Esistono molte formule per wind chill perché, a differenza della temperatura, wind chill non ha una definizione o una misurazione standard universalmente concordata. Tutte le formule tentano di prevedere qualitativamente l’effetto del vento sulla temperatura percepita dall’uomo. I servizi meteorologici in diversi paesi utilizzano standard unici per il loro paese o regione; ad esempio, i servizi meteorologici statunitensi e canadesi utilizzano un modello accettato dal National Weather Service. Quel modello si è evoluto nel tempo.

Le prime formule e tabelle wind chill sono state sviluppate da Paul Allman Siple e Charles F. Passel lavora in Antartide prima della seconda guerra mondiale, e sono stati messi a disposizione dal National Weather Service dal 1970. Essi sono stati basati sulla velocità di raffreddamento di una piccola bottiglia di plastica come il suo contenuto trasformato in ghiaccio mentre sospeso nel vento sul tetto capanna spedizione, allo stesso livello come l’anemometro. Il cosiddetto indice Windchill ha fornito una buona indicazione della gravità del tempo.

Nel 1960, wind chill cominciò ad essere segnalato come wind chill equivalent temperature (WCET), che è teoricamente meno utile. L’autore di questo cambiamento è sconosciuto, ma non era Siple o Passel come si crede generalmente. In un primo momento, è stato definito come la temperatura alla quale l’indice windchill sarebbe lo stesso in completa assenza di vento. Ciò ha portato a temperature equivalenti che hanno esagerato la gravità del tempo. Charles Eagan si rese conto che le persone sono raramente ancora e che anche quando era calmo, c’era qualche movimento d’aria. Ha ridefinito l’assenza di vento per essere una velocità dell’aria di 1,8 metri al secondo (6,5 km/h; 4,0 mph), che era circa una velocità del vento bassa come un anemometro coppa potrebbe misurare. Ciò ha portato a valori più realistici (dal suono più caldo) di temperatura equivalente.

Modello originaleedit

La temperatura equivalente non è stata universalmente utilizzata in Nord America fino al 21 ° secolo. Fino al 1970, le parti più fredde del Canada riportavano l’originale Wind Chill Index, un numero di tre o quattro cifre con unità di kilocalorie/ora per metro quadrato. Ogni individuo ha calibrato personalmente la scala dei numeri, attraverso l’esperienza. Il grafico ha anche fornito una guida generale al comfort e al pericolo attraverso i valori soglia dell’indice, come 1400, che era la soglia per il congelamento.

L’originale formula dell’indice:

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)}

dove:

• WCI = wind chill index, kg*cal/m2/h
• v = velocità del vento m/s
• Ta = temperatura dell’aria in °C

Nord america e Regno Unito vento freddo indexEdit

Nel mese di novembre 2001, Canada, Stati Uniti, e il Regno Unito realizzato un nuovo vento freddo indice sviluppato da scienziati e medici esperti in Comune il Gruppo di Azione per la Temperatura Indici (JAG/TI). È determinato iterando un modello di temperatura della pelle sotto varie velocità e temperature del vento utilizzando le correlazioni ingegneristiche standard della velocità del vento e della velocità di trasferimento del calore. Il trasferimento di calore è stato calcolato per una faccia nuda nel vento, di fronte al vento, mentre si cammina in esso a 1,4 metri al secondo (5,0 km/h; 3,1 mph). Il modello corregge la velocità del vento misurata ufficialmente alla velocità del vento all’altezza del viso, supponendo che la persona si trovi in un campo aperto. I risultati di questo modello, può essere approssimata, all’interno di un grado, con la seguente formula:

standard vento freddo formula per l’Ambiente Canada è:

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}}

dove Twc è wind chill index, basato sulla scala di temperatura Celsius; Ta è la temperatura dell’aria in gradi Celsius; e v è la velocità del vento a 10 m (33 ft) standard anemometro altezza, in chilometri all’ora.

Quando la temperatura è di -20 °C (-4 °F) e la velocità del vento è di 5 km/h (3,1 mph), l’indice di vento freddo è -24. Se la temperatura rimane a -20 °C e la velocità del vento aumenta a 30 km / h (19 mph), l’indice di vento freddo scende a -33.

L’equivalente formula in consuetudinario statunitense quote:

T w c = 35.74 + 0.6215 T − 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}\,\!}

dove Twc è l’indice di vento freddo, basato sulla scala Fahrenheit; Ta è la temperatura dell’aria in gradi Fahrenheit, e v è la velocità del vento in miglia all’ora.

La temperatura di Windchill è definita solo per temperature pari o inferiori a 10 °C (50 °F) e velocità del vento superiori a 4,8 chilometri all’ora (3,0 mph).

Quando la temperatura dell’aria scende, aumenta l’effetto di raffreddamento di qualsiasi vento presente. Ad esempio, un vento di 16 km/h (9,9 mph) abbasserà la temperatura apparente di un margine più ampio a una temperatura dell’aria di -20 °C (-4 °F), rispetto a un vento della stessa velocità se la temperatura dell’aria fosse di -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). Ci sono significativi aspetti dipendenti dal tempo per wind chill perché il raffreddamento è più rapido all’inizio di qualsiasi esposizione, quando la pelle è ancora calda.

Australian apparent temperatureEdit

La temperatura apparente (AT), inventata alla fine degli anni ‘ 70, è stata progettata per misurare la sensazione termica in condizioni indoor. È stato esteso nei primi anni 1980 per includere l’effetto del sole e del vento. L’indice AT qui utilizzato si basa su un modello matematico di un adulto, che cammina all’aperto, all’ombra (Steadman 1994). L’AT è definito come; la temperatura, al livello di umidità di riferimento, produce la stessa quantità di disagio di quella sperimentata sotto l’attuale temperatura ambiente e umidità.

La formula è:

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

dove:

• Ta = temperatura di bulbo secco (°C)
• e = pressione del vapore acqueo (hPa)
• v = velocità del vento (m/s) ad un’altezza di 10 m

La pressione di vapore può essere calcolato dalla temperatura e di umidità relativa tramite l’equazione:

e = R H 100 ⋅ 6.105 ⋅ exp ⁡ ( 17.27 ⋅ T a 237.7 + T ) {\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)}}

Dove:

Ta = temperatura del bulbo secco (°C) RH = Umidità relativa (%) exp rappresenta la funzione esponenziale

La formula australiana include l’importante fattore di umidità ed è un po ‘ più coinvolta rispetto al più semplice modello nordamericano. La formula nordamericana è stata progettata per essere applicata a basse temperature (fino a -46 °C o -50 °F) quando anche i livelli di umidità sono bassi. La versione hot weather dell’AT (1984) è utilizzata dal National Weather Service negli Stati Uniti. Negli Stati Uniti, questa semplice versione dell’AT è nota come indice di calore.