Wenn ich Windchill verstehe (was ich wahrscheinlich nicht tue), fühlt sich die Luft kälter an, weil Ihr Körper nicht so viel Zeit hat, die Luft zu erwärmen, während sie vorbeizieht. Aber in diesem Fall scheint es, als ob es eine Windgeschwindigkeit geben sollte, bei der die Menge, um die die Luft von Ihrem Körper erwärmt wird, 0 (oder vernachlässigbar) ist. An diesem Punkt fühlen Sie die "tatsächliche" Temperatur der Luft. Wie groß wäre der Temperaturunterschied bei Windstille? Welche Windstärke ist das?
Nein, der Berechnung des Windchills sind keine Grenzen gesetzt, obwohl es eine maximale Windgeschwindigkeit gibt, die jemals beobachtet wurde.
Hier ist, was Windchill ist. Stellen Sie sich vor, Sie haben eine heiße Tasse Kaffee. Sie können es eine Weile bei Raumtemperatur stehen lassen und es kühlt so weit ab, dass Sie es trinken können. Oder Sie können es in den Kühlschrank stellen und es kühlt schneller ab. Oder legen Sie es in den Gefrierschrank und es kühlt noch schneller ab. (Menschen sind komplizierter, weil wir uns nicht wirklich abkühlen, vorausgesetzt, wir leben, aber wir verlieren Wärme, wenn wir in der Kälte sind.) Sie haben also diese drei Temperaturunterschiede zwischen dem Kaffee und seiner Umgebung und drei Abkühlungsraten. Oder Sie könnten mit Ihrem Atem auf Körpertemperatur auf den Kaffee blasen und ihn tatsächlich schneller abkühlen. Wenn das Blasen den Kaffee mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Kühlschrank kühlt, würde sich das Anblasen bei Zimmertemperatur "anfühlen, als wäre" der Kaffee im Kühlschrank.
Windchill sagt: „Bei A Grad verliert eine Person Wärme mit Rate B. Bei C Grad mit einer Windgeschwindigkeit von D verliert sie auch Wärme mit Rate B. Wenn also die Windgeschwindigkeit D ist, sagen sie: „Es sind C Grad aber mit der Windkälte ist es A.“ Die Zahlen, die sie verwenden, stammen aus Beobachtungen von Menschen , nicht aus einem mathematischen Modell des Wärmeverlusts.
Der Windchill-Index basiert auf dem Wärmeverlust des Gesichts, dem Körperteil, der strengem Winterwetter am stärksten ausgesetzt ist. Die Freiwilligen wurden in einem gekühlten Windkanal unterschiedlichen Temperaturen und Windgeschwindigkeiten ausgesetzt. Sie trugen Winterkleidung, nur ihre Gesichter waren der Kälte direkt ausgesetzt. Um andere Faktoren zu simulieren, die den Wärmeverlust beeinflussen, gingen sie auch auf Laufbändern und wurden sowohl mit trockenen als auch mit nassen Gesichtern getestet.
Um sicherzustellen, dass der Windchill-Index den Bedürfnissen der Kanadier entspricht, führte Environment Canada öffentliche Umfragen im ganzen Land durch. Der aktuelle Index wird in temperaturähnlichen Einheiten ausgedrückt, da dies das von den meisten Kanadiern bevorzugte Format ist. Da der Windchill-Index aber eigentlich keine reale Temperatur ist, sondern das Kältegefühl auf der Haut darstellt, wird er ohne Gradzeichen angegeben.
Sie können es selbst online berechnen , und diese Seite hat eine Schaltfläche, auf die Sie klicken können, um auch eine Tabelle anzuzeigen. Der Tisch "flacht" nicht wirklich ab oder flacht ab, sondern geht nur so hoch, wie es der Wind wahrscheinlich zulässt. Die Seite, die erklärt, wie es berechnet wird, schließt:
Wo ist die kälteste Windkälte in Kanada?
Windchills unter -70 wurden in nördlichen Gemeinden in Kanada registriert. Am 13. Januar 1975 betrug die Lufttemperatur in Kugaaruk, Nunavut, -51°C und die Winde waren 56 km/h, was eine klirrende Windkälte von -78 erzeugte!
Windchill-Faktoren grenzen an Junk-Science, besonders wenn sie unkritisch interpretiert werden. Ihre körperliche Intuition macht jedoch Sinn, und veröffentlichte Formeln und Tabellen haben eine Eigenschaft, die der sehr ähnlich ist, die Sie im Sinn haben: Wenn die Windgeschwindigkeit zunimmt, wird der inkrementelle Effekt des Hinzufügens eines bestimmten Betrags zur Windgeschwindigkeit immer kleiner . Beispielsweise haben einige gebräuchliche Formeln für Windchill einen Effekt proportional zu v 0,16 . Die Tatsache, dass der Exponent so nahe bei 0 liegt, sagt Ihnen, dass der Graph von Windchill und Windgeschwindigkeit bei niedrigen Geschwindigkeiten sehr steil ist, sich aber bei hohen Geschwindigkeiten krümmt und sehr flach wird. Wenn zum Beispiel v von 5 km/h auf 10 km/h geht, steigt v 0,16 um 12 %, aber wenn vgeht von 55 km/h auf 60 km/h, v 0,16 steigt nur um 1,4 %.
Ihr Verständnis von Windchill ist etwas verwirrt. Der Grund, warum sich der Wind kälter anfühlt, liegt in der konvektiven Wärmeübertragung . Bei einem Temperaturunterschied zwischen zwei Objekten wird Wärmeenergie vom Heißen zum Kalten übertragen. Bei einer Person in der Luft fließt die Wärmeenergie in die Luft, und je schneller sich die Luft bewegt, desto mehr Wärmeenergie kann einer Person entzogen werden.
Genauso wie sich ein Autokühlerlüfter einschaltet, wenn der Motor heiß ist, kann mehr Wärmeübertragung stattfinden, indem mehr Luft über den Kühler bewegt wird.
Die eigentliche Mathematik der konvektiven Wärmeübertragung ist ziemlich kompliziert, und daher ist Windchill ein Begriff, der geschaffen wurde, um das Konzept zu vereinfachen und es in Begriffen, mit denen sonst jeder vertraut ist, leicht verdaulich zu machen.
Rory Alsop
QuentinUK