「氣溫真的是20℃嗎?明明感覺很寒!」104Please respect copyright.PENANAdLZfZxcMRf
已經11月中,天氣卻尚未轉冷,只是勉強稍為涼快,街上途人都仍然穿着夏裝。可是,這天一早醒來,明明不算冷,卻又感到明確的寒意。
女同學Judy盯着手機,不敢相信螢幕上顯示的氣溫。根據在香港生活多年的經驗,20℃應該是和暖的溫度,對不?
技工聽着Judy的驚訝,該說什麼?一機在手,世界的知訊盡在掌握;想知道現在是不是真的20℃,或者為什麼感覺寒涼,查一查手機不就知道?
技工只好說:「你有天文台app吧。讀一讀詳細天氣報告?」
「看!真的是20℃!我們這邊的分區氣溫也有19.7℃!」Judy向技工展示螢幕,彷彿這能證明什麼似的。
技工倒是清楚,天氣報告裏值得讀的不只有氣溫:「那麼,相對濕度和風力呢?有沒有警告訊號生效?」
「相對濕度27%。啊,有強烈季候風訊號!風力是『清勁至強風程度』!」
技工說:「就是嘛!我經常告訴你『風寒.濕熱』。大風會使體感溫度比氣溫更寒冷;潮濕則會使體感溫度比氣溫更暑熱。潮濕的相反——乾燥,也會使體感溫度更寒!」
何謂寒意?
人類是恆溫動物,人體需要維持在37℃左右才能正常運作。人體一方面消耗食物物質生熱,另一方面往環境散熱,人體能否妥善恆溫取決於熱能的收支是否平衡。為此,神經系統會密切監察着體溫和散熱狀況。如果散熱太快,人就會感到寒意。
空氣溫度降低會加快人體散熱,這點很容易理解。但為什麼相對濕度和風力也有影響?
人體如何散熱?
所謂散熱,其實就是把熱能從身體往環境傳輸。傳輸熱能不外乎三種物理現象:傳導、對流、輻射。
傳導就是熱能從溫度高的物件流向溫度低的物件。由於身體往往比空氣高溫,熱能會自然從身體往空氣走。
對流與人體散熱的關係較為間接。體熱傳導到空氣之後,會成為推動空氣對流的能量,使加熱了的空氣離開皮膚表面,冷空氣則流入取代。
輻射發生於任何有溫度的物件,人體自然不例外地不斷發出紅外輻射。
其實人體散熱還有第四種方法——潛熱。
液態水蒸發時會吸收大量能量,這種能量就是水的汽化潛熱。當神經系統斷定身體須要加快散熱,就會指令皮膚增加排汗。汗液到達皮膚表面,水份就會吸收皮膚表面的熱能,轉換成汽化潛熱蒸發。由於水汽化時吸收會吸收很多能量,排汗是人體主要散熱手段。
在這四種散熱方法中,相對濕度和風力對傳導和潛熱影響最大。
相對濕度如何影響散熱?
相對濕度很影響水份蒸發的效率。相對濕度低時,空氣含水不多,液態水的蒸發效率較高。相反,相對濕度高時,空氣已經含有較多水份,液態水也就較難蒸發。
排汗受到神經系統密切調節。當體溫上升,神經系統就會指示皮膚增加排汗,以加快散熱。同理,當體溫偏低,皮膚就會減少排汗。
因此,相對濕度對體溫調節有關鍵影響。天氣潮濕時,汗液無法順利蒸發,排汗的散熱效果也就較差。反之,天氣乾燥時,水份容易從皮膚蒸發,即使身體已減少排汗,體溫仍然會流失。
風力如何影響散熱?
風力對散熱的影響就更容易理解。大風不斷把已被加熱的濕潤空氣吹走,並帶來較為低溫和乾燥的新鮮空氣。這就是我們夏天開風扇的原因,同時也是暴露在寒風時體溫會迅速流失的原因。
體感溫度
暑熱和嚴寒都會危害健康。氣溫、相對濕度和風力三者對身體散熱的影響同樣重要。為保障公眾健康,科學界發展了體感溫度這個概念,把三者的共同影響換算成類似溫度的數值,供公眾參考。例如,臺灣中央氣象署日常天氣預報有體感溫度,香港天文台在夏季時亦會發報香港暑熱指數。
讀天氣報告時,除了注意溫度之外,不妨多留意其他數據,好為暑熱和嚴寒作好準備。
Also See
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Stromberg, Joseph. “Wind chill is a terrible, misleading metric. So why do we still use it?”. Vox, Jan 19, 2016, 8:30am EST, https://www.vox.com/2016/1/19/10788306/wind-chill-meaning. Accessed 23 December 2023.
“wind chill”. Written and fact-checked by The Editors of Encyclopædia Britannica. Britannica, 28 November 2023, https://www.britannica.com/science/wind-chill. Accessed 23 December 2023.104Please respect copyright.PENANA5hEUnqHAlP