istnieje wiele formuł dla wind chill, ponieważ w przeciwieństwie do temperatury, wind chill nie ma powszechnie uzgodnionej standardowej definicji lub pomiaru. Wszystkie formuły próbują jakościowo przewidzieć wpływ wiatru na temperaturę, którą postrzegają ludzie. Usługi pogodowe w różnych krajach używają standardów unikalnych dla ich kraju lub regionu; na przykład us I Canadian weather services używają modelu zaakceptowanego przez National Weather Service. Model ten ewoluował z czasem.

pierwsze formuły i tabele wind chill zostały opracowane przez Paula Allmana Siple ’ a i Charlesa F. Passel pracował na Antarktydzie przed II wojną światową, a zostały udostępnione przez National Weather Service do 1970 roku. były one oparte na szybkości chłodzenia małej plastikowej butelki, ponieważ jej zawartość zamieniła się w lód, podczas gdy zawieszona na wietrze na dachu chaty ekspedycyjnej, na tym samym poziomie, co anemometr. Tzw. Windchill Index dawał całkiem dobry wskaźnik nasilenia pogody.

w latach 60.XX wieku zimny chłód zaczął być określany jako temperatura równoważna wiatrowi (ang. wind chill equivalent temperature, WCET), co jest teoretycznie mniej użyteczne. Autor tej zmiany nie jest znany, ale nie był to Siple lub Passel, jak się powszechnie uważa. Początkowo określano ją jako temperaturę, przy której wskaźnik wiatru byłby taki sam przy całkowitym braku wiatru. Doprowadziło to do równoważnych temperatur, które przesadziły z surowością pogody. Charles Eagan zdał sobie sprawę, że ludzie rzadko są w miejscu i że nawet gdy było spokojnie, był jakiś ruch powietrza. Na nowo zdefiniował brak wiatru jako prędkość powietrza wynoszącą 1,8 metra na sekundę (6,5 km/h; 4,0 mph), co było mniej więcej tak niską prędkością wiatru, jak można było zmierzyć za pomocą anemometru kubkowego. Doprowadziło to do bardziej realistycznych (cieplej brzmiących) wartości równoważnej temperatury.

oryginalny model

równoważna temperatura nie była powszechnie stosowana w Ameryce Północnej aż do XXI wieku. Do lat 70.XX wieku w najzimniejszych częściach Kanady podawano oryginalny indeks chłodu wiatru, trzy-lub czterocyfrowy numer z jednostkami kilokalorii/godzinę na metr kwadratowy. Każda osoba skalibrowała skalę liczb osobiście, poprzez doświadczenie. Wykres dostarczył również ogólnych wskazówek dotyczących komfortu i zagrożenia poprzez wartości progowe indeksu, takie jak 1400, który był progiem odmrożeń.

oryginalny wzór dla indeksu brzmiał:

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)}

gdzie:

• WCI = wind chill index, kg*cal/m2/h
• v = wind velocity, m/s
• Ta = air temperature, °C

w listopadzie 2001 r. Kanada, Stany Zjednoczone i Wielka Brytania wdrożyły nowy indeks chłodu wiatru opracowany przez naukowców i ekspertów medycznych w ramach wspólnej grupy działania ds.. Jest ona określana przez iterację modelu temperatury skóry przy różnych prędkościach i temperaturach wiatru przy użyciu standardowych korelacji inżynieryjnych prędkości wiatru i szybkości transferu ciepła. Transfer ciepła obliczono dla gołej twarzy na wietrze, zwróconej w stronę wiatru, podczas wchodzenia w nią z prędkością 1,4 metra na sekundę (5,0 km/h; 3,1 mph). Model koryguje oficjalnie zmierzoną prędkość wiatru do prędkości wiatru na wysokości twarzy, zakładając, że osoba znajduje się na otwartym polu. Wyniki tego modelu mogą być przybliżone, w granicach jednego stopnia, z następującego wzoru:

standardowy wzór chłodu wiatru Dla środowiska wynosi:

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}}

gdzie TWC to wskaźnik chłodu wiatru, oparty na skali temperatury Celsjusza; ta to Temperatura powietrza w stopniach Celsjusza; a v to prędkość wiatru na standardowej wysokości anemometru 10 M (33 stopy), w kilometrach na godzinę.

Gdy temperatura wynosi -20 °C (-4 °F), A prędkość wiatru wynosi 5 km/h (3,1 mph), wskaźnik chłodu wiatru wynosi -24. Jeśli temperatura utrzymuje się na poziomie -20 °C, a prędkość wiatru wzrasta do 30 km/h (19 mph), wskaźnik chłodu wiatru spada do -33.

równoważny wzór w jednostkach zwyczajowych w USA to:

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}\,\!}

gdzie Twc to indeks chłodu wiatru, oparty na skali Fahrenheita; Ta to Temperatura powietrza w stopniach Fahrenheita, A v to prędkość wiatru w milach na godzinę.

temperatura wiatru jest zdefiniowana tylko dla temperatur poniżej 10 °C (50 °F) i prędkości wiatru powyżej 4,8 km / h (3,0 mph).

wraz ze spadkiem temperatury powietrza wzrasta efekt chłodzenia każdego wiatru. Na przykład, wiatr o prędkości 16 km/h (9,9 mph) obniży pozorną temperaturę o szerszy margines przy temperaturze powietrza -20 °C (-4 °F), niż wiatr o tej samej prędkości, gdyby Temperatura powietrza wynosiła -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). Istnieją znaczące aspekty zależne od czasu, aby schłodzić wiatr, ponieważ chłodzenie jest najszybsze na początku każdej ekspozycji, gdy skóra jest jeszcze ciepła.

Australijska temperatura pozornaedytuj

temperatura pozorna (AT), wynaleziona pod koniec lat 70., została zaprojektowana do pomiaru odczuwania ciepła w warunkach wewnętrznych. Został rozszerzony na początku lat 80., aby uwzględnić wpływ słońca i wiatru. Stosowany tutaj indeks AT opiera się na matematycznym modelu dorosłego, chodzącego Na zewnątrz, w cieniu (Steadman 1994). AT jest zdefiniowany jako; temperatura, na poziomie wilgotności referencyjnej, powoduje taki sam dyskomfort, jaki odczuwany jest przy obecnej temperaturze otoczenia i wilgotności.

wzór jest następujący:

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}

gdzie:

• Ta = temperatura suchego żarówki (°c)
• e = ciśnienie pary wodnej (hPa)
• v = prędkość wiatru (m/s) na wysokości 10 m

ciśnienie pary można obliczyć na podstawie temperatury i wilgotności względnej za pomocą równania:

E = R H 100 ⋅ 6,105 exp 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)}}

gdzie:

Ta = temperatura suchego żarówki (°C) RH = WILGOTNOŚĆ WZGLĘDNA ( % ) exp reprezentuje funkcję wykładniczą

formuła Australijska zawiera ważny czynnik wilgotności i jest nieco bardziej zaangażowana niż prostszy model północnoamerykański. Północnoamerykańska formuła została zaprojektowana do stosowania w niskich temperaturach (nawet -46 °C lub -50 °F), gdy poziom wilgotności jest również niski. Wersja hot weather AT (1984) jest używana przez National Weather Service w Stanach Zjednoczonych. W Stanach Zjednoczonych ta prosta wersja AT jest znana jako wskaźnik ciepła.