Топлинен индекс (усещана температура): дефиниция, формула и значение

Научете как се изчислява топлинният индекс, как усетената температура зависи от влага и слънце и как да се предпазите от прегряване и топлинен удар.

"Топлинен индекс" (HI, също "humiture") е показател, който съчетава температурата на въздуха и относителната влажност като еквивалентна температура, възприемана от човека - колко горещо се усеща. Резултатът е известен също като "усещана температура на въздуха" или "видима температура". Например, когато температурата е 32 °C (90 °F) с много висока влажност, топлинният индекс може да бъде 41 °C (105 °F).

Човешкото тяло обикновено се охлажда чрез изпотяване, което изпарява и отвежда топлината от тялото. Когато обаче относителната влажност на въздуха е висока, скоростта на изпаряване намалява, така че топлината се извежда от тялото с по-ниска скорост, което води до задържане на повече топлина, отколкото при сух въздух. Измерванията са направени въз основа на субективни описания на това колко горещо се чувства субектът при дадена температура и влажност, което позволява да се състави индекс, който свързва една комбинация от температура и влажност с друга, при по-висока температура в по-сух въздух.

Топлинният индекс е разработен през 1978 г. от Джордж Уинтърлинг като "humiture" и е приет от Националната метеорологична служба година по-късно. Той произлиза от работата, извършена от Робърт Г. Стедман. Подобно на индекса на охлаждане от вятъра, топлинният индекс съдържа предположения за телесната маса и височината на човека, облеклото, количеството физическа активност, дебелината на кръвта, излагането на слънчева светлина и ултравиолетова радиация, както и скоростта на вятъра. Големите отклонения от типичните стойности ще доведат до стойности на топлинния индекс, които не отразяват точно възприеманата температура.

В Канада вместо топлинния индекс се използва подобен индекс на влажността. Хумидексът се различава от топлинния индекс по това, че използва точката на оросяване, а не относителната влажност.

Топлинният индекс се определя така, че да е равен на действителната температура на въздуха, когато парциалното налягане на водните пари е равно на базовата стойност от 1,6 kPa. При стандартно атмосферно налягане (101,325 kPa) тази базова стойност съответства на точка на оросяване от 14 °C (57 °F) и коефициент на смесване от 0,01 (10 g водни пари на килограм сух въздух). Това съответства на температура на въздуха от 25 °C и относителна влажност от 50 % в психрометричната диаграма на морското равнище.

При високи температури нивото на относителна влажност, необходимо за повишаване на топлинния индекс спрямо действителната температура, е по-ниско, отколкото при по-ниски температури. Например при приблизително 27 °C (80 °F) топлинният индекс ще съвпадне с действителната температура, ако относителната влажност е 45 %, но при около 43 °C (110 °F) всяко показание за относителна влажност над 17 % ще направи топлинния индекс по-висок от 43 °C (110 °F).

Топлинният индекс се изчислява само ако действителната температура е по-висока от 27 °C (80 °F), температурата на точката на оросяване е по-висока от 12 °C (54 °F), а относителната влажност е по-висока от 40 %. Данните за топлинния индекс и влажността се основават на температурни измервания, направени на сянка, а не на слънце, така че трябва да се внимава допълнително, докато сте на слънце.

Понякога топлинният индекс и студеният вятър се обозначават общо с термините "видима температура" или "относителна външна температура".

Формула и изчисляване

Най-често използваната емпирична формула за изчисляване на топлинния индекс е многорегресионната формула, предоставена от National Weather Service (вж. Rothfusz regression). Тя е валидна за температури и влажности в диапазоните, за които индексът е предназначен, и се дава в градуси по Фаренхайт:

HI = -42.379 + 2.04901523·T + 10.14333127·R − 0.22475541·T·R − 6.83783·10⁻³·T² − 5.481717·10⁻²·R² + 1.22874·10⁻³·T²·R + 8.5282·10⁻⁴·T·R² − 1.99·10⁻⁶·T²·R²

където T е температурата в °F, а R е относителната влажност в проценти (например 70 за 70 %). За да получите стойността в °C, първо изчислете HI в °F и после преобразувайте с формулата: T(°C) = (T(°F) − 32)·5/9.

Има и допълнителни корекции, които се прилагат при крайни стойности на влажността и температурата:

• Ако R < 13 % и 80 °F < T < 112 °F, добавя се корекция: −((13 − R)/4)·√((17 − |T − 95|)/17).
• Ако R > 85 % и 80 °F < T < 87 °F, добавя се корекция: +((R − 85)/10)·((87 − T)/5).

Тези корекции са част от официалната методика и са важни за по-точни резултати в екстремни условия.

Категории и здравни рискове

Националните служби за прогнозиране използват диапазони на топлинния индекс за оценка на риска за здравето. Примерни категории (приблизителни стойности, посочени и в °F и °C):

• 80–90 °F (≈27–32 °C) — Caution (внимание): възможна умора при продължителна физическа активност.
• 90–103 °F (≈32–39 °C) — Extreme Caution (повишено внимание): риск от топлинни крампи и изтощение при продължителна активност.
• 103–124 °F (≈39–51 °C) — Danger (опасност): вероятност за топлинни крампи, изтощение и топлинен удар при продължителна експозиция или физическо натоварване.
• ≥125 °F (≈≥52 °C) — Extreme Danger (екстремна опасност): много голям риск от топлинен удар и потенциално смъртни случаи при липса на незабавна помощ и охлаждане.

Ограничения и практически бележки

• Измерванията за изчисляване на топлинния индекс трябва да се правят на сянка — директната слънчева радиация може да повиши усещаната температура допълнително (до ~15 °F / ~8 °C при интензивно слънце), което не е уловено от стандартния HI.
• Индексът предполага типично облекло, средна телесна маса и умерена физическа активност. Индивидуални фактори (възраст, здравословно състояние, лекарства, акулимиация) променят въздействието върху даден човек.
• HI не отчита директно вятъра, но при наличие на вятър и висока влажност усещането може да се променя; за ниски температури се използва друг индекс — студеният вятър.
• В региони с различни стандартни практики могат да се използват други показатели, напр. хумидекс в Канада, който използва точката на оросяване вместо относителна влажност.

Примери и препоръки

Пример: при действителна температура 32 °C (≈90 °F) и висока относителна влажност (~70 %) топлинният индекс често е около 41 °C (≈105 °F), което значително увеличава риска при физическо натоварване.

Препоръки при високи стойности на топлинния индекс:

• Ограничете физическата активност на открито в най-топлите часове.
• Пийте достатъчно вода и избягвайте алкохол и тежки, мазни храни.
• Носете светли, леки и проветриви дрехи; използвайте шапки и слънцезащитен крем за допълнителна защита.
• Търсете прохлада и климатизирани помещения при възможност.
• Следете за симптоми като замайване, мускулни крампи, бързо дишане или объркване — при тях потърсете медицинска помощ.

Връзка с други индекси

Топлинният индекс е част от група „усещана температура“, където влизат и показатели като хумидекс, „апарентната температура“ и др. Всеки от тези индекси използва различни входни данни (точка на оросяване, относителна влажност, вятър, радиация) и може да дава различна оценка за риска — затова е полезно да се запознаете с методиката, когато сравнявате стойности от различни източници.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява топлинният индекс?

В: Кой е разработил топлинния индекс?

Въпрос: Каква е разликата между топлинния индекс и хумидекса?

В: Кога топлинният индекс съвпада с действителната температура?

В: Кога се правят измерванията за изчисляване на топлинния индекс?

Въпрос: Как трябва да се внимава допълнително, когато сте на открито по време на високи температури?

Търсене по буква