Ось чому температура повітря або вітру може бути негативною

Я зараз пишу це з району Атланти, і зараз холодно. Насправді зараз температура в моєму домі становить 9 градусів F, а швидкість вітру приблизно 24 милі на годину. Це означає, що на вулиці відчуття -5 градусів F. Але що насправді означає негативна температура? Зрештою, ви ніколи не чуєте, щоб хтось казав, що вони важать -45 фунтів або що вони споживають -2 галони води. Ось короткий науковий «101», оскільки більша частина країни витримує жахливо холодне повітря та морозний вітер.

Спочатку почнемо з основ. температура визначено глосарієм Американського метеорологічного товариства (AMS) як «кількість, виміряна термометром... молекулярна кінетична енергія…». Це дійсно міра енергії, пов’язаної з рухом молекул. Це правильне визначення «фізики та атмосферних наук». Проте визначення за Британіка онлайн надає підказки щодо того, чому ми маємо від’ємні значення температури повітря чи вітру. У цьому визначенні Britannica сказано, що температура — це «міра гарячості або холоду, виражена в термінах будь-якої з кількох довільний масштабів і вказує напрямок, в якому тепло енергія буде спонтанно перетікати, тобто від більш гарячого тіла (з більш високою температурою) до більш холодного тіла (з нижчою температурою)».

Ключові слова в статті словника Britannica — «довільні масштаби». Більшість країн світу використовує Цельсій (° C) температурної шкали, але тут, у США (і a жменя інших країн). Температура за Фаренгейтом (°F). масштаб все ще використовується. Написання в Національній організації магнітної лабораторії блозіТім Мерфі пояснює, що «температурна шкала Кельвіна використовується вченими, тому що вони хотіли температурної шкали, де нуль відображає повну відсутність теплової енергії». Тому при нульовому значенні Кельвіна (відомому як абсолютний нуль) теплова енергія відсутня. Хоча шкала Кельвіна не використовується в повсякденному сповіщенні громадськості про погоду чи клімат, вона широко використовується в наукових розрахунках у моїй галузі та багатьох інших.

Тепер вам повинно бути зрозуміло, що температура -5 градусів за Фаренгейтом є просто побудовою неабсолютної шкали з довільною нульовою контрольною точкою (див. твіт Кармен Оліварес вище). Шкала за Цельсієм використовує точку замерзання води як цей орієнтир. Про це повідомляє сайт NASA Glenn ResearchCenter. Фаренгейт трохи складніший. The сайт зазначає: «Спочатку точка замерзання морської води використовувалася як нульова точка, а точка замерзання чистої води — 30 градусів, що робило температуру здорової людини рівною 96 градусам». Далі на веб-сайті NASA йдеться, що шкалу було скориговано, «щоб зробити температуру кипіння чистої води 212 і точку замерзання чистої води 32, що давало 180 градусів між двома контрольними точками».

Гаразд, а як щодо негативних температур вітру? Що ж, температура охолодження вітром також прив’язана до тих самих температурних шкал і пояснює те, що вона насправді «відчуває», коли враховувати температуру повітря та вітер. Розрахунок насправді дещо складніший, ніж ви думаєте. Відповідно з Національна служба погоди, розглядаються такі речі:

• розрахунок швидкості вітру на висоті приблизно 5 футів
• модель людського обличчя
• теорія теплопередачі
• стійкість тканин шкіри.

Нижче наведено діаграму перетворення температури холодного вітру. Тут також доступний простий калькулятор холоду від вітру link.