Ето защо температурите на въздуха или студения вятър могат да бъдат отрицателни

В момента пиша това от района на Атланта и е студено. Всъщност текущата температура в къщата ми е 9 градуса F, а вятърът е приблизително 24 mph. Това означава, че навън се чувства като -5 градуса F. Но какво всъщност означава отрицателна температура? В края на краищата никога не чувате някой да казва, че тежи -45 паунда или че консумира -2 галона вода. Ето кратка малка научна „101“, тъй като голяма част от страната издържа на брутално студен въздух и студени температури на вятъра.

Първо, нека започнем с основите. температура се дефинира от речника на Американското метеорологично дружество (AMS) като „Количеството, измерено с термометър...молекулярно кинетична енергия….” Това наистина е мярка за енергията, свързана с молекулярното движение. Това е правилното определение „физика-атмосферни науки“. Въпреки това определението от Британика онлайн дава улики защо имаме отрицателни стойности на температурата на въздуха или студения вятър. Тази дефиниция на Британика гласи, че температурата е „мярка за горещина или студенина, изразена чрез някое от няколко случаен мащаби и указващи посоката, в която топлина енергия ще тече спонтанно – т.е. от по-горещо тяло (едно с по-висока температура) към по-студено тяло (едно с по-ниска температура).“

Ключовите думи в речника на Британика са „произволни мащаби“. По-голямата част от света използва Целзий (° C) температурна скала, но тук, в САЩ (и a шепа на други страни) на Температура по Фаренхайт (°F). все още се използва мащаб. Писане в Национална магнитна лаборатория блог, Тим Мърфи обяснява, че „Температурната скала на Келвин се използва от учените, защото те искаха температурна скала, където нулата отразява пълното отсъствие на топлинна енергия.“ Следователно при нула Келвин (известна като абсолютна нула) няма налична топлинна енергия. Въпреки че не се използва в ежедневната комуникация за времето или климата с обществеността, скалата на Келвин се използва широко в научни изчисления в моята област и много други.

Сега трябва да ви е ясно, че температура от -5 градуса F е просто конструкция на неабсолютна скала с произволна референтна точка 0 (вижте туита на Кармен Оливарес по-горе). Скалата по Целзий използва точката на замръзване на водата като тази референция. Според уебсайта на NASA Glenn ResearchCenter. Фаренхайт е малко по-сложен. The уебсайт отбелязва: „Първоначално се използва точката на замръзване на морската вода като нулева точка и точката на замръзване на чистата вода като 30 градуса, което прави температурата на здрав човек равна на 96 градуса.“ Уебсайтът на НАСА продължава да казва, че скалата е коригирана, „За да направи точката на кипене на чистата вода 212 и точката на замръзване на чистата вода 32, което дава 180 градуса между двете референтни точки.“

Добре, какво ще кажете за отрицателните температури на охлаждане от вятъра? Е, температурата на охлаждане от вятър също е закотвена към същите температурни скали и обяснява какво всъщност се „усеща“, когато се вземат предвид температурата на въздуха и вятърът. Изчислението всъщност е малко по-сложно, отколкото си мислите. Според Националната метеорологична служба, се вземат предвид следните неща:

• изчисляване на скоростта на вятъра при приблизително 5 фута
• модел на човешко лице
• теория за пренос на топлина
• устойчивост на кожната тъкан.

Таблицата за преобразуване на температурата на охлаждане от вятъра е по-долу. Тук също е наличен прост калкулатор за охлаждане на вятъра връзка.