Калькулятор температуры влажного термометра

Что такое температура влажного термометра?

Температура влажного термометра — это самая низкая температура, до которой воздух может остыть за счёт испарения в него воды. Физически это температура, которую вы бы считали с термометра, чей резервуар обёрнут влажной тканью и обдувается: по мере испарения воды она отбирает тепло у резервуара, пока испарение и охлаждение не достигнут равновесия.

Поскольку наши тела охлаждаются тем же способом — потением, — температура влажного термометра является прямой мерой того, насколько хорошо можно снять тепловой стресс. Когда воздух сухой, температура влажного термометра находится значительно ниже температуры воздуха, и пот испаряется быстро. Когда воздух влажный, две температуры сближаются, и охлаждение становится труднее.

Этот калькулятор использует температуру воздуха и относительную влажность для оценки температуры влажного термометра. Введите температуру в °C или °F и относительную влажность в процентах; результат можно посмотреть в любой единице температуры.

Как работает калькулятор?

Вычисление точной температуры влажного термометра обычно требует итерационного психрометрического решения. В 2011 году Роланд Стулл опубликовал эмпирическую аппроксимацию одним уравнением, которая воспроизводит точное значение с точностью до нескольких десятых долей градуса в диапазоне условий на уровне моря — примерно относительная влажность 5–99% и температура от −20 °C до 50 °C.

Калькулятор подставляет вашу температуру воздуха $T$ (в градусах Цельсия) и относительную влажность $RH$ (в процентах, так что 50% вводится как 50) в эту формулу и возвращает температуру влажного термометра $T_w$ в градусах Цельсия, переводя в Фаренгейты, если вы переключите единицу вывода.

Формула

$T_w = T \cdot \arctan\!\left[0.151977\,\sqrt{RH + 8.313659}\right] + \arctan(T + RH) - \arctan(RH - 1.676331) + 0.00391838\,RH^{3/2}\,\arctan(0.023101\,RH) - 4.686035$

Здесь $T$ — температура воздуха в °C, $RH$ — относительная влажность в процентах, а каждый $\arctan$ вычисляется в радианах. Результат $T_w$ — в °C.

Разобранные примеры

Пример 1 — тёплый, умеренно влажный день. При $T = 30\,^{\circ}\mathrm{C}$ и $RH = 50\%$:

$T_w \approx 22.3\,^{\circ}\mathrm{C}$

Итак, воздух можно охладить испарением лишь примерно до 22,3 °C — комфортно, но заметно душно.

Пример 2 — прохладнее и более влажно. При $T = 25\,^{\circ}\mathrm{C}$ и $RH = 60\%$:

$T_w \approx 19.5\,^{\circ}\mathrm{C}$

Справочные значения (температура влажного термометра в °C)

Замечания и практическое применение

• Устойчивая температура влажного термометра около 35 °C широко считается теоретическим пределом выживаемости человека, потому что в этой точке тело больше не может отдавать метаболическое тепло даже в покое в тени.
• Поскольку она сворачивает температуру и влажность в одно число, температура влажного термометра используется в индексах теплового стресса, в проектировании систем ОВК и градирен, в производстве снега и в сельском хозяйстве.
• Аппроксимация Стулла предполагает стандартное давление на уровне моря. На большой высоте истинная температура влажного термометра слегка отличается.
• Для родственной меры того, как «ощущается» погода, смотрите калькулятор плотности воздуха и калькулятор шкалы Бофорта.

Часто задаваемые вопросы

Всегда ли температура влажного термометра ниже температуры воздуха? Да, если только воздух не полностью насыщен (относительная влажность 100%), в этом случае температура влажного термометра равна температуре воздуха (сухого термометра).

В чём разница между температурой влажного термометра и индексом жары «ощущается как»? Индекс жары оценивает воспринимаемое тепло по шкале, откалиброванной по комфорту, тогда как температура влажного термометра — это физическая величина, фактическая самая низкая температура, достижимая испарительным охлаждением.

Насколько точна эта оценка? Формула Стулла обычно согласуется с точной психрометрической температурой влажного термометра с точностью примерно до 0,3 °C в диапазоне нормальных погодных условий.