Temperatura odczuwalna a wilgotność powietrza: definicja i wpływ na komfort termiczny
- Szczegóły
Temperatura to nie wszystko. Często przy 15 stopniach odczuwamy ciepło, a innym razem zimno. Na to, jak naprawdę się czujemy, mają wpływ także inne czynniki, przede wszystkim prędkość wiatru i wilgotność powietrza. Serwisy pogodowe podają temperatury z odległych od nas stacji (i to w cieniu), więc wiemy, że trzeba brać na nie poprawkę.
Jednak często ubierając się wedle tego, co pokazuje termometr tuż za oknem, możemy się zaskoczyć i się zgrzać lub zmarznąć. Kluczowe są też inne "niewidoczne" elementy, czyli właśnie wilgotność i wiatr. I to nie jest kwestia jednego czy dwóch stopni, ale mają ogromny wpływ na temperaturę odczuwalną.
Co to właściwie jest temperatura odczuwalna?
Temperatura odczuwalna określa temperaturę powietrza, do której można przyrównać warunki termiczne odbierane przez człowieka przebywającego w miejscu zacienionym w danej sytuacji pogodowej. Zależnie od dominujących w danych warunkach meteorologicznych sposobów wymiany ciepła pomiędzy organizmem a jego otoczeniem stosuje się odpowiedni wzór na temperaturę odczuwalną.
Definicja jest wzięta ze strony Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej, który stworzył autorski kalkulator przeliczający wspomniane składniki na temperaturę odczuwalną. Można się z nim sobie poeksperymentować (czyt. pobawić się), ale może też być bardzo użyteczny na co dzień, więc warto go sobie dodać do zakładek. Wszystkie te parametry bierze pod uwagę kalkulator stworzony przez IMGW. Dzięki niemu ustalimy "prawdziwą" temperaturę.
Nie zdajemy sobie sprawy, jak temperatura odczuwalna, różni się od tej z mapek pogodowych. Jak widać, teoretycznie jest 1,5 stopni na plusie, ale na dworze poczujemy się, jakby był 3-stopniowy mróz. Wszystko przez dużą wilgotność powietrza i wiejący wiatr. Dotyczy to sytuacji w zacienionym miejscu. Jeśli świeci słońce, temperatura odczuwalna będzie oczywiście wyższa.
Przeczytaj także: Wpływ wilgotności na temperaturę odczuwalną
Warto też pamiętać, że to też kwestia indywidualna i żaden kalkulator nie weźmie pod uwagę naszego organizmu i tego jak jesteśmy zahartowani. Inaczej też będziemy odczuwać temperaturę przez 5 minut i po kilku godzinach na świeżym powietrzu.
W prognozach pogody coraz częściej stosuje się pojęcie temperatury odczuwalnej, która znacznie lepiej odzwierciedla panujące faktycznie warunki pogodowe niż standardowa temperatura powietrza. Otóż nie raz zauważyliśmy, że przy tej samej temperaturze, którą wskazywały termometry, różnie ją odczuwaliśmy.
Raz było znacznie zimniej i wydawało nam się, że temperatura w rzeczywistości jest dużo niższa, a innym razem było wyraźnie cieplej. To oczywiście wiatr i wilgotność powietrza. Oba te zjawiska sprawiają, że ta sama temperatura może być zupełnie odmiennie odbierana przez naszą skórę.
Wpływ wilgotności powietrza na odczuwanie temperatury
Istnieje też fizjologiczny aspekt wilgotności, który często jest pomijamy: wpływ na uczucie ciepła lub zimna. Latem, gdy jest ciepło, intensywniejsze pocenie przywraca temperaturę skóry do komfortowego poziomu. Zimą, suche powietrze ułatwia parowanie i ochładzanie skóry. Najbardziej oczywisty skutek tego zjawiska jest taki, ze dla stałej temperatury, im bardziej suche powietrze tym jest nam chłodniej.
W typowej temperaturze ogrzewanego pomieszczenia, „temperatura pozorna” (tj. subiektywne odczuwanie temperatury związane z osobistym komfortem) wzrasta o 2°C gdy wilgotność względna wzrasta z 25% do 50%. Jedne z problemów ludzi związanych z niską wilgotnością jest uczucie podrażnienia oczu, wysuszanie rogówki, co jest dużym problemem dla ludzi noszących soczewki kontaktowe.
Przeczytaj także: Zalecenia dotyczące przechowywania zdjęć
Jeśli chodzi o wpływ niskiej wilgotności na przedmioty, można wymienić nieskończenie wiele przykładów. Materiały higroskopijne to takie, których komórki absorbują wilgoć, co zmienia ich wymiary. Proces taki można zaobserwować w przypadku papieru, tkanin, niektórych plastików, drewna, owoców i warzyw i innych przedmiotów pochłaniających lub oddających wilgoć otoczenia.
Ponadto, wilgotność wpływa na fizyczne właściwości przedmiotów jak lepkość.
Komfort termiczny i jego czynniki
Komfort termiczny jest obok min. jakości powietrza wewnętrznego, poziomu hałasu, czy np. wystroju wnętrza, istotnym elementem pozytywnego odbioru otaczającego środowiska. Z uwagi na stale wydłużający się czas spędzany, zarówno w życiu zawodowym, jak i pozazawodowym w pomieszczeniach, w których warunki środowiska są sztucznie kształtowane przez urządzenia klimatyzacyjne, niezbędne jest zaprojektowanie parametrów powietrza wewnętrznego w taki sposób, aby przebywanie w nich nie prowadziło do zaburzeń zdrowotnych (np. zespół chorego budynku; Sick Building Syndrome).
W artykule przedstawiono metodę oceny pomieszczeń pod względem komfortu cieplnego, na podstawie normy PN-EN ISO 7730:2006: Ergonomia środowiska termicznego Analityczne wyznaczanie i interpretacji komfortu termicznego z zastosowaniem obliczania wskaźników PMV i PPD oraz kryteriów lokalnego komfortu termicznego. W sposób praktyczny zilustrowano prowadzenie takiej oceny na przykładzie pomieszczenia biurowego.
Komfort cieplny (termiczny) wyraża satysfakcję danej osoby (grupy osób) z warunków termicznych środowiska w pomieszczeniach, w którym osoba (osoby) ta przebywa. Stan ten wynika z równowagi między ilością ciepła wytwarzaną w organizmie w wyniku przemian metabolicznych a stratami ciepła z ciała do otaczającego środowiska. Na skutek różnic biologicznych nie jest możliwe zapewnienie komfortu cieplnego wszystkim osobom przebywających w danym pomieszczeniu.
Przeczytaj także: Temperatura a efektywność biegu
Niemniej, dzięki odpowiednio zaprojektowanym systemom ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji, możliwe jest stworzenie optymalnych warunków termicznych, które przez większość użytkowników będą odczuwane jako komfortowe. Jest to istotne, gdyż według danych GUS w 2005 roku, 35,7 tys. osób w Polsce pracuje w warunkach mikroklimatu zimnego i gorącego. Przeważająca część społeczeństwa pracuje w mikroklimacie umiarkowanym, a więc w środowisku, które powinno spełniać wymagania komfortu.
Czynniki kształtujące poczucie komfortu cieplnego
Poczucie komfortu bądź dyskomfortu jest uzależnione od oddziaływania wielu czynników, które można podzielić na:
- Czynniki środowiskowe:
- Temperatura powietrza
- Prędkość powietrza
- Wilgotność względna powietrza
- Temperatura promieniowania powierzchni
- Asymetria rozkładu temperatury w pomieszczeniu
- Czynniki indywidualne:
- Metabolizm
- Aklimatyzacja
- Izolacyjność cieplna odzieży.
W warunkach komfortu termicznego (równowagi cieplnej organizmu), temperatura wewnętrzna (w stanie spoczynku) utrzymuje się na stałym poziomie 37 ± 0,3 °C, średnia ważona temperatura powierzchni skóry wynosi 32-34 °C, a przepływ skórny krwi pozostaje na umiarkowanym poziomie.
Dla lekko ubranego, pozostającego w spoczynku człowieka, temperatura odczuwana jako komfortowa wynosi 23-26 °C, przy wilgotności powietrza 50%, i jednakowej temperaturze ścian oraz powietrza.
Wpływ temperatury powietrza i prędkości wiatru
Jest ona podstawowym parametrem powietrza wpływającym na odczucie komfortu cieplnego. Zbyt wysoka, może powodować wiele istotnych zaburzeń psychofizjologicznych. W przypadku temperatur niższych od komfortowych, dochodzi do zwężenia naczyń krwionośnych, zwłaszcza kończyn, co może powodować obniżenie temperatury skóry nawet o 10 °C.
Prędkość powietrza w pomieszczeniu wpływa na odczuwalną temperaturę oraz na rozkład ciśnienia w budynku. Z kolei na odczuwalny ruch powietrza ma wpływ różnica między temperaturą skóry i powietrza, która wraz ze wzrostem potęguje to nieprzyjemne odczucie.
Zimny wiatr najbardziej daje się we znaki mieszkańcom wschodnich i północnych regionów kraju, a także obszarów górzystych, ponieważ właśnie tam temperatura powietrza, a co za tym idzie temperatura odczuwalna, jest najniższa. Podmuchy wiatru potęgują odczucie przeszywającego zimna, przez co przyspieszają proces wychładzania organizmu.
Podczas chłodów, im silniejszy jest wiatr i im wyższa jest wilgotność powietrza, tym ciężej odbieramy panującą temperaturę. Na przykład przy temperaturze na poziomie 10 stopni i średniej prędkości wietrze osiągającym 25 km/h, temperatura odczuwana przez nasze ciało spada do 5 stopni.
Temperatura odczuwalna a codzienne doświadczenia
Często warunki termiczne, jakich doznajemy po wyjściu na zewnątrz, wydają się nam odmienne w stosunku do tych, jakich spodziewaliśmy się doświadczyć. Zwłaszcza gdy sugerujemy się jedynie wartością temperatury powietrza z pomiarów czy jej prognozą. Warto wspomnieć, że ten parametr w serwisach meteorologicznych może być również podawany z wykorzystaniem kilku charakterystyk.
Na odbiór warunków termicznych będą miały również wpływ nasze poprzednie doświadczenia. Im większy kontrast pomiędzy bieżącymi, a poprzednimi warunkami, tym surowsza może być ich subiektywna ocena. Zwykle największe zmiany temperatury powierzchni skóry, zwłaszcza nieosłoniętych części ciała, następują w pierwszych 15 minutach ekspozycji.
Temperatura odczuwalna, w najprostszy sposób rzecz ujmując, jest to temperatura jaką człowiek odczuwa biorąc pod uwagę panujące wokół niego warunki atmosferyczne. Temperatura rzeczywista jest to faktyczna wartość temperatury powietrza w danym momencie. Tymczasem temperatura odczuwalna to indywidualne odczucie termiczne każdego człowieka, na które wpływ ma wiele czynników, takich jak choćby opady, wiatr itp.
W zimie im wyższa prędkość wiatru i wilgotność tym odczuwana temperatura jest niższa. Dzieje się tak, gdyż duża wilgotność powietrza zwiększa u ludzi uczucie zimna. W lecie mamy sytuację odwrotną: im silniejszy wiatr, tym uczucie przyjemnego chłodu jest większe.
Obliczanie temperatury odczuwalnej
Do szczegółowego określania temperatury odczuwalnej wykorzystuje się specjalną tabelę lub też kalkulator. Temperaturę odczuwalną oblicza się korzystając ze wzorów teoretycznych. Wybór możliwych do zastosowania formuł jest szeroki. Uwzględniają one zróżnicowane zakresy termiczne i zmienną rangę wpływu poszczególnych elementów meteorologicznych na kształtowanie odczuć termicznych.
Poszczególne służby meteorologiczne adaptują formuły zależnie do specyfiki lokalnego klimatu i przyjętych założeń. Popularnym rozwiązaniem, zwłaszcza w regionach o sezonowym zróżnicowaniu warunków meteorologicznych, jest stosowanie zestawu wzorów.
Zgodnie z przyjętą przez nas definicją TEMPERATURA ODCZUWALNA wskazuje wartość temperatury otaczającej warstwy powietrza, do jakiej można przyrównać warunki termiczne odbierane przez człowieka w danej sytuacji pogodowej. Za podstawowy przyjęliśmy model komfortu termicznego Steadmana, tj. uwzględniający wpływ ciśnienia pary wodnej i przepływu powietrza w modelowaniu strumieni wymiany ciepła między ciałem a otoczeniem.
W warunkach środowiska zimnego (gdy temperatura powietrza nie przekracza 10 stopni Celsjusza) wartości temperatury odczuwalnej podajemy z uwzględnieniem wskaźnika Wind Chill Temperature. Nasza predykcja temperatury odczuwalnej nie uwzględnia wpływu bezpośredniego promieniowania słonecznego, stąd prezentowane wartości należy traktować jako temperaturę odczuwalną w cieniu.
Aktualną temperaturę odczuwalną obliczamy z zestawu danych z terminu - czyli uwzględniamy ogół warunków meteorologicznych w danym miejscu i czasie. Jeśli interesuje Cię prognoza temperatury odczuwalnej, to zwróć dodatkowo uwagę z jakiego modelu wprowadzono dane początkowe i o której godzinie nastąpił start modelu. Takie informacje podane są w stopce grafiki.
Temperaturę odczuwalną zawsze liczymy tak samo w ustalonych przedziałach termicznych. Natomiast, zależnie od modelu i terminu startu prognozy, dane wejściowe o temperaturze powietrza oraz o innych elementach meteorologicznych mogą się od siebie różnić. I stąd mogą się również pojawić różnice wartości temperatury odczuwalnej pomiędzy opracowaniami.
Przykłady różnic między temperaturą powietrza a odczuwalną
Różnicę między temperaturą powietrza a temperaturą odczuwalną widać bardzo często. Temperatura powietrza o godz. 6 rano wyniosła od -22 st. C w Suwałkach, -12 st. C w Krakowie, -5 st. C w Warszawie do -1 st. C w Kołobrzegu. Tymczasem w rzeczywistości czuliśmy zdecydowanie większy mróz. Z mapy temperatury odczuwalnej wynika, że w Suwałkach było to aż -25 st. C, w Krakowie -18 st. C, w stolicy -9 st. C, a miejscami na Pomorzu -6 st. C.
Aby uzmysłowić sobie to, jak duże różnice mogą występować między temperaturą odczuwalną a powietrza, wyobraźmy sobie dwie sytuacje. W pierwszej za oknem mamy +5 st. C, ale nie wieje wiatr, wilgotność powietrza jest niska, a niebo pozostaje bezchmurne.
W drugiej również słupki rtęci pokazują +5 st. C, ale jest pochmurno, pada obfity deszcz i mocno wieje. Sytuacja nr 2, w przeciwieństwie do tej pierwszej niewątpliwie sprawi, że będziemy odczuwać wyjątkowo przeszywające zimno, znacznie większe niż w przypadku nr 1, a na zewnątrz przydadzą się kurtki, czapki, a nawet rękawiczki.
W związku z tym, wychodząc rano na zewnątrz, należy brać pod uwagę nie tylko temperaturę powietrza, bo może być ona złudna, ale również samą pogodę. Jeżeli pada, wieje i jest pochmurno oraz wilgotno, wówczas odczujemy znacznie niższe wartości, niż wskazuje termometr, zatem trzeba zadbać o cieplejsze ubrania.
tags: #odczuwalna #temperatura #a #wilgotnosc #powietrza #definicja
