【戶外風寒效應與失溫】
表格的橫列是溫度計的測量 (C),直行是風速 (m/sec),表格內部縱橫相交的數據是暴露在外的一般人臉部皮膚所「感覺」的溫度 (C)。彩色部份,表示暴露在外的皮膚有可能在 15 分鐘內凍傷,需特別注意。大多數人都有這樣的經驗:走在街上,穿著的衣服感覺冷暖剛好適宜,這時突然起了一陣大風,頓時感覺周身寒冷,這就是風寒效應。所謂風寒效應(wind-chill effect) 是指人在同樣氣溫(溫度計的測量值)但是不同風速環境中「感受」的溫度不同。我們從日常生活經驗都知道,一般來說,風越大感覺越冷。風寒效應會影響我們對冷的感覺,導致溫度計的讀數與體感溫度有明顯的分別。在冬季期間,持續的強風天氣會令我們對冷的感覺來得更強烈。
人的體溫一般為36℃—37℃,在多數情況下會高於周圍環境氣溫,在無風或微風情況下,人體周圍的空氣分子交換很弱,這就在人體和大自然空氣之間,形成了一個比較穩定的過渡層。由於空氣是熱的不良導體,這個過渡層就在貼近人體的表面起到了保暖的作用。可是,當空氣流動很快的時候,人體周圍的空氣保溫層便不斷地被新來的冷空氣所代替,並把熱量帶走。風速越大,人體散失的熱量越快、越多,人也就越來越感到寒冷。這就是在氣溫相同的條件下,颳風天比無風或微風時使人感到更寒冷的原因。
對於風寒效應的精確計算有個很複雜的公式: C = 0.323 x ( 18.97 x V<1/2> - V + 37.62 ) x ( 33 - T ) 其中: C 為風寒因子 (wind chill factor, W/m2) V 為風速(km/h) T 為氣溫(oC) 33 為估計的人體溫度。 風寒溫度是描述風寒因素的單位,也就是你皮膚的感知溫度。從大量的科學實驗中,人們找出了風速大小和人體冷暖感覺的關係:當氣溫在0℃以上時,比如無風時為10℃,在3級風時,使人感覺氣溫為5℃,5級風時,人會感到氣溫象0℃時一樣;而當7級風時,人就會感覺到和-3℃時相同。因此,從以上實驗中大致可以計算出這樣的數據:當氣溫在0℃以上時,風力每增加2級,人的寒冷感覺會下降到3-5C;氣溫在0℃以下時,風力每增加2級,人的寒冷感覺會下降6-8℃。好消息是,風寒效應只發生在暴露在衣物之外的皮膚上,所以只要挑選合適的衣物,盡量減少裸露在外的皮膚,就能將風寒效應降到最低。
有一點值得留意的是,「風寒溫度」不適用於死物上。在風力影響下,一件死物的溫度並不會下降至低於實際的氣溫。舉例來說,如果氣溫高於冰點,無論風吹得多大,地上的積水都永不會冷卻成冰的。
【水寒效應】
在介紹水寒效應之前,我們要先了解一下衣物保暖的原理。實際上,起保溫作用的並非衣物本身,而是衣物纖維間的空氣。保暖性好的衣物會鎖住空氣,減緩纖維間的熱空氣和外界的冷空氣間的對流避免因此而帶走熱量。熱絕緣性,是衣物保暖效果的一個重要指標。
人即使在寒冷的環境中人體仍會持續的小量的排汗。當淋濕、落水、或大量流汗時造成衣服潮濕的情況下,水不僅會把衣服上的暖空氣層排擠掉使其失去保溫作用,保溫層被破壞後,熱傳導作用會更快地從人體上吸收很多熱量。同時,水汽的蒸發作用會帶走更多的熱量,因此人會感覺到比實際要冷。這就是人們所說的水寒效應。可以自己做個小實驗,搞一點酒精在皮膚上,很快就會感到涼快了。因為酒精的蒸髮帶走了熱量。
據測算,當身體潮濕時,身體所散失體熱的速度是身體乾燥時的25倍。這在酷熱的夏天是最有效率的降低體溫的方式,但是在冬季的低溫環境下,卻是造成失溫情況的最大助力。所以冬季保持身體的乾燥永遠都是從事戶外活動時穿著的最高指導原則。
風寒效應意味著相同比熱,溫差,時間的情況下,風速越快,質量越大,傳導的熱量越多。
濕寒效應意味著相同風速,溫差,時間的情況下,比熱容高,質量相同,傳導的熱量不同。
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