Karstuma indekss (jūtamā temperatūra): definīcija, aprēķins un nozīme
Uzzini, kas ir karstuma indekss (jūtamā temperatūra), kā to aprēķina, kāda ir nozīme veselībai un prognozēm — skaidrojums, piemēri un praktiskas aprēķinu metodes.
Karstuma indekss (HI, arī "humiture") ir mērījums, kas apvieno gaisa temperatūru un relatīvo mitrumu kā cilvēka uztverto līdzvērtīgu temperatūru — tātad, cik karsti tas jūtas. Rezultātu sauc arī par "jūtamo gaisa temperatūru" vai "šķietamo temperatūru". Piemēram, ja temperatūra ir 32 °C (90 °F) un gaisa mitrums ir ļoti augsts, siltuma indekss var būt aptuveni 41 °C (105 °F), kas atspoguļo to, ka ķermenis spēj mazāk efektīvi atdzesēties.
Cilvēka ķermenis parasti atvēsinās, izdalot sviedrus jeb svīstot, kas iztvaiko un aizvada siltumu no ķermeņa. Tomēr, ja relatīvais mitrums ir augsts, sviedru iztvaikošanas ātrums samazinās, tādēļ ķermenis atdzesējas lēnāk un sajūtamā temperatūra kļūst ievērojami augstāka nekā gaisa termometra rādījums. Siltuma indekss ir balstīts uz empīriskām cilvēku izjūtām pie dažādām temperatūras un mitruma kombinācijām, ļaujot noteikt, kura kombinācija atbilst citai kombinācijai sausākā gaisā pie augstākas faktiskās temperatūras.
Vēsture un izcelsme
Siltuma indeksu 1978. gadā izstrādāja Džordžs Vinterlings (George Winterling) kā "humiture", un gadu vēlāk to pieņēma Nacionālais meteoroloģijas dienests. Tas ir atvasināts no Roberta G. Stīdmena (Robert G. Steadman) veiktā darba. Tāpat kā vēja aukstuma indekss, arī karstuma indekss ietver pieņēmumus par cilvēka ķermeņa masu un augumu, apģērbu, fizisko aktivitāšu daudzumu, asins biezumu, saules gaismas un ultravioletā starojuma iedarbību, kā arī vēja ātrumu. Lielas novirzes no šīm tipiskajām vērtībām var izraisīt to, ka siltuma indekss neatspoguļo individuālo sajūtu vai veselības risku precīzi.
Kā aprēķina
Standarta karstuma indekss, kuru plaši izmanto ASV, aprēķina ar empīrisku polinomu, kurā kā ievades mainīgie ir gaisa temperatūra un relatīvais mitrums. NOAA (Nacionālais meteoroloģijas dienests) izmantotā formula (temperatūra T grādos °F un relatīvais mitrums R procentos) ir:
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
Aprēķins dod rezultātu °F; to var pārrēķināt uz °C. Ir arī daži korekcijas nosacījumi (piem., pie ļoti augsta vai zema mitruma), kurus izmanto precizitātes uzlabošanai.
Siltuma indeksu parasti aprēķina tikai, ja faktiskā temperatūra ir augstāka par 27 °C (80 °F), rasas punkta temperatūra ir augstāka par 12 °C (54 °F) un relatīvais mitrums ir augstāks par 40 %. Karstuma indeksa un mitruma indeksa skaitļi pamatojas uz temperatūras mērījumiem, kas veikti ēnā, nevis tiešā saules starojumā — atrodoties saulē, jāievēro papildu piesardzība.
Mitruma indekss un Kanāda
Kanādā karstuma indeksa vietā bieži izmanto līdzīgu mitruma indeksu. Mitrumindekss atšķiras no karstuma indeksa ar to, ka tas izmanto nevis relatīvo mitrumu, bet gan rasas punktu, kas dažos apstākļos labāk atspoguļo gaisa mitruma ietekmi uz cilvēka sajūtām un uzsver absolūtāka ūdens tvaika daudzuma lomu.
Standarta bāzes un psihrometriska nozīme
Siltuma indekss ir definēts tā, lai tas būtu vienāds ar faktisko gaisa temperatūru, ja ūdens tvaika parciālais spiediens ir vienāds ar bāzes vērtību 1,6 kPa. Pie standarta atmosfēras spiediena (101,325 kPa) šī bāzes vērtība atbilst rasas punktam 14 °C (57 °F) un sajaukšanās koeficientam 0,01 (aptuveni 10 g ūdens tvaiku uz kilogramu sausa gaisa). Ķēde sakrīt ar 25 °C gaisa temperatūru un 50 % relatīvo mitrumu jūras līmeņa psihrometriskajā diagrammā.
Nozīme veselībai un brīdinājumu līmeņi
Siltuma indekss palīdz novērtēt karstuma radīto stresu uz cilvēka organismu. NOAA iedala riskus aptuveni šādi (vērtības norādītas °F, seko aptuvenas atbilstības °C):
- Caution / Brīdinājums: HI 80–90 °F (≈27–32 °C) — iespējamas nelielas problēmas mazāk pieredzējušiem vai jutīgiem cilvēkiem.
- Extreme Caution / Liela piesardzība: HI 90–103 °F (≈32–39 °C) — pastiprināts risks fiziskām darbībām; reizes vairāk risks pusaudžiem, vecākiem un cilvēkiem ar veselības problēmām.
- Danger / Bīstami: HI 103–124 °F (≈39–51 °C) — augsts risks siltuma izraisītām slimībām (siltuma dūriena, siltuma izsīkuma); jāierobežo ārpustelpu aktivitātes.
- Extreme Danger / Ļoti bīstami: HI ≥125 °F (≈≥52 °C) — ļoti augsts risks, var būt letālas sekas bez tūlītējas medicīniskas palīdzības.
Jāņem vērā, ka individuālais risks atkarīgs arī no hidratācijas, fiziskās sagatavotības, medikamentiem un citiem faktoriem.
Praktiski padomi
- Dzeriet pietiekami daudz ūdens un izvairieties no alkohola un kafijas, kas var veicināt dehidratāciju.
- Izvēlieties gaišus, elpojošus apģērbus un meklējiet ēnu vai klimatizētu vidi, ja indekss ir augsts.
- Samaziniet intensīvus fiziskus krāvumus ārā, plānojiet darbus agrā rītā vai vēlu vakarā.
- Uzmanieties īpaši par bērniem, gados vecākiem cilvēkiem un hroniski slimiem — viņi siltumu reaģē vārgāk.
Ierobežojumi un precizitāte
Karstuma indekss ir noderīgs rīks, bet tam ir ierobežojumi: tas pieņem noteiktus standarta parametrus par cilvēka masu, augumu, apģērbu un aktivitāšu līmeni. Ja šie pieņēmumi neatbilst reālajai situācijai (piem., intensīvas slodzes, aizsargapģērbs, labai ventilācijai pakļauta vide vai tieša saules gaismas iedarbība), indekss var neatbilst indivīda sajūtai vai veselības riskam. Tāpat augsts relatīvais mitrums pat pie mērenām temperatūrām var radīt diskomfortu, bet zemāku indeksa rādījumu nekā tiešai cilvēka jutekliskai pieredzei atbilst.
Dažreiz siltuma indeksu un vēja vēsumu apzīmē ar vienotu terminu "šķietamā temperatūra" vai "relatīvā āra temperatūra". Saprotot, kā indekss tiek iegūts un kādas ir tā robežas, var labāk plānot darbu un drošību karstos apstākļos.
Saistītās lapas
- Humidex
- Vēja aukstums
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir karstuma indekss?
A: Karstuma indekss ir mērījums, kas apvieno gaisa temperatūru un relatīvo mitrumu, lai noteiktu līdzvērtīgu temperatūru jeb to, cik karsts ir. Tajā ņem vērā tādus faktorus kā ķermeņa masa, apģērbs, fiziskās aktivitātes, saules gaismas iedarbība un vēja ātrums.
J: Kas izstrādāja karstuma indeksu?
A: Karstuma indeksu 1978. gadā izstrādāja Džordžs Vinterlings (George Winterling) kā "mitrumu", un gadu vēlāk to pieņēma Nacionālais meteoroloģijas dienests. Tas ir atvasināts no Roberta G. Stīdmena (Robert G. Steadman) veiktā darba.
J: Kāda ir atšķirība starp siltuma indeksu un mitruma indeksu?
A: Mitrumindekss atšķiras no siltuma indeksa ar to, ka izmanto rasas punktu, nevis relatīvo mitrumu.
J: Kad siltuma indekss sakrīt ar faktisko temperatūru?
A: Aptuveni 27 °C (80 °F) temperatūrā siltuma indekss sakrīt ar faktisko temperatūru, ja relatīvais mitrums ir 45 %, bet aptuveni 43 °C (110 °F) temperatūrā jebkurš relatīvā mitruma rādījums virs 17 % padara siltuma indeksu augstāku par 43 °C (110 °F).
J: Kad tiek veikti mērījumi siltuma indeksa aprēķināšanai?
A: Mērījumus veic, pamatojoties uz subjektīviem aprakstiem par to, cik karsti cilvēki jūtas konkrētā temperatūrā un gaisa mitrumā, tādējādi ļaujot noteikt indeksu, kas vienu temperatūras un mitruma kombināciju attiecina uz citu augstāku temperatūru sausākā gaisā. Karstuma indeksu aprēķina tikai tad, ja faktiskā temperatūra ir augstāka par 27 °C (80 °F), rasas punkta temperatūra ir augstāka par 12 °C (54 °F) un relatīvais mitrums ir augstāks par 40 %.
J: Kā jāievēro īpaša piesardzība, atrodoties ārā augstas temperatūras laikā?
A: Ja mērījumi tiek veikti ārā augstas temperatūras laikā, tie jāveic ēnā, nevis saulē, jo paaugstinās UV starojuma iedarbība, tāpēc, atrodoties tiešos saules staros, ir jāievēro īpaša piesardzība.
Meklēt