Введение

Индекс температуры, учитывающий влияние влажности.

Индекс тепла (HI) – это показатель, объединяющий температуру воздуха и относительную влажность в затенённом месте для определения температуры, которую человек фактически ощущает, то есть насколько жарко ему будет казаться при иной влажности в тени. Например, при температуре и 70% относительной влажности индекс тепла составляет (см. таблицу ниже). Индекс тепла предназначен для описания ощущаемой температуры в тени, однако он не учитывает нагрев от прямых солнечных лучей, физическую активность или охлаждение от ветра. Обычно человеческое тело охлаждается за счёт испарения пота. Высокая относительная влажность замедляет испарение и охлаждение, усиливая дискомфорт и риск теплового удара. Восприятие тепла индивидуально и зависит от телосложения, обмена веществ, уровня гидратации, беременности или других физиологических особенностей. Оценка ощущаемой температуры основана на субъективных ощущениях людей при контролируемых значениях температуры и влажности. Помимо индекса тепла, к другим показателям кажущейся температуры относятся канадский Humidex, температура влажного термометра, "относительная температура наружного воздуха" и запатентованный показатель "RealFeel".

История

Индекс теплового ощущения был разработан в 1979 году Робертом Г. Стедманом. Как и индекс охлаждения ветром, индекс теплового ощущения основан на предположениях о массе и росте тела человека, одежде, уровне физической активности, индивидуальной переносимости жары, воздействии солнечного света и ультрафиолетового излучения, а также скорости ветра. Значительные отклонения от этих условий приведут к значениям индекса теплового ощущения, которые не будут точно отражать воспринимаемую температуру. В Канаде вместо индекса теплового ощущения используется аналогичный показатель – humidex (канадская разработка, представленная в 1965 году). Хотя и humidex, и индекс теплового ощущения рассчитываются с использованием температуры точки росы, humidex берет за основу определенную температуру точки росы, а индекс теплового ощущения – другую. Более того, индекс теплового ощущения использует уравнения теплового баланса, учитывающие множество переменных, помимо давления водяного пара, которое используется исключительно при расчете humidex. Совместный комитет, созданный США и Канадой для урегулирования разногласий, впоследствии был расформирован.

Определение

Индекс теплового ощущения для данной комбинации температуры (сухого термометра) и влажности определяется как температура сухого термометра, которая ощущалась бы так же, если бы парциальное давление водяного пара составляло 1,6 кПа. По словам Стедмана, "Таким образом, например, кажущаяся температура соответствует тому же уровню духоты и тем же требованиям к одежде, что и температура сухого термометра с давлением пара 1,6 кПа". Предполагается, что описанное уравнение справедливо только при температуре или выше. Порог относительной влажности, при котором расчет индекса теплового ощущения выдает значение, равное или меньшее температуры воздуха (более низкий индекс теплового ощущения обычно считается недействительным), зависит от температуры и не является линейным. Обычно этот порог устанавливается на произвольном уровне 40%. Предпринимались попытки создать универсальную кажущуюся температуру, такую как температура влажного термометра, "относительная температура окружающей среды", "ощущается как", или запатентованный "RealFeel".

Метеорологические соображения

На открытом воздухе, с повышением относительной влажности, сначала появляется дымка, а затем – более плотный облачный покров, уменьшая количество прямого солнечного света, достигающего поверхности. Таким образом, существует обратная зависимость между максимальной потенциальной температурой и максимальной потенциальной относительной влажностью. Из-за этого фактора ранее считалось, что максимально достижимое значение индекса теплового воздействия на Земле составляет приблизительно . Однако, 8 июля 2003 года в Дахране (Саудовская Аравия) точка росы была , а температура – , что привело к значению индекса теплового воздействия равном .

Человеческому организму необходимо испарительное охлаждение для предотвращения перегрева. Температура влажного термометра и температура влажного шара используются для определения способности организма избавляться от избыточного тепла. Постоянная температура влажного термометра около может быть смертельной для здоровых людей; при этой температуре наши тела переключаются с отдачи тепла в окружающую среду на его поглощение. Таким образом, температура влажного термометра является порогом, за которым организм больше не способен адекватно охлаждаться.

Влияние теплового индекса (значения оттенков)

Примечания по Цельсию: 27–32 °C: Осторожно: при длительном воздействии и активности возможна усталость. Продолжение активности может привести к тепловым судорогам. 32–41 °C: Соблюдайте крайнюю осторожность: возможны тепловые судороги и тепловое истощение. Продолжение активности может привести к тепловому удару. 41–54 °C: Опасно: вероятны тепловые судороги и тепловое истощение; при продолжении активности тепловой удар весьма вероятен. Выше 54 °C: Чрезвычайная опасность: неминуемый тепловой удар. Воздействие прямого солнечного света может повысить значения теплового индекса до 8 °C (14 °F).

Ограничения

Индекс тепловой нагрузки неэффективен в экстремальных условиях, таких как перенасыщение воздуха, когда воздух насыщен влагой более чем на 100%. Дэвид Ромпс, физик и климатолог из Калифорнийского университета в Беркли, и его аспирант И Чуан Лу выяснили, что индекс тепловой нагрузки занижает степень тяжести сильных волн жары, например, чикагской волны жары 1995 года. К другим проблемам, связанным с индексом тепловой нагрузки, относятся недоступность точных данных о влажности во многих географических регионах, предположение о том, что человек здоров, а также предположение о легком доступе человека к воде и тени.