Что означает холод ветра
ru.knowledgr.com
График значений охлаждения ветра для данных температур воздуха и скорости ветра Ветер-похолодание или windchill (popyly wind chill factor) является снижением температуры тела из-за прохождения потока воздуха более низкой температуры.
Показатели охлаждения ветра всегда ниже температуры воздуха для значений, где формула действительна. Когда кажущаяся температура выше температуры воздуха, вместо нее используется тепловой индекс.
Пояснение
Альтернативные подходы
Многие формул существуют для холодного ветра, потому что, в отличие от температуры, холодный ветер не имеет универсального согласованного стандартного определения или измерения. Все формул пытаются качественно предсказать влияние ветра на температуру человека perc
Первые формы охлаждения ветра и таблицы были разработаны Полом Оллманом Сипле и Чарльзом Ф. Пасселем, работавшими в Антарктике до Второй мировой войны, и были доступны Национальной метеослужбой к 1970-м годам. Они были основаны на скорости охлаждения небольшой пластиковой бутылки, когда ее содержимое повернулось на лед, в то время как подвешенный на ветру на крыше expe hut, на том же уровне, что и anemometer.
В 1960-х годах об охлаждении ветра стали сообщать как об эквивалентной температуре охлаждения ветра (WCET), которая этически менее полезна. Автор этого изменения неизвестен, но это не Siple или Passel, как это обычно ved. Сначала она была определена как температура, при которой индекс Windchill будет таким же в полном отсутствии ветряной. Это привело к эквивалентным температурам, что возвеличил Caleagerwerfeen людей все еще севернее Шарля.
Исходная модель
Эквивалентная температура не была повсеместно использована в Северной Америке до 21 в. До 1970-х гг., самые холодные части Канады сообщали оригинальный Wind Chill Index, три или четыре digit число с единицами килокалорий/час на кв. м. Каждый отдельный калибрат шкалы чисел персонально, через опыт. Диаграмма также обеспечивала общее руководство к комфорту и опасности через трехкратные значения индекса, такие как 1400, который был трехкратным для обморожения.
Исходная формула для индекса была:
Индекс охлаждения ветра в Северной Америке и Великобритании
Стандартная формула охлаждения ветра для окружающей среды Канады:
Температура Windchill определяется только для температур 10 ° C или ниже, а скорость ветра превышает 4,8 км/ч.
Австралийская кажущаяся температура
Кажущаяся температура (АТ), изобретенная в конце 1970-х годов, была разработана для измерения температурных ощущений в условиях внутри помещений. Он был расширен в начале 1980-х годов для включения влияния солнца и ветра. Используемый здесь индекс AT основан на модели взрослого, ходячего или в тени (Steadman 1994). ТД определяется как температура при эталонном уровне влажности, приводящая к тому же количеству дискомфорта, что и при текущей температуре и влажности.
Давление вакуума можно рассчитать по температуре и относительной влажности, используя уравнение:
Ta = температура сухой колбы (° C)
RH = Относительная влажность (%)
exp представляет экспоненциальную функцию
СОДЕРЖАНИЕ
Объяснение
Альтернативные подходы
В 1960-х годах об охлаждении ветром начали сообщать как об эквивалентной температуре охлаждения ветром (WCET), что теоретически менее полезно. Автор этого изменения неизвестен, но это был не Сипл или Пассель, как принято считать. Сначала она определялась как температура, при которой индекс ветрового охлаждения будет таким же при полном отсутствии ветра. Это привело к эквивалентным температурам, которые преувеличивали суровость погоды. Чарльз Иган понял, что люди редко бывают неподвижными и что даже когда было тихо, было некоторое движение воздуха. Он переопределил отсутствие ветра как скорость воздуха 1,8 метра в секунду (6,5 км / ч; 4,0 мили в час), что было примерно такой низкой скоростью, которую мог измерить чашечный анемометр. Это привело к более реалистичным (более теплым) значениям эквивалентной температуры.
Оригинальная модель
Исходная формула индекса была следующей:
Индекс охлаждения ветром в Северной Америке и Великобритании
В ноябре 2001 г. Канада, США и Великобритания ввели новый индекс охлаждения ветром, разработанный учеными и медицинскими экспертами из Группы совместных действий по индексам температуры (JAG / TI). Он определяется путем повторения модели температуры кожи при различных скоростях и температурах ветра с использованием стандартных инженерных корреляций скорости ветра и скорости теплопередачи. Теплопередача была рассчитана для голого лица на ветру, лицом к ветру, при входе в него со скоростью 1,4 метра в секунду (5,0 км / ч; 3,1 мили в час). Модель корректирует официально измеренную скорость ветра на скорость ветра на уровне лица, предполагая, что человек находится в открытом поле. Результаты этой модели могут быть аппроксимированы с точностью до одной степени по следующей формуле:
Стандартная формула охлаждения ветром для Environment Canada:
Температура Windchill определяется только для температур не выше 10 ° C (50 ° F) и скорости ветра выше 4,8 км в час (3,0 мили в час).
Холодный ветер
Резюме
История
В течение 2001 года группа ученых и медицинских экспертов из Канады и США работала вместе над разработкой нового индекса охлаждения ветром, который является более реалистичным. Добровольцы подвергались воздействию нескольких комбинаций температуры и скорости ветра в охлаждаемой аэродинамической трубе. Исследователи отметили скорость потери тепла с лица, которое обычно подвергается воздействию зимой, как в сухом, так и в мокром состоянии. С тех пор новый индекс используется в обеих странах.
Эффект
Ощущение охлаждения варьируется от одного человека к другому, а индекс охлаждения ветром является количественной оценкой скорости потери тепла. Это неприменимо к неодушевленным предметам, таким как автомобиль, потому что он быстро теряет свое тепло, чтобы достичь тепла воздуха, и после этого больше не будет холода ветром.
Расчет
Отношения Сипла и Пасселя выражают потерю тепла в ваттах на квадратный метр открытой кожи. Эти единицы считались трудными для общественности, новый индекс (стандартизированный в Канаде и Соединенных Штатах, но теперь также упоминаемый в других странах) теперь выражается в виде числа, напоминающего температуру в градусах Цельсия или градусах Фаренгейта (США), в формате одобрено большинством населения. Его часто называют «температура войлока», хотя это число без единицы измерения. Это означает только то, что значение эквивалентно ощущению на коже в спокойный день при этой температуре.
Формула расчета охлаждения ветром выглядит следующим образом:
Этот расчет не принимает во внимание эффект потепления, вызванный прямым воздействием или солнечным излучением, что позволяет дольше выдерживать низкие температуры в отсутствие заметного ветра, но также может вызвать ожоги, которые не ощущаются сразу. В ясный солнечный день температура войлока может повыситься на 5–10 ° C (от 10 до 18 ° F ).
Наконец, эффекты, характерные для каждого человека, не принимаются во внимание: индекс был определен статистическим прогнозом, полученным в результате эксперимента, основанного на измерении потери энергии через кожу на незащищенных частях лица. Типы кожи (в частности, их естественная липидная пленка и старение, наличие бороды, толщина рогового слоя и подкожного жира) и их защита с помощью косметических средств, а также соотношение веса и роста людей влияют на их устойчивость к холоду, а также их способность регулировать тепло тела и собственную теплоемкость. Наконец, диета, гидратация питьем, мышечная и метаболическая активность человека определяют его собственное производство тепла.
Холодный ветер
оглавление
Текущий расчет и таблица
Следует отметить, что формулы не относятся к полному штилью и что при скорости ветра ниже 1,34 м / с получается значение, которое может быть выше температуры воздуха. Это связано с изолирующим эффектом слоя воздуха, прилегающего к коже, который нагревается, когда нет ветра, но не уносится ветром. Из-за этой более теплой оболочки тела воспринимаемая температура воздуха выше, чем реальная температура окружающей среды на некотором расстоянии от поверхности кожи. Однако формула не предназначена для таких низких скоростей ветра, и соответствующие результаты ненадежны. Как правило, диапазон применимости формулы поэтому оценивается только для скорости ветра выше 5 км / ч.
Происхождение этих уравнений, проблемы их реализации и точности, а также альтернативные подходы представлены в следующих разделах.
Важность и применение
история
Введение Windchill
На основании этого соотношения потери тепла приравнивались к условиям температуры охлаждения ветром.
Отдельные символы обозначают следующие количества :
Для θ вывода их оценкам температура кожи 33 ° С и скорости ветра 1,79 м / с была использована для определения α в соответствии с формулой 1.1. Эмпирическое уравнение для сухой температуры в градусах Цельсия и скорости ветра в км / ч, которое в конечном итоге является результатом преобразований, выглядит следующим образом:
Критика измерений Сипла и Пасселя
Однако самая большая проблема, вероятно, заключается в использовании 33 ° C для температуры кожи, потому что она может очень быстро опуститься ниже этого значения в прохладной окружающей среде. Отчасти актуальная проблема связана с измерением скорости ветра. Это требуется в качестве входной переменной для уравнений, стандартизированных метеорологически, но записанных на высоте десяти метров над землей. На высоте человека, то есть между землей и примерно двумя метрами, скорость ветра обычно намного ниже из-за эффекта трения о препятствия.
Все эти факторы действуют в направлении переоценки холодного ветра по уравнению Сипля и Пасселя. Тем не менее, их результаты позволили впервые привлечь внимание широкой общественности к холодному ветру.
Дальнейшее развитие до 2001 г.
Именно Стедман занялся проблемой измерения скорости ветра. Он создал формулу, которая в случае открытой местности определила, что скорость ветра на высоте забоя составляет около двух третей скорости ветра на высоте десяти метров. Еще более высокие значения, связанные с увеличением WCT, обнаруживаются в лесах или городских окрестностях. Поскольку такие препятствия трудно рассчитать с учетом их влияния на скорость ветра, они по-прежнему представляют проблему. Если влияние окружающей среды не может быть определено точно, стандартизованная измеренная скорость ветра все равно должна быть грубо скорректирована (при условии, что поправка еще не включен в уравнение).
Стедман, в частности, приложил усилия, чтобы учесть другие факторы, такие как интенсивность излучения и связанный с этим облачный покров. Однако это приводит к увеличению сложности основы расчета, в результате чего коэффициент солнечной радиации, зависящий от сезона и широты, все еще может быть достаточно хорошо реализован. Стедман, в частности, предложил разработать модель всего тела, учитывающую метаболизм, одежду и различные другие факторы, но это оказалось трудным. Попытка в этом направлении и, таким образом, указание воспринимаемой температуры на больших интервалах без изменения основы расчета представлена моделью Климат-Мишеля Немецкой метеорологической службы.
Сегодняшний расчет за 2001 год
Интернет-конференция, организованная канадскими властями в 2000 году, подтолкнула усилия к фундаментальной реформе расчетов Windchill. Группе специалистов, Joint Action Group for Temperature Indices (JAG / TI), было поручено разработать рекомендации для WCT. Международное общество биометеорологии (ISB) также сформировало группу экспертов для изучения международной переносимости различных концепций решения. В 2001 году были проведены две международные конференции, на которых обсуждались проблемы и предлагались решения в отношении охлаждения ветром. Основные вопросы заключались в том, можно ли разработать температурный индекс для всего диапазона теплопередачи, можно ли применить этот индекс ко всем климатам и всем сезонам, будет ли он полезен для прогнозирования погоды и других целей и будет ли этот индекс независимо от индивидуальных характеристик, как насчет соответствующей одежды.
В конце концов, Осцевски и Блюстайну было поручено найти компромисс между их оригинальными работами. С этой целью в июне 2001 года в Институте экологической медицины обороны и гражданского общества в Торонто были проведены контрольные измерения. Двенадцать человек подверглись воздействию различных температур и скоростей ветра в аэродинамической трубе, в результате чего были получены значения, которые лучше учитывали тепловое сопротивление лица. После этого методы теплопередачи были применены к полуцилиндру, который должен был представлять собой повернутую навстречу ветру грань. Условия для спокойствия были снижены до значения 1,34 м / с, что должно обеспечить реальную скорость ходьбы 4,8 км / ч. Путем итерации с постепенными оценками температуры кожи на этой основе определяли потери тепла и преобразовывали в WCT, возвращаясь к безветренным условиям. Поправки для измерения скорости ветра были включены в эти формулы регрессии, поэтому, как указано, они работают со скоростями ветра, измеренными на высоте 10 м.
критика
Другая проблема заключается в том, что неявно предполагается уровень моря, хотя в высоких горах на больших высотах, например Б. На вершине Кибо плотность воздуха даже в два раза меньше, чем на уровне моря. В результате теплоемкость воздуха и теплопроводность за счет конвекции соответственно снижаются, и охлаждение ветром становится намного слабее.
Эффект охлаждения ветром часто неправильно отождествляют с термином « измеренная температура ». Это вводит в заблуждение, потому что даже при высоких летних температурах ветер вызывает ощущение более низкой температуры. С другой стороны, высокая влажность при низких температурах означает, что температура воспринимается как более низкая, чем фактическая температура; С другой стороны, в очень теплой среде из-за высокой влажности температура воспринимается как еще более высокая.
Эти факторы сильно ограничивают информативную ценность Windchill, но если вы их знаете, их надежность можно оценить и адаптировать к индивидуальному случаю. Однако это возможно только в том случае, если вы точно знаете о ДАП и о том, как он возник, что обычно не так. Поэтому польза от охлаждения ветром в контексте прогноза погоды для населения часто оценивается как низкая, и, несмотря на незнание того, как это произошло, часто очень низкие «температуры» могут иметь сдерживающий эффект. Из-за этих факторов охлаждение ветром часто рассматривается как бесполезная переменная, которая, особенно для непрофессионалов, не имеет добавленной стоимости с точки зрения реальной температуры воздуха и скорости ветра. Это также одна из причин, почему охлаждение ветром редко используется за пределами Северной Америки.
Холодный ветер
В этой статье мы расскажем, что такое холодный фронт, как он образуется и какие последствия он имеет для погоды.
Что такое холодный фронт
Когда мы говорим о фронте, мы говорим о соединительной линии между двумя воздушными массами, которые имеют разные характеристики. Воздушные массы циркулируют и имеют разные характеристики в зависимости от метеорологических переменных, о которых мы упоминали выше. Одним из факторов, который в наибольшей степени учитывается при определении параметров атмосферы, чтобы узнать характеристики фронта, является температура.
Напомним, что горячий воздух менее плотный, чем холодный, поэтому он всегда будет подниматься вверх. Когда масса холодного воздуха и масса горячего воздуха встречаются, именно масса холодного воздуха быстро движется по поверхности, потому что она более плотная. Это заставляет горячий воздух двигаться по высоте, потому что он менее плотный. Если у нас холодный фронт, как правило, температура упадет, поскольку самый холодный воздух находится на поверхности.
Как это формируется
Постепенно разберем, как формируется этот тип фронта. Когда у нас есть влажный и нестабильный воздух, когда он имеет тенденцию подниматься из-за более низкой плотности, он столкнется с падением температуры, типичным для тропосфера. По мере увеличения высоты температура понижается в виде теплового градиента. Это вызовет конденсацию горячего воздуха в облака.
В зависимости от условий окружающей среды и количества конденсирующейся массы горячего воздуха разные типы облаков. Если холодный воздух вытесняет большую массу теплого воздуха с большей скоростью подъема, tУ нас будет больше этого воздуха, который будет конденсироваться на высоте. Это вызовет вертикальное развитие кучево-дождевых облаков.
Этот тип облаков вызывает сильную атмосферную турбулентность, которая вызывает сильные и интенсивные дожди. Среди явлений, которые мы можем иметь, есть и град, электрические бури, очень сильные ветры, метели, плохие восстания, порывы ветра и даже торнадо, если они могут образоваться.
Características principales
Холодные фронты имеют тенденцию двигаться быстро, со скоростью от 40 до 60 км / ч. Таким образом, срок их службы составляет от 3 до 7 дней.. Географическая протяженность всей пораженной территории обычно составляет от 500 до 5.000 км. Что касается ширины, она может составлять от 5 км до 50 км.
По мере приближения холодного фронта облака сгущаются все больше и больше, а дождь усиливается. Прежде всего, о близости холодного фронта наиболее свидетельствует увеличение размеров водяных капель. Ветер начинает порывывать и все еще не имеет устойчивого направления.
Когда мы уже соприкоснемся с холодным фронтом, мы заметим падение температуры, сильное душ которые обычно сопровождаются штормом, сильными порывами ветра, плохой видимостью и волнением на море.
Однажды мимо фронта
Когда холодный фронт пройдет, мы сможем увидеть большие поляны на северо-западе, и это значительно улучшит видимость. Температура несколько упадет, и влажность станет меньше. Атмосферное давление быстро увеличивается, потому что воздух над нами холоднее и, следовательно, тяжелее.
Надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о холодном фронте и обо всем, что с ним связано.
Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.