Počas správy o počasí uprostred búrlivej zimy meteorológ často spomenie faktor veterného mrazu spolu s vysokými a nízkymi dennými teplotami. Faktor veterného mrazu dáva predstavu o tom, aké je počasie, v porovnaní so skutočnou teplotou. Keď teplota klesne blízko bodu mrazu, je možné, že pri nízkom faktore ochladenia vetrom bude vzduch cítiť pod bodom mrazu.
Faktor veterného ochladenia: Účel
Faktor veterného mrazu bol navrhnutý na obmedzený účel. To meria tepelné straty z exponovaných častí ľudského tela, ako sú ruky a tvár, pri nízkych teplotách a nameranej rýchlosti vetra.
S touto informáciou by ľudia, ktorí sa odvážia von vo výnimočne trpkom počasí, poznali približný čas, kým exponované oblasti tela nepodľahnú omrzliny.
Faktory ochladzovania vetrom sú užitočné pri teplotách pod 50 stupňov Fahrenheita a rýchlosti vetra nad 3 míle za hodinu hodina, aj keď subjektivita toho, ako sa „cíti“ počasie, robí z faktora chladenia vetrom často sporné meranie nástroj.
História faktora veterného mrazu
V 40. rokoch 20. storočia boli v Antarktíde umiestnení dvaja americkí vedci, Paul Siple a Charles Passel. Siple a Passel merali vplyv toho, ako môže fúkanie vetra spôsobiť, že objekt stratí teplo rýchlejšie. Vedci umiestnili fľaše s vodou do prvkov a študovali rýchlosti zamrznutia pri rôznych rýchlostiach a teplotách vetra.
Vedci namerali faktor ochladenia vetrom v kilokalóriách za hodinu na meter štvorcový, čo bolo pre každého mimo ich poľa mätúce. V 60. rokoch sa americká armáda snažila vyjadriť meranie z hľadiska teploty.
Do sedemdesiatych rokov minulého storočia boli teploty ekvivalentné chladu vetrom bežným rysom správ o počasí. Vypočítaný faktor ochladenia vetrom však nebol vždy presný. Kanadský vedec Randall Osczevski preformátoval vzorec faktora chladenia vetrom v roku 2001 pomocou moderných modelov tepelných strát z ľudského tela.
Formula na ochladenie vetrom
Nový vzorec pre faktor veterného chladenia čiastočne vyvinul experiment. Ľudské subjekty prechádzali v studenom veternom tuneli kvôli strate teploty.
Vzorec veterného mrazu v anglických jednotkách merania:
Veterný chlad = 35,74 + 0,6215T - 35,75 (V ^ 0,16) + 0,4275T (V ^ 0,16)
- T = teplota v stupňoch Fahrenheita
- V = rýchlosť vetra v míľach za hodinu
Ak sa používa metrika, vzorec veterného chladenia je:
Veterný chlad = 13,12 + 0,6215T - 11,37 (V ^ 0,16) + 0,3965T (V ^ 0,16)
- T = teplota v stupňoch Celzia
- V = rýchlosť vetra v kilometroch za hodinu
Faktor veterného mrazu: Príklad
Na výpočet faktora ochladenia vetrom je potrebný anemometer, prístroj na meranie rýchlosti vetra a teplomer. Po vykonaní odpočtov vložte hodnoty V a T do správneho vzorca.
Príklad: Vypočítajte faktor ochladenia vetrom pre teplotu mínus 20 stupňov Fahrenheita a rýchlosť vetra 55 míľ za hodinu.
Použite vzorec ochladenia na Fahrenheit a míle za hodinu:
Veterný chlad = 35,74 + 0,6215T - 35,75 (V ^ 0,16) + 0,4275T (V ^ 0,16)
Umiestnite hodnoty pre T a V, kde W (T, V) je faktor ochladenia vetrom pri konkrétnej teplote a rýchlosti vetra:
W (T, V) = 35,74 + 0,6215 (–20) - 35,75 (55 ^ 0,16) + 0,4275 (–20) (55 ^ 0,16)
Zjednodušiť:
- W (T, V) = 35,74 –12,43 - 35,75 (1,90) –8,55 (1,90)
- W (T, V) = 35,74 - 12,43 - 67,93 - 16,25 = 60,87
Faktor veterného ochladenia je 61 pod nulou.
Tabuľka a kalkulačky veterného mrazu
Na internete existujú tabuľky a kalkulačky proti vetru; príklady nájdete v časti Zdroje. Upozorňujeme, že v grafoch je uvedené, koľko minút môže dôjsť k omrzlinám.
Napríklad pri 0 stupňoch Fahrenheita s faktorom ochladenia vetrom 30 míľ za hodinu je doba omrzliny 30 minút. Ak vietor pri 0 stupňoch Fahrenheita zaberie rýchlosť až 60 míľ za hodinu, doba omrzlín klesne na 10 minút.