什么是风寒指数(体感温度)
风寒指数是用一个温度值来表示"同样的气温下,有风会比无风冷多少"的指标。皮肤表面有一层被体温加热的薄空气层,风不断把这层空气吹走,皮肤散热就更快。所以气温同样是零下5℃,无风和风速30km/h的情况下,身体损失的热量差别很大。在冬季登山、滑雪、清晨通勤、户外作业、接送孩子上下学时,想判断"今天穿几层、遮住哪里",就可以用它。
计算公式与各项含义
风寒指数(℃)= 13.12 + 0.6215×T − 11.37×V0.16 + 0.3965×T×V0.16
(T = 气温(℃),V = 风速(km/h))
这个公式是美国国家气象局(NWS)和加拿大环境部在2001年前后共同整理的风寒指数公式。13.12与0.6215×T是几乎无风时的基本气温部分,−11.37×V0.16表示风越大体感越低的效应,0.3965×T×V0.16则是"气温越低,同样的风影响越大"的交互项。风速取0.16次方,所以风速翻倍并不会让寒意翻倍:弱风时下降最陡,强风时趋于平缓。
该模型假设一个行走的人(约4.8km/h),受风位置在脸部高度(约1.5米)。风速通常在离地10米处测量,因此在楼房之间或树林里风变弱,实际会比计算值暖和;在山脊、海边、冰面等直接迎风的地方,则可能更冷。
适用范围:什么情况下不计算风的影响
- 气温高于10℃:超出了公式建立时的范围(气温10℃以下),所以直接显示气温。
- 风速不超过4.8km/h:风速在步行速度以下,不再单独计算风的影响,直接显示气温。
- 夏季炎热:风寒指数是针对寒冷天气的概念。炎热和湿度请使用不适指数计算器。
- 物体、水管、汽车:体感温度针对的是人的皮肤。没有生命的物体不会因为有风而低于气温,只是更快达到气温。
气温与风速对应的体感温度参考表(℃)
下表是用上面的公式在构建页面时计算出来的。行是气温(℃),列是风速(km/h)。
| 气温＼风速 | 10km/h | 20km/h | 30km/h | 40km/h | 50km/h |
|---|---|---|---|---|---|
| 5℃ | 2.7 | 1.1 | 0.1 | -0.7 | -1.3 |
| 0℃ | -3.3 | -5.2 | -6.5 | -7.4 | -8.1 |
| -5℃ | -9.3 | -11.6 | -13.0 | -14.1 | -15.0 |
| -10℃ | -15.3 | -17.9 | -19.5 | -20.8 | -21.8 |
| -15℃ | -21.2 | -24.2 | -26.0 | -27.4 | -28.6 |
| -20℃ | -27.2 | -30.5 | -32.6 | -34.1 | -35.4 |
| -25℃ | -33.2 | -36.8 | -39.1 | -40.8 | -42.2 |
| -30℃ | -39.2 | -43.1 | -45.6 | -47.5 | -49.0 |
气温0℃时,30km/h的风让体感降低约6.5℃;而在-20℃时,同样的风会让体感降低12℃以上。气温越低,同样的风影响越大,数字上看得很清楚。
风速单位换算(m/s → km/h)
天气预报常用m/s表示风速,km/h = m/s × 3.6。在单位选择里选m/s即可自动换算。如果是mph,请乘以1.609换成km/h。
| 风速(m/s) | 风速(km/h) |
|---|---|
| 1m/s | 3.6km/h |
| 2m/s | 7.2km/h |
| 3m/s | 10.8km/h |
| 5m/s | 18.0km/h |
| 8m/s | 28.8km/h |
| 10m/s | 36.0km/h |
| 15m/s | 54.0km/h |
计算示例
示例1.气温-5℃,风速20km/h。V0.16 = 200.16 ≈ 1.615,所以 13.12 + 0.6215×(−5) − 11.37×1.615 + 0.3965×(−5)×1.615 ≈ −11.6℃,比气温低约6.6℃。
示例2.气温-15℃,风速40km/h(约11m/s)。算得约-27.4℃,比气温低12℃以上,不戴手套和面罩很难长时间行走。
示例3.气温5℃,风速30km/h。体感温度约0.1℃。只看气温似乎很温和,但在风中感觉接近冰点,外套的选择就会不同。
多冷会有冻伤风险
不同机构的分级略有差异,概括地说:体感温度低于约-10℃时,长时间在户外会不舒服,需要注意受寒;-28℃上下开始,裸露的皮肤可能发生冻伤;接近-40℃及以下时,短时间暴露也可能冻伤。 作为参考,美国国家气象局(NWS)的说明里提到,气温-18℃(0°F)、风速约24km/h(15mph)时,体感温度约为-28℃(-19°F),裸露皮肤约30分钟就可能冻伤。加拿大环境部也提示,体感温度低于约-27℃时,冻伤的风险会迅速增加。 需要注意的是,冻伤要求实际气温在冰点以下,只有体感温度低并不会造成冻伤。精确到分钟的标准会因机构和修订时间而不同,所以本页不把它们当作固定数值,工具结果下方也只给出大致的区间。遇到真正的寒潮,请优先遵从气象部门的预警和当地政府的通知。
常见误解与局限
- 体感温度-30℃,并不意味着水会在这个温度结冰。水管是否冻结取决于实际气温。
- 有阳光时实际会更暖和。公式假定没有日照,所以晴天算出的结果偏保守(偏冷)。
- 湿度和湿衣服没有被考虑。同样的体感温度下,湿衣服带走热量快得多;夹着雨雪时,实际比计算值更危险。
- 个体差异很大。儿童、老人、有循环系统疾病的人和活动很少的人,在同样的数值下更早出现危险。
- 瞬时阵风是另一回事。输入平均风速得到的是平均体感,遇到阵风时会瞬间觉得更冷。
如何利用结果
- 体感温度比气温低5℃以上时,先护住脖子、耳朵、手等裸露部位。围脖和防风外套的效果最明显。
- 多层薄衣服(内层、保暖层、防风层)比一件厚衣服更容易调节。出汗了就脱掉一层,避免衣服被打湿。
- 户外时间长的话,中途安排室内休息。手脚发麻或皮肤发白时,马上去温暖的地方。
- 花草、宠物、水管等非人的对象,按实际气温而不是体感温度判断。
- 选择风小的路线,或背风行走,实际感受到的冷也会不同。
常见问题
夏天的体感温度也能用这个计算器算吗?
不能。这个公式反映的是寒冷天气里风的冷却效果,只用于冬季。夏季由气温和湿度带来的闷热,请使用不适指数计算器。
风速的单位是m/s或mph怎么办?
m/s可以直接在工具的单位选项里选择。mph请乘以1.609换算成km/h。其他单位可以使用单位换算器。
为什么风速不超过4.8km/h时直接显示气温?
公式是以步行速度左右的风作为基准状态建立的,低于这个风速就视为超出适用范围,显示实际气温。
天气预报里的体感温度和这个计算器的结果为什么不同?
预报可能采用各站点的观测或预测风速、高度修正和不同的取整方式,有些服务还会使用考虑日照或湿度的其他指标。相同输入也可能相差几度,所以请把它当作判断趋势的参考。
体感温度-10℃时应该穿多少?
取决于活动强度。站着不动的话,在防风外套里加厚一点的保暖层;走路或运动的话,穿几层薄的以便调节出汗。保护耳朵、脖子和手最重要。无风时直接按气温判断即可,如果想了解室内结露和干燥问题,可以用露点计算器。
本计算器仅供一般参考,不能替代医学建议或官方气象信息。遇到寒潮,请遵从气象部门的预警和当地政府的通知。