Íme, miért lehet negatív a levegő vagy a szél hőmérséklete

Ezt most Atlanta környékéről gépelem, és hideg van. Valójában a jelenlegi hőmérséklet a házamban 9 F, és a szél nagyjából 24 mérföld/óra. Ez azt jelenti, hogy -5 F fok kint van. De mit is jelent valójában a negatív hőmérséklet? Végtére is, soha nem hallja, hogy valaki azt mondja, hogy súlya -45 font, vagy hogy -2 gallon vizet fogyaszt. Íme egy gyors kis tudomány „101”, mivel az ország nagy része brutálisan hideg levegőt és szélhűvös hőmérsékletet visel el.

Először kezdjük az alapokkal. Hőmérséklet Az Amerikai Meteorológiai Társaság (AMS) szószedete a következőképpen határozza meg: „A hőmérővel mért mennyiség… molekuláris kinetikus energia…” Valójában a molekuláris mozgáshoz kapcsolódó energia mértéke. Ez a helyes „fizika-légköri tudományok” definíciója. Azonban a meghatározás által Britannica online támpontokat ad arra vonatkozóan, hogy miért vannak negatív levegő- vagy szélhűtési hőmérsékleteink. Ez a Britannica-definíció azt mondja, hogy a hőmérséklet „a melegség vagy hidegség mértéke, amelyet a több közül bármelyikkel kifejezve. önkényes skálákat, és jelzi, hogy milyen irányba hőség energia spontán áramlik – azaz egy forróbb testből (egy magasabb hőmérsékletű) egy hidegebb testbe (egy alacsonyabb hőmérsékletű).

A Britannica szótár kulcsszavai az „önkényes mérlegek”. A világ nagy része használja a Celsius (° C) hőmérsékleti skála, de itt az Egyesült Államokban (és a maréknyi más országok) az Fahrenheit (°F) hőmérséklet skála továbbra is használatos. Írás egy National Magnetic Lab szervezetben blogTim Murphy kifejti, hogy „A Kelvin hőmérsékleti skálát azért használják a tudósok, mert olyan hőmérsékleti skálát akartak, ahol a nulla a hőenergia teljes hiányát tükrözi.” Ezért nulla kelvinnél (az abszolút nullánál) nem áll rendelkezésre hőenergia. Bár a Kelvin-skálát nem használják mindennapi időjárási vagy éghajlati kommunikációban a nyilvánosság felé, a Kelvin-skálát széles körben használják tudományos számításokban az én szakterületemen és sok más területen.

Most már nyilvánvalónak kell lennie, hogy a -5 °F hőmérséklet egyszerűen egy nem abszolút skála konstrukciója tetszőleges 0 referenciaponttal. (lásd Carmen Olivares tweetjét fent). A Celsius-skála a víz fagyáspontját használja referenciaként. A NASA Glenn ResearchCenter weboldala szerint. A Fahrenheit egy kicsit bonyolultabb. Az megjegyzi: „Eredetileg a tengervíz fagyáspontját használta nullpontként, a tiszta víz fagyáspontját pedig 30 fokban, ami egy egészséges ember hőmérsékletét 96 fokossá tette.” A NASA honlapja a továbbiakban azt írja, hogy a skálát úgy módosították, hogy a tiszta víz forráspontja 212, a tiszta víz fagyáspontja pedig 32 legyen, ami 180 fokot adott a két referenciapont között.

Rendben, akkor mi a helyzet a negatív szélhűtés hőmérséklettel? Nos, a szélhűtés hőmérséklete is ugyanazokhoz a hőmérsékleti skálákhoz van rögzítve, és megmagyarázza, hogy valójában milyen „érzés”, ha a levegő hőmérsékletét és a szelet vesszük figyelembe. A számítás valójában egy kicsit bonyolultabb, mint gondolnád. Szerint a Országos Meteorológiai Szolgálat, a következő dolgokat veszik figyelembe:

• szélsebesség számítása nagyjából 5 lábnál
• emberi arcmodell
• hőátadás elmélet
• a bőrszövet ellenállása.

A szélhűtés hőmérséklet-átváltási táblázata az alábbiakban látható. Itt egy egyszerű szélhűtés kalkulátor is elérhető link.