炎熱指數
炎熱指數是一個理解濕熱對人體的影響的極為重要的度量方式。
炎熱在美國已成為與致人非命有關的頭等天氣。但這一說法的事實是,“問題不在炎熱,而是潮濕。”當濕度較高時身體會以較慢的速率進行自我降溫。因此之故,炎熱指數就問世了,它為身體感覺到底有多熱提供了一個度量方法——因此它又被稱為“表觀溫度”、“感覺起來的溫度”、“真實感覺溫度”和“溫濕度”,在加拿大它被稱為“濕潤指數”。
1959年,奧斯本·佛特·希維納Osborn Fort Hevener)(他被紐約人稱為新澤西的一個天氣狂),創造了溫濕度這一術語,在《天氣》(Weatherwise)雜志第12卷第2期的一篇文章上寫道:
“22年前,我有幸創造了兩個現已被收進詞典的詞并提出了一個已被證明是有用和受歡迎的概念。為了讓這個秘密傳出去,我就是那個提出‘溫濕度’的人。”
1957年的Thondike-Barnhart詞典,“溫濕度”被定義為“一個結合了溫度和濕度的度量指標,通過將溫度的度數加到相對濕度百分數上除以二得到。”
但是這個過于簡化的定義會繼續演化。
佛羅里達州杰克遜維爾(Jacksonsville)廣播氣象學家喬治·溫特靈(George Winterling)在上個世紀七十年代末的《美國氣象學會通訊》(Bulletion of the American Meteorological Society)上發表過一個“溫濕度”的修訂和改編版,并開始現場直播。
基于羅伯特·斯泰德曼(Robert Steadman)的工作——他發表過一些對以后發展有重大影響的有關悶熱的研究,國家氣象局(National Weather Service,NWS)接著使什么成為炎熱指數變得可操作。
您的身體平常每天消耗約2,000卡路里熱量(如果您的運動量很大的話,會消耗得更多)。也就是說,在醒著的時間里,您每分鐘大約消耗2卡路里。2卡路里可以讓1千克水的溫度升高2攝氏度。如果您的體重是50千克,那么您的體溫每分鐘將上升1/25攝氏度。
人體需要一種方式釋放這些多余的熱量。否則,在30分鐘之內,體溫就會上升到一個危險的水平。溫度達到27攝氏度左右時,體內的多余熱量只需通過輻射,就可以很容易地釋放出來(這就是為什么27攝氏度左右的氣溫讓人“感覺”很舒適)。高于27攝氏度時,人體沒有足夠的表面積來迅速釋放熱量,因此身體就會打開汗腺,進行蒸發冷卻。
如果空氣干燥的話,蒸發冷卻非常有效。然而,在高濕度條件下,它就不那么管用了--因為空氣已經被濕氣飽和,所以汗液無法蒸發出去。在高溫或高濕環境下,熱量無法輻射或蒸發出去,因此人體處于一個危險狀況下。人們在晚間新聞里看到的炎熱指數就是為了讓大家意識到這種危險狀況。
炎熱指數是綜合當天的溫度和濕度,然后把溫度換算成空氣濕度為25%左右(非常干燥)時所對應的溫度。這樣看來,高濕度會使人們感覺格外炎熱,因為身體無法排出多余的熱量。舉例來說,當濕度為100%時,38攝氏度就相當于濕度為25%時的91攝氏度--接近水的沸點!
炎熱指數源于對天氣的全面研究和它對人體的影響,亦即生物氣象學。這一指數是建立在描述人體和大氣之間的濕熱交換關系基礎上的。
下述因素都被納入到確定炎熱指數的參考要素中:水汽壓、人的身材、皮膚的有效輻射面積、人的胸腰圍、服裝遮蓋范圍、體核溫度、體核水汽壓、皮膚和服裝的表面溫度和水汽壓、活動量、有效風速、服裝的耐熱性、服裝的耐潮性、皮膚表面的輻射、皮膚表面的對流、出汗率、通風率、皮膚的耐耐熱性、皮膚的耐潮性和表面耐潮性。
為了實用的目的,所有這些參量都能被納入到一個只需溫度、相對濕度和一些常量的簡化方程式中。
即使只知道溫度和露點(濕度的另一個度量方式),也可以計算出炎熱指數。
美國天氣預報都有這個炎熱指數,因為這個是人真正感覺到的溫度,不僅僅是氣溫,還綜合了空氣濕度的因素,就是說在氣溫不變的情況下,空氣濕度越大,人的感覺就越熱。
例如,預報外面的氣溫將達到102華氏度,接近攝氏39度,但天氣預報里還說炎熱指數將達到114度,就是接近攝氏45.6度。
天熱的時候,人體可以通過出汗和汗液的蒸發來散熱,但如果空氣濕度太大,人的散熱系統的效率就下降了,感覺就比空氣的實際溫度高,如果是在太陽地里,這個炎熱指數再增加15華氏度。
國家氣象局(NWS)提醒道,它給出的炎熱指數值并不可靠,微風條件和暴露于陽光直射下都能增加炎熱指數15度。
基本的一點是,炎熱指數是一個理解濕熱對人體的影響的極為重要的度量方式。正如國家氣象局(NWS)所說:“當熱增量超過人體能夠排除掉的水平時,體溫開始升高,與炎熱有關的疾病和身心失調也會出現。”