一、感觉要被烤熟了一查气温36℃
今天又是北京高温晴晒的一天。中午骑着小电驴出去转了一圈,马路上顶着大太阳骑了10分钟都不到,就感觉要被烤熟了,觉得身边环绕的温度应该不低于45℃吧?回到中央气象台门前的观测站大屏看了一眼,嗯?气象站百叶箱气温36.3℃。
正常,正如前文所说,刚才感受的温度肯定是显著高于百叶箱气温的,虽然没有直接的测量,但我们可以这样估测一下:
今天14时北京站观测到的地表温度是53℃,由于马路表面材料的热容量显著小于测站内土壤,所以温度会更高,超过60℃是不在话下的,考虑夏至节气的正午无云状况,马路表面温度极大可能甚至超过达到70℃。即便不考虑辐射,那么电驴高度的气温也有会轻松突破40℃的,再加上头顶的太阳照射和下面热辣路面的辐射效应,这就是感觉到酷热难当的根本原因:传入体表的热量太多了。
展开剩余92%二、夏至日36℃气温下的各种场景
下面以百叶箱气温36℃、极干热气象条件下的一天午后为例,来假设几个场景,然后说明相关的温度、气温和感觉。
1)水泥或柏油马路曝晒
此时让你热的原因排序大致如下:
1、重中之重、照常识也知道的,绝对主导是夏至日毒辣的太阳光直晒,这也就是气象上所说的短波辐射(太阳照射到大地表面的各种电磁波中,能量主要集中在可见光波段,其波长大体分布在0.38-0.75微米区间,比红外线的波长要短);
2、次要的恐怕还轮不到空气,而是火辣辣的70℃地表放出的红外辐射,也就是所谓长波辐射(70℃的物体放射出的辐射能量大概主要集中在波长6-10微米左右的电磁波红外段,相比可见光是长波),回想下,在一块被炙烤了一天刚刚躲进阴影的巨石上,是否能感觉来自到下方的烘烤;
3、也可能比第二贡献高或相当,不确定,也就是此时包裹在你周遭的空气温度,考虑是在马路上、电驴高度不到1米,假设40多℃是合理的,而脚部接近地表的,50多℃很正常。
假如此时你冲进一片大树的树荫下,感觉一定是从地狱到天堂吧。
2)树荫下的草地乘凉
上面的图画得过于难看,下面稍作改进,应该能看懂吧?
最重要的差别自然是躲开了阳光直晒,所以短波辐射能进入你身体的只剩下微不足道的天光漫射了;其次同样阳光下,草地上的温度比水泥地表低很多,少20度不奇怪,而一直没有被晒到的草地表面更低,温度与空气温度相当甚至更低(蒸腾作用会降温),而此时你头顶的空气温度,就与气象观测场里的百叶箱气温差不多了。
3)气象局该报哪个温度?
其它可说的场景还有很多很多乃至无穷:曝晒的水泥表面建筑工地、曝晒的半人高玉米高粱地、背阴的建筑工地、密不透风的闷热厂房、通风良好的阴凉集市、带中央空调的厂房等等。这其中无论哪一个场景,身处其中的热凉感受都是大不相同的,其空气温度都与百叶箱气温有或多或少的差异。
那么气象局应该报告/预报哪个气温呢?别说气温了,上面的体感温度它也不一致啊。
所以,当你感觉或测得的温度与气象局说的最高气温不一样时,该做的是考虑具体场景中影响温度和体感的各种差异因素,而不是抱怨气象局没说出你的温度。
三、难以言表的“体感温度”
咋一看“体感温度”,感觉非常好,似乎可以解答气象测报温度与大家感受不同的怨言,气象部门确实也在做体感温度预报,客观上满足很多的需求。
通过Deepseek可以很简单得到比较可靠的相关知识,如下:
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体感温度(Apparent Temperature)是指人体实际感受到的温度,它受多种气象因素和个体差异的影响,与单纯的气温测量值不同。以下是体感温度计算的科学原理及常用模型:
核心影响因素
气温(Air Temperature)
基础参数,但非唯一决定因素。
相对湿度(Relative Humidity)
高温时:高湿度阻碍汗液蒸发,体感更闷热(如“桑拿天”)。
低温时:高湿度加速热量流失,体感更湿冷。
风速(Wind Speed)
风寒效应(Wind Chill):风速增大加速体表热量散失,体感更冷(尤其在低温环境)。
高温时:风可能增强蒸发散热,但若湿度极高则效果有限。
太阳辐射(Solar Radiation)
日照直接加热皮肤,体感温度可显著高于气温(如晴天无风时)。
其他因素衣着颜色、活动强度、个体代谢差异等。
(Air Temperature)
基础参数,但非唯一决定因素。
(Relative Humidity)
高温时:高湿度阻碍汗液蒸发,体感更闷热(如“桑拿天”)。
低温时:高湿度加速热量流失,体感更湿冷。
:高湿度阻碍汗液蒸发,体感更闷热(如“桑拿天”)。
:高湿度加速热量流失,体感更湿冷。
(Wind Speed)
风寒效应(Wind Chill):风速增大加速体表热量散失,体感更冷(尤其在低温环境)。
高温时:风可能增强蒸发散热,但若湿度极高则效果有限。
(Wind Chill):风速增大加速体表热量散失,体感更冷(尤其在低温环境)。
:风可能增强蒸发散热,但若湿度极高则效果有限。
(Solar Radiation)
日照直接加热皮肤,体感温度可显著高于气温(如晴天无风时)。
衣着颜色、活动强度、个体代谢差异等。
主流计算模型
1. 炎热环境:热指数(Heat Index, HI)
适用条件:气温≥ 27°C 且相对湿度≥ 40%。
公式(简化版,由美国NOAA提出):
:气温≥ 27°C 且相对湿度≥ 40%。
(简化版,由美国NOAA提出):
HI=�1+�2�+�3�+�4��+�5�2+�6�2+�7�2�+�8��2+�9�2�2HI=c1+c2T+c3R+c4TR+c5T2+c6R2+c7T2R+c8TR2+c9T2R2
�T:气温(°C)
�R:相对湿度(%)
系数 �1c1至 �9c9为常数(如 �1=−8.784,�2=1.611c1=−8.784,c2=1.611 等)。
示例:气温32°C + 湿度70% → 体感约41°C。
�T:气温(°C)
�R:相对湿度(%)
系数 �1c1至 �9c9为常数(如 �1=−8.784,�2=1.611c1=−8.784,c2=1.611 等)。
:气温(°C)
:相对湿度(%)
系数 �1c1至 �9c9为常数(如 �1=−8.784,�2=1.611c1=−8.784,c2=1.611 等)。
:气温32°C + 湿度70% → 体感约41°C。
2. 寒冷环境:风寒指数(Wind Chill Index, WCI)
适用条件:气温≤ 10°C 且风速≥ 5 km/h。
通用公式(国际标准):
:气温≤ 10°C 且风速≥ 5 km/h。
(国际标准):
WCI=13.12+0.6215�−11.37�0.16+0.3965��0.16WCI=13.12+0.6215T−11.37V0.16+0.3965TV0.16
�T:气温(°C)
�V:风速(km/h)
示例:气温0°C + 风速20 km/h → 体感约-7°C。
�T:气温(°C)
�V:风速(km/h)
:气温(°C)
:风速(km/h)
:气温0°C + 风速20 km/h → 体感约-7°C。
3. 综合模型:通用热气候指数(UTCI)
特点:整合气温、湿度、风速、辐射及人体代谢模型,被国际广泛采用。
计算复杂:需专用软件(如BioKlima软件包),公式涉及多变量耦合。
示例:
气温25°C + 湿度50% + 风速2m/s + 日照→ 体感约26-28°C。
相同气温+无风阴天→ 体感约23°C。
:整合气温、湿度、风速、辐射及人体代谢模型,被国际广泛采用。
:需专用软件(如BioKlima软件包),公式涉及多变量耦合。
:
气温25°C + 湿度50% + 风速2m/s + 日照→ 体感约26-28°C。
相同气温+无风阴天→ 体感约23°C。
气温25°C + 湿度50% + 风速2m/s + 日照→ 体感约26-28°C。
相同气温+无风阴天→ 体感约23°C。
实际应用中的简化方法
气象预报工具使用预计算表格或在线工具(如NOAA Heat Index Calculator)。
穿戴设备估算智能手表通过传感器数据(位置气象+个人心率/活动)实时估算体感温度。
经验法则 湿度影响:湿度每增加10%,体感温度升高约1°C(高温时)。
风寒效应:风速每增加15 km/h,体感温度降低约3-5°C(低温时)。
使用预计算表格或在线工具(如NOAA Heat Index Calculator)。
使用预计算表格或在线工具(如NOAA Heat Index Calculator)。
智能手表通过传感器数据(位置气象+个人心率/活动)实时估算体感温度。
湿度影响:湿度每增加10%,体感温度升高约1°C(高温时)。
风寒效应:风速每增加15 km/h,体感温度降低约3-5°C(低温时)。
:湿度每增加10%,体感温度升高约1°C(高温时)。
:风速每增加15 km/h,体感温度降低约3-5°C(低温时)。
注意事项
个体差异:老人、儿童或慢性病患者对温度敏感性更高。
行为适应:衣着厚度、遮阳措施会显著改变体感。
模型局限:公式未涵盖所有因素(如突然阵风、局部热反射等)。
:老人、儿童或慢性病患者对温度敏感性更高。
:衣着厚度、遮阳措施会显著改变体感。
:公式未涵盖所有因素(如突然阵风、局部热反射等)。
示例对比
实际气温相对湿度风速日照体感温度模型结果 35°C80%无风强烈热指数(HI)54°C -5°C300km/h无风寒指数(WCI)-15°C 20°C60%5km/h多云UTCI19°C
理解体感温度有助于合理规划户外活动、防范极端天气健康风险(如中暑或冻伤)。如需精确计算,推荐使用气象机构提供的专业工具。
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关于凉热的体感,关于温度,关于热量传递,我做了个纲如下,怕冗长写不好就不写了,放在视频中叨叨,有兴趣的可以看。
最后,就“体感温度”这个概念谈点个人感觉:它好像并不完美,有明显的瑕疵。
瑕疵主要在于内在的矛盾:体感是主观的感受,温度是客观测量值。主观的不同感受用客观统一,结果就是同样的气象条件,有的人穿短袖,有的人在穿羽绒服,算出来的体感温度却是同一个温度值。而温度,物理上对应的是物体分子运动的活跃程度。个人感觉用“指数”比用“温度”度量要好些。
当然了,温度更直观。总之,有体感温度大概总比没有要好,见仁见智。
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