寒冷指数又称风冷力指数,风寒指数,是在冷应力区间表示失热的指标。
风寒简述人们在野外低温、强风、潮湿和衣着单薄的情况下,就会感到寒冷;但是当气温在冰点附近。如果衣着达到饱和时,也不一定感到严寒(Pugh,1966)。只有当气温低于0°C,并有强风吹拂时,人体的对流耗热量迅速增大,才会使寒冷感觉增强。克服寒冷的生理机制是皮肤表面血管收缩和发抖。行为机制则是:(1)改换暖和干燥的衣着;(2)迅速从风雨中撒离到室内或局部遮蔽处;(3)运动;(4)改变饮食,增加基础代谢热产生。
风寒指数的来源及发展在北极或南极考察经常面临极端的寒冷威胁。风寒这个术语就是由Siple(1939)在南极探险研究中提出来的。在南极停留斯间,在野外开阔当风的条件下,Siple和Passel进行了试验,他们用塑料筒(长15cm,直径6cm)做容器,装满水(250g)后测定其冻结速率,观测每小吋进行一次,测定值以凝结时释放的热量表示,单位为Kcal*m-2*h-1。Siple和Passel在1945年发表了他们的试验结果和根据这次试验的89次观测资料拟合的计算风寒的经验公式。
以后,Court(1948)又重新利用Siple和Passel的资料进行拟合,对其公式中的常数作了修改,但公式的结构没有任何变化,Burton和Esholm(1955)认为Siple和Passel公式计算的风寒指数太高;因为,第一,风对耗热量的影响没有考虑衣着磨损的类型和大小;第二,人的舒适程度主要是根据裸露部分(如脸和耳)感觉的极端情况。而不是根据整个身体的热量平衡测定的,即使身体有衣着保护,从手指(形如小圆柱)的热量输送比从腿部(形如大圆柱)要大得多;第三,在吹雪条件下皮肤上蒸发冷却的比率会增加。他们的研究在Massey(1959)研究冻疮时得到证实。1
寒冷指数公式
式中Td为干球温度(℃),u为风速(m/s)
还有一种由 Bedford 提出,经 Siple,Court 及 Thomas-Boyd等人作了改进的风冷力指数,适用于室外寒冷环境下,反映风速及气温对裸露人体的影响。公式为:
式中δt为体温与周围气温之差,u为风速(m/s)
不同风冷力指数时人体的感觉和反应
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刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院