Если я понимаю холод ветром (чего я, вероятно, не понимаю), воздух кажется холоднее, потому что у вашего тела не так много времени, чтобы нагреть воздух, когда он проходит мимо. Но в этом случае кажется, что должна быть скорость ветра, при которой количество, на которое воздух нагревается вашим телом, равно 0 (или ничтожно мало). В этот момент вы чувствуете «реальную» температуру воздуха. Какова будет разница температур при такой скорости при безветренной погоде? Какая это скорость ветра?
Нет предела математике охлаждения ветром, хотя есть максимальная скорость ветра, которая когда-либо наблюдалась.
Вот что такое холодный ветер. Представьте, что вы выпили чашку горячего кофе. Вы можете оставить его при комнатной температуре на некоторое время, и он остынет до того состояния, когда его можно будет пить. Или можно поставить в холодильник и он быстрее остынет. Или положите его в морозилку, и он остынет еще быстрее. (С людьми все сложнее, потому что мы на самом деле не остываем, если предположить, что живы, а теряем тепло, находясь на холоде.) Итак, у вас есть три разницы температур между кофе и его окружением и три скорости охлаждения. Или вы можете подуть на кофе своим дыханием с температурой тела и на самом деле охладить его быстрее. Если бы обдув охлаждал кофе с той же скоростью, что и в холодильнике, обдув при комнатной температуре «чувствовал бы» нахождение в холодильнике за кофе.
Охлаждение ветром гласит: «при степени A человек будет терять тепло со скоростью B. При степени C со скоростью ветра D он также будет терять тепло со скоростью B. Поэтому, когда скорость ветра равна D, они говорят: «это C градусов». но с охлаждением ветром это А». Цифры, которые они используют , взяты из наблюдений за реальными людьми , а не из математической модели потери тепла. В частности,
Индекс охлаждения ветром основан на потере тепла лицом, частью тела, наиболее подверженной суровой зимней погоде. Добровольцы подвергались воздействию различных температур и скоростей ветра в охлаждаемой аэродинамической трубе. Они были одеты в зимнюю одежду, и холоду подвергались только их лица. Чтобы смоделировать другие факторы, влияющие на потерю тепла, они также ходили на беговых дорожках и тестировались как с сухими, так и с мокрыми лицами.
Чтобы убедиться, что индекс охлаждения ветром отвечает потребностям канадцев, Министерство окружающей среды Канады провело опросы населения по всей стране. Текущий индекс выражается в единицах, подобных температуре, потому что это формат, который предпочитает большинство канадцев. Однако, поскольку индекс охлаждения ветром на самом деле не является реальной температурой, а скорее представляет собой ощущение холода на вашей коже, он указывается без знака градуса.
Вы можете рассчитать его самостоятельно в Интернете, и на этой странице есть кнопка, которую вы также можете нажать, чтобы увидеть таблицу. Стол на самом деле не «выравнивается» и не сглаживается, а поднимается только настолько, насколько может подняться ветер. Страница, объясняющая, как он рассчитывается, заключает:
Где самый холодный ветер в Канаде?
Холодный ветер ниже -70 был зарегистрирован в северных общинах Канады. 13 января 1975 года в Кугаруке, Нунавут, температура воздуха составляла -51°C, а скорость ветра - 56 км/ч, что вызывало леденящий кровь ветер -78!
Факторы охлаждения ветром граничат с лженаукой, особенно если интерпретировать их некритически. Тем не менее, ваша физическая интуиция имеет смысл, и опубликованные формулы и таблицы обладают свойством, очень похожим на то, которое вы имеете в виду: по мере увеличения скорости ветра эффект приращения от прибавления заданной величины к скорости ветра становится все меньше и меньше. . Например, некоторые общие формулы для охлаждения ветром имеют эффект, пропорциональный v 0,16 . Тот факт, что показатель степени так близок к 0, говорит о том, что график зависимости охлаждения от ветра в зависимости от скорости ветра очень крутой на низких скоростях, но изгибается и становится очень плоским на высоких скоростях. Например, когда v увеличивается с 5 миль/ч до 10 миль/ч, v 0,16 увеличивается на 12 %, но когда vувеличивается с 55 миль/час до 60 миль/час, v 0,16 увеличивается всего на 1,4%.
Ваше понимание холода ветром немного запутано. Причина, по которой ветер кажется более холодным, заключается в конвективном теплообмене . Когда между двумя объектами существует разница температур, тепловая энергия переходит от горячего к холодному. В случае нахождения человека в воздухе тепловая энергия течет в воздух, и чем быстрее движется воздух, тем больше тепловой энергии можно вытянуть из человека.
Подобно тому, как вентилятор радиатора автомобиля включается, когда двигатель горячий, при перемещении большего количества воздуха над радиатором может происходить большая теплопередача.
Фактическая математика конвективного теплопереноса довольно сложна, поэтому термин «охлаждение ветром» создан для упрощения концепции и облегчения ее понимания в терминах, с которыми все в остальном знакомы.
Рори Олсоп
КвентинВеликобритания