ta on ilman lämpötila asteina Fahrenheit ja v on Tuulen nopeus kilometreinä tunnissa.

Windchillin lämpötila on määritelty vain 10 °C: n (50 °F) ja tuulen nopeus yli 4,8 kilometriä tunnissa (3,0 mph).

ilman lämpötilan laskiessa mahdollisen Tuulen hyytävä vaikutus kasvaa. Esimerkiksi 16 km/h (9,9 mph) tuuli alentaa näennäistä lämpötilaa laajemmalla marginaalilla ilman lämpötilassa -20 °C (-4 °F), kuin saman nopeuden tuuli olisi, jos ilman lämpötila olisi -10 °C (14 °F).

• Celsius wind chill index

• Comparison of old and new wind chill values at −15 °C (5 °F)

• Wind chill calculator

The 2001 WCET is a steady state calculation (except for the time to frostbite estimates). Tuulen viilenemisessä on merkittäviä aikariippuvaisia piirteitä, sillä viileneminen on nopeinta mahdollisen altistuksen alussa, jolloin iho on vielä lämmin.

Australian näennäinen lämpötila

1970-luvun lopulla keksitty näennäinen lämpötila (AT) suunniteltiin lämpöaistimuksen mittaamiseen sisäolosuhteissa. Sitä laajennettiin 1980-luvun alussa koskemaan myös auringon ja tuulen vaikutusta. Tässä käytetty AT-indeksi perustuu matemaattiseen malliin, jossa aikuinen kävelee ulkona varjossa (Steadman 1994). AT määritellään seuraavasti; lämpötila viitekosteustasolla, joka aiheuttaa saman määrän epämukavuutta kuin vallitsevassa ympäristön lämpötilassa ja kosteudessa.

kaava on:

A T = T A + 0.33 e − 0.7 v − 4.00 {\displaystyle \mathrm {AT} =T_{\mathrm {a} }+0.33 e-0.7 v-4.00}

missä:

• Ta = kuiva polttimon lämpötila (°C)
• e = vesihöyrynpaine (hPa)
• v = Tuulen nopeus (m/s) 10 m: n korkeudessa

höyrynpaine voidaan laskea lämpötilasta ja suhteellisesta kosteudesta yhtälöllä:

E = R H 100 ⋅ 6.105 ⋅ exp ⁡ ( 17.27 ⋅ T A 237.7 + T a ) {\displaystyle e={\frac {\mathrm {Rh} }{100}}\cdot 6.105\cdot \exp {\Left({\frac {17.27\cdot T_{\mathrm {a} }}{237.7+T_{\mathrm {a} }}}\right)}}

missä:

Ta = kuiva polttimon lämpötila (°C) RH = suhteellinen kosteus (%) exp edustaa eksponenttifunktiota

Australian kaava sisältää kosteuden tärkeän tekijän ja on jonkin verran mukana yksinkertaisemmassa pohjoisamerikkalaisessa mallissa. Pohjois-Amerikan kaava suunniteltiin sovellettavaksi alhaisissa lämpötiloissa (niinkin alhainen kuin -46 °C tai -50 °F), kun myös ilmankosteus on alhainen. AT: n (1984) hot weather-versio on Yhdysvaltain kansallisen sääpalvelun käytössä. Yhdysvalloissa tämä yksinkertainen versio AT: stä tunnetaan nimellä lämpöindeksi.