寒冷指數

寒冷指數

寒冷指數又稱風冷力指數,風寒指數,是在冷應力區間表示失熱的指標。

風寒簡述

人們在野外低溫、強風、潮濕和衣著單薄的情況下,就會感到寒冷;但是當氣溫在冰點附近。如果衣著達到飽和時,也不一定感到嚴寒(Pugh,1966)。只有當氣溫低於0°C,並有強風吹拂時,人體的對流耗熱量迅速增大,才會使寒冷感覺增強。克服寒冷的生理機制是皮膚表面血管收縮和發抖。行為機制則是:(1)改換暖和乾燥的衣著;(2)迅速從風雨中撒離到室內或局部遮蔽處;(3)運動;(4)改變飲食,增加基礎代謝熱產生。

風寒指數的來源及發展

在北極或南極考察經常面臨極端的寒冷威脅。風寒這個術語就是由Siple(1939)在南極探險研究中提出來的。在南極停留斯間,在野外開闊當風的條件下,Siple和Passel進行了試驗,他們用塑膠筒(長15cm,直徑6cm)做容器,裝滿水(250g)後測定其凍結速率,觀測每小吋進行一次,測定值以凝結時釋放的熱量表示,單位為Kcal*m *h 。Siple和Passel在1945年發表了他們的試驗結果和根據這次試驗的89次觀測資料擬合的計算風寒的經驗公式。

以後,Court(1948)又重新利用Siple和Passel的資料進行擬合,對其公式中的常數作了修改,但公式的結構沒有任何變化,Burton和Esholm(1955)認為Siple和Passel公式計算的風寒指數太高;因為,第一,風對耗熱量的影響沒有考慮衣著磨損的類型和大小;第二,人的舒適程度主要是根據裸露部分(如臉和耳)感覺的極端情況。而不是根據整個身體的熱量平衡測定的,即使身體有衣著保護,從手指(形如小圓柱)的熱量輸送比從腿部(形如大圓柱)要大得多;第三,在吹雪條件下皮膚上蒸發冷卻的比率會增加。他們的研究在Massey(1959)研究凍瘡時得到證實。

寒冷指數公式

寒冷指數 寒冷指數

式中Td為幹球溫度(℃),u為風速(m/s)

還有一種由 Bedford 提出,經 Siple,Court 及 Thomas-Boyd等人作了改進的風冷力指數,適用於室外寒冷環境下,反映風速及氣溫對裸露人體的影響。公式為:

寒冷指數 寒冷指數

式中δt為體溫與周圍氣溫之差,u為風速(m/s)

不同風冷力指數時人體的感覺和反應

H人體的感覺和反應
600很涼
800
1000很冷
1200極度寒冷
1400裸露皮膚凍傷
2000裸露皮膚在1min內凍傷
2300裸露皮膚在0.5min內凍傷

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