Калькулятор индекса жары
Укажите температуру воздуха (°F или °C) и относительную влажность, чтобы вычислить индекс жары — то, насколько жарко на самом деле ощущается, — вместе с соответствующим уровнем риска по классификации NWS.
Насколько жарко на самом деле? Введите температуру и влажность
Формула индекса жары
Обозначения:
- \(T\) — температура воздуха в градусах Фаренгейта (°F)
- \(\mathrm{RH}\) — относительная влажность в процентах (%)
- \(\mathrm{HI}\) — индекс жары в градусах Фаренгейта (°F)
Это регрессия Ротфуза, которую использует Национальная метеорологическая служба США (NWS). Её применяют, только когда стоит достаточно сильная жара; при более прохладной погоде NWS сначала рассчитывает более простое приближение:
\[ \mathrm{HI} = 0.5\left(T + 61.0 + (T - 68.0) \cdot 1.2 + \mathrm{RH} \cdot 0.094\right) \]
и переходит к полной регрессии лишь в том случае, если среднее этого значения и \(T\) составляет 80°F или выше. В диапазоне 80–112°F при очень низкой влажности (ниже 13%) или очень высокой (выше 85%) добавляются две небольшие поправки.
Индекс жары — пример расчёта
Пример: температура воздуха 90°F, относительная влажность 60% — типичный душный летний день (это значения по умолчанию в калькуляторе).
Сначала простая формула даёт \(\mathrm{HI} \approx 91.5^\circ\mathrm{F}\). Поскольку \((91.5 + 90)/2 \approx 90.8 \ge 80\), применяется полная регрессия Ротфуза:
\[ \mathrm{HI} = -42.379 + 2.04901523(90) + 10.14333127(60) - 0.22475541(90)(60) \\ - 0.00683783(90)^2 - 0.05481717(60)^2 + 0.00122874(90)^2(60) \\ + 0.00085282(90)(60)^2 - 0.00000199(90)^2(60)^2 \approx 99.7^\circ\mathrm{F} \]
Результат: индекс жары составляет примерно 99.7°F (37.6°C) — уровень «Повышенная осторожность», при котором при длительном пребывании на жаре и физической активности возможны тепловые судороги и тепловое истощение.
Как пользоваться калькулятором индекса жары
- Введите температуру воздуха (T) в соответствующем поле. Это должна быть температура в тени, измеренная обычным термометром, а не под прямыми солнечными лучами.
- Выберите единицу измерения — °F или °C — в выпадающем списке рядом с полем температуры. Значения в градусах Цельсия пересчитываются внутри калькулятора, поскольку уравнения NWS определены в градусах Фаренгейта.
- Укажите относительную влажность (RH) в процентах от 0 до 100. Если вам известна только точка росы, обратите внимание: многие погодные приложения и сводки указывают относительную влажность напрямую.
- Ознакомьтесь с результатами: индекс жары в градусах Фаренгейта и Цельсия, уровень риска, а также сведения о том, какая формула и какой диапазон применимости использовались.
Что такое индекс жары?
Индекс жары — это температура «как ощущается»: то, каким образом сочетание жары и влажности воспринимается человеческим организмом по сравнению с эквивалентной температурой в сухом воздухе. При 90°F и влажности 60% воздух ощущается не как 90°F, а ближе к 100°F, потому что тело не может охлаждаться так же эффективно, как в более сухом воздухе.
Причина — испарительное охлаждение. Главный механизм защиты организма от жары — потоотделение: когда пот испаряется с кожи, он уносит тепло. Если воздух уже почти насыщен влагой, пот испаряется медленно или вовсе не испаряется, этот механизм охлаждения перестаёт работать и температура тела растёт. Именно поэтому сухой день с температурой 100°F в пустыне может переноситься легче, чем влажный день с 90°F на юго-востоке США.
Поскольку индекс жары отражает реальную физиологическую нагрузку, а не просто показания термометра, именно его используют санитарно-эпидемиологические службы при объявлении предупреждений о жаре. NWS делит значения индекса жары на уровни риска, каждому из которых соответствуют рекомендуемые меры предосторожности:
| Индекс жары | Категория | Основной эффект |
|---|---|---|
| 80–90°F (27–32°C) | Осторожность | Возможна усталость при длительном пребывании на жаре и физической активности |
| 90–103°F (32–39°C) | Повышенная осторожность | Возможны тепловые судороги и тепловое истощение |
| 103–125°F (39–52°C) | Опасность | Вероятно тепловое истощение; возможен тепловой удар |
| ≥ 125°F (≥ 52°C) | Крайняя опасность | При продолжительном пребывании на жаре тепловой удар неизбежен |
Индекс жары ниже 80°F для большинства людей считается комфортным — именно поэтому полная регрессия применяется только выше этого порога.
Допущения, ограничения и практические советы
- Тень и слабый ветер. Индекс жары рассчитывается в предположении, что вы находитесь в тени при лёгком ветерке. Под прямыми солнечными лучами может ощущаться на 15°F (около 8°C) жарче расчётного значения.
- Диапазон применимости. Регрессия Ротфуза эмпирически подтверждена для температур 80–112°F и влажности 20–99%. За пределами этих диапазонов результат является лишь оценкой, а при температуре ниже 80°F упрощённая формула просто выдаёт значение, близкое к температуре воздуха.
- Расчёт для типичного взрослого человека в лёгкой одежде. Чувствительность к жаре зависит от возраста, физической формы, водного баланса, принимаемых лекарств и акклиматизации — у детей, пожилых людей и людей с хроническими заболеваниями тепловой стресс может возникать при более низких значениях индекса жары.
- Это не аналог ветро-холодового индекса. Индекс жары применим к жаркой погоде. В холодную и ветреную погоду используется другая модель (wind chill, ветро-холодовой индекс).
- Следите за динамикой, а не только за числом. Рост влажности за ночь может при неизменной температуре воздуха перевести следующий день в более высокую категорию риска, поэтому при планировании работы или тренировок на улице пересчитывайте индекс жары заново.
Если при работе с метеорологическими и научными данными вам нужны и другие преобразования единиц, воспользуйтесь нашим конвертером ppm в проценты и мг/л (полезен для показателей влажности и концентраций) или конвертером единиц времени, когда нужно учитывать длительность пребывания на жаре. Если вы работаете с расчётами теплопередачи, вам также может пригодиться конвертер теплопроводности.
Часто задаваемые вопросы
Как оценить индекс жары без калькулятора?
Для быстрой прикидки в уме запомните: влажность начинает заметно влиять при температуре выше 85–90°F (29–32°C). При 90°F индекс жары близок к температуре воздуха при влажности ниже 30%, приближается к 100°F при 55–60%, а при влажности выше 75% может достигать 110°F (43°C) и более. В более жарких или влажных условиях, а также когда от расчёта зависят решения, связанные с безопасностью, используйте калькулятор или официальную таблицу NWS, а не приблизительную оценку.
При каком индексе жары стоит отменить или перенести активность на улице?
Большинство рекомендаций предписывает соблюдать повышенную осторожность начиная с индекса жары 90°F (32°C) и ограничить или отложить интенсивную активность на улице при 103°F (39°C) и выше. Если без активности не обойтись, занимайтесь ею рано утром, часто отдыхайте в тени и пейте воду ещё до появления жажды. Спортсменам, людям, работающим на улице, детям и пожилым следует придерживаться более строгих ограничений — тепловой удар может случиться и ниже этих порогов.
Почему моё погодное приложение показывает другое значение «ощущается как»?
Приложения могут использовать разные модели и исходные данные. Одни объединяют индекс жары с ветро-холодовым индексом в единый показатель «ощущается как», другие используют хьюмидекс (распространён в Канаде) или модель кажущейся температуры, учитывающую скорость ветра. Небольшие расхождения возникают также из-за округления, немного различающихся данных о температуре и влажности, а также того, указаны ли условия в тени или на солнце. Расхождение в несколько градусов между разными источниками — нормальное явление.
Чем индекс жары отличается от хьюмидекса и температуры смоченного термометра?
Все три величины измеряют тепловую нагрузку, но по разным шкалам. Индекс жары сравнивает условия с эквивалентной температурой сухого воздуха в тени, тогда как хьюмидекс (используется в Канаде) отсчитывается от точки росы и даёт похожие, но не совпадающие значения. Температура смоченного термометра отражает теоретический предел охлаждения за счёт испарения и является основной метрикой в исследованиях безопасности при экстремальной жаре: температура смоченного термометра около 95°F (35°C) считается пределом выживаемости человека.
Как определить относительную влажность, если известна только точка росы?
Относительную влажность можно вычислить из температуры и точки росы по формуле Магнуса: \( \mathrm{RH} = 100 \cdot e^{\frac{17.625 \cdot D}{243.04 + D}} / e^{\frac{17.625 \cdot T}{243.04 + T}} \), где \(D\) — точка росы, а \(T\) — температура воздуха в градусах Цельсия. Кроме того, полезно помнить: когда точка росы равна температуре воздуха, влажность составляет 100% и снижается по мере увеличения разрыва между ними.
Может ли индекс жары быть ниже фактической температуры воздуха?
Да. В сухом воздухе, как правило при относительной влажности ниже 40% и температуре выше 80°F (27°C), пот испаряется настолько эффективно, что полная регрессия Ротфуза действительно возвращает значение ниже температуры воздуха. Поправка NWS для низкой влажности частично это компенсирует. Такое часто бывает в пустынном климате — день с температурой 100°F при влажности 10% может ощущаться ближе к 95°F, хотя сама температура воздуха по-прежнему опасна.
Применим ли индекс жары под прямыми солнечными лучами и при сильном ветре?
Нет — стандартный индекс жары рассчитывается для тени и лёгкого ветерка. Под прямыми солнечными лучами может ощущаться до 15°F (8°C) жарче расчётного значения. В жару ветер влияет слабее, чем в холод: сильный ветерок немного помогает испарению пота, но во влажном воздухе облегчения почти не даёт, так что рассчитанный индекс жары остаётся хорошей отправной точкой для планирования.