Tukaj je razlog, zakaj so lahko temperature zraka ali vetra negativne

Tole trenutno pišem iz okolice Atlante in je hladno. Pravzaprav je trenutna temperatura v moji hiši 9 stopinj F, vetrovi pa pihajo približno 24 mph. To pomeni, da je zunaj -5 stopinj F. Toda kaj v resnici pomeni negativna temperatura? Navsezadnje nikoli ne slišite nikogar, da bi rekel, da tehta -45 funtov ali da zaužije -2 litra vode. Tukaj je kratek znanstveni “101”, saj večji del države prenaša brutalno hladen zrak in hladne vetrove.

Najprej začnimo z osnovami. temperature Glosar Ameriškega meteorološkega združenja (AMS) opredeljuje kot: »Količina, izmerjena s termometrom ... molekularna kinetična energija….” V resnici je merilo energije, povezane z molekularnim gibanjem. To je pravilna definicija "fizika-atmosferske vede". Vendar pa definicija po Britannica na spletu ponuja namige, zakaj imamo negativne vrednosti temperature zraka ali vetra. Ta definicija Britannice pravi, da je temperatura »mera vročine ali hladnosti, izražena v smislu katerega koli od več samovoljna lestvice in nakazujejo smer, v kateri toplotno energija spontano teče – tj. od bolj vročega telesa (tiste z višjo temperaturo) k hladnejšemu telesu (tisto z nižjo temperaturo).«

Ključne besede v vnosu slovarja Britannica so »poljubne lestvice«. Večina sveta uporablja Celzija (° C) temperaturni lestvici, vendar tukaj v ZDA (in a peščica drugih držav). Temperatura Fahrenheita (°F). lestvica se še vedno uporablja. Pisanje v Nacionalni organizaciji za magnetni laboratorij blog, Tim Murphy pojasnjuje, da "znanstveniki uporabljajo Kelvinovo temperaturno lestvico, ker so želeli temperaturno lestvico, kjer nič odraža popolno odsotnost toplotne energije." Zato pri nič Kelvina (znanem kot absolutna ničla) ni na voljo toplotne energije. Čeprav se Kelvinova lestvica ne uporablja v vsakodnevnem obveščanju javnosti o vremenu ali podnebju, se v veliki meri uporablja v znanstvenih izračunih na mojem področju in mnogih drugih.

Zdaj bi vam moralo biti jasno, da je temperatura -5 stopinj F preprosto konstrukcija neabsolutne lestvice s poljubno referenčno točko 0 (glej zgoraj tvit Carmen Olivares). Celzijeva lestvica uporablja ledišče vode kot to referenco. Glede na spletno stran NASA Glenn ResearchCenter. Fahrenheit je nekoliko bolj zapleten. The spletna stran ugotavlja: "Prvotno je kot ničelno točko uporabil zmrzišče morske vode, zmrzišče čiste vode pa 30 stopinj, zaradi česar je bila temperatura zdrave osebe enaka 96 stopinjam." Spletna stran Nase še pravi, da je bila lestvica prilagojena, "da bi bilo vrelišče čiste vode 212 in zmrzišče čiste vode 32, kar je dalo 180 stopinj med obema referenčnima točkama."

Ok, kaj pa negativne temperature vetra? No, temperatura hlajenja zaradi vetra je tudi zasidrana na iste temperaturne lestvice in pojasnjuje, kakšen je dejansko "občutek", ko upoštevamo temperaturo zraka in veter. Izračun je pravzaprav nekoliko bolj zapleten, kot si mislite. Glede na Nacionalna vremenska služba, se upoštevajo naslednje stvari:

• izračun hitrosti vetra na približno 5 čevljev
• model človeškega obraza
• teorija prenosa toplote
• odpornost kožnega tkiva.

Tabela pretvorbe temperature hlajenja vetra je spodaj. Tukaj je na voljo tudi preprost kalkulator za ohlajanje vetra povezava.