طبيعة وبيئة

حرارة الهواء ومؤشر برودة الرياح:هل الرقم المحسوس حرارة سطح؟

أربع بطاقات أصلية:هواء5درجات مئوية، ورياح60كم/ساعة كمدخلين مختارين، ومؤشرNWSنحو−2درجة بعد الحساب، وحرارة سطح غير معطاة
حساب تعليمي من مدخلات اخترناها، لا قياسات أو توقع مدينة. حرارة السطح بقيت غير معطاة، ولا يحدد الرسم أثرًا صحيًا أو صقيعًا فعليًا.

معنى مؤشر برودة الرياح مقارنة بحرارة الهواء يبدأ بتحديد ما يصفه كل رقم. حرارة الهواء شيء، والمؤشر الذي يلخص أثر البرد والرياح في فقد الحرارة من الجلد المكشوف شيء آخر. لا تنقل المؤشر مباشرة إلى خانة حرارة سطح جسم.

نختار في المثال حرارة هواء 5 درجات مئوية ورياحًا 60 كم/ساعة، ونطبق صيغة NWS فتعطي نحو−1.8 درجة، أي قرابة−2 بعد التقريب. هذه مدخلات وحساب تعليميان، وليسا رصدًا أو توقعًا لمدينة في يوم معين.

الخلاصة السريعة

مؤشر برودة الرياح مبني على فقد الحرارة من الجلد بسبب البرد والرياح. [1] ليس قراءة مباشرة لحرارة الهواء أو لحرارة كل سطح حولك؛ حدد اسم الخانة قبل تفسير الرقم.

  • في المثال اخترنا هواء 5 درجات مئوية ورياح 60 كم/ساعة. بصيغة المصدر نحصل على نحو−1.8 درجة مئوية، ونقربه إلى−2 درجة مئوية. حرارة السطح لم نعطها قيمة.
  • للصيغة مجال استعمال محدد:حرارة عند 50 درجة فهرنهايت أو أقل ورياح أعلى من 3 أميال/ساعة. [1] مدخلات مثالنا ضمنه، ولا نجعلها طريقة لكل رقم محسوس في كل تطبيق.
  • الرياح تسرع تبريد الجسم غير الحي نحو حرارة الهواء، بحسب شرح NWS. [1]
  • في نموذجنا جسم جاف أدفأ من هواء ثابت 5 درجات مئوية، دون فقد حراري آخر؛ لا نستبدل اتجاه تبريده نحو الهواء بالمؤشر−2.
  • قد يكون سطح أبرد من الهواء بسبب طرق أخرى لفقد الحرارة، مثل التبريد الليلي بالإشعاع الذي يشرحه Met Office. [2] لذلك لا يحسم النموذج السابق حالة كل سطح فعلي.
  • وجود قراءة هواء فوق الصفر لا يمنح وحده حكمًا عن الصقيع على سطح؛ يميز المصدر الصقيع الأرضي عن صقيع الهواء. [2] لا نستنتج حرارة السطح من المؤشر أو من خانة الهواء وحدها.
  • اقرأ الوحدة والطريقة والسياق. المثال لا يحدد خطرًا صحيًا أو زمن تعرض أو حالة طريق أو ضرر نبات، ولا يقدم توقعًا فعليًا.

المؤشر لا يعيد تعريف حرارة الهواء

تصف NWS المؤشر بأنه مبني على معدل فقد الحرارة من الجلد المكشوف بفعل البرد والرياح. [1]

لهذا لا نكتب أن ميزان حرارة الهواء أعطى−2 في مثالنا؛ المدخل الذي وضعناه له 5 درجات مئوية. الرقم الآخر ناتج حساب يجمع هذا المدخل مع سرعة الرياح في الطريقة المحددة.

إذا ظهرت خانتان في تقرير أو تطبيق، فاحتفظ باسميهما مع القيمتين. قولك الحرارة−2 دون تمييز الخانة قد يجعل القارئ يظن أنها قراءة الهواء، ثم يقارنها بمعلومة تخص نوعًا مختلفًا من درجات الحرارة.

ثلاث قيم معلومة وخانة لم نملأها

مدخلاتنا المختارة هي 5 درجات مئوية و 60 كم/ساعة. حولنا الوحدتين إلى فهرنهايت وأميال/ساعة لتطبيق الصيغة المنشورة، فكانت نتيجة المؤشر نحو−1.828 درجة مئوية، نقربها في البطاقة إلى−2.

مجال الصيغة عند 50 درجة فهرنهايت أو أقل، ورياح أكثر من 3 أميال/ساعة. [1]

في المثال تعادل حرارة الهواء 41 فهرنهايت، وتعادل سرعة الرياح نحو 37.28 ميلًا/ساعة، فتقع المدخلات داخل هذا المجال.

أما حرارة السطح فلم نقسها أو نحسبها. وضعنا في بطاقتها غير معطاة. وجود خانات رقمية أخرى لا يمنحنا قراءة لهذه الخانة، ولا يجعل اختيار−2 بدل 5 إكمالًا صحيحًا للبيانات المفقودة.

الخانة في المثالالقيمةكيف حصلنا عليها؟
حرارة الهواء5 درجات مئويةمدخل اخترناه
سرعة الرياح60 كم/ساعةمدخل اخترناه
مؤشر برودة الرياحنحو−2 درجة مئويةناتج الصيغة بعد التقريب
حرارة سطح معينغير معطاةلا توجد قراءة سطح في المثال

الريح تغير سرعة التبريد في النموذج المحدود

يوضح شرح NWS أن أثر الرياح في الجسم غير الحي هو تبريده أسرع نحو حرارة الهواء الفعلية، لا إلى قيمة المؤشر. [1]

للتوضيح، نفترض جسمًا جافًا حرارته أولًا 12 درجة، وهواءً ثابتًا عند 5 درجات، مع تبادل حراري مع الهواء وحده. في هذا النموذج تساعد الرياح على التبريد نحو 5؛ لا تجعلنا نكتب أن الجسم سيصل إلى−2 بسبب المؤشر الذي حسبناه.

ثبتنا هذه الشروط عمدًا كي نبين معنى العبارة. لم نعط زمنًا للتبريد أو خواص جسم محدد، ولم نقدم قياسًا لسيارة أو أنبوب أو ورقة نبات. تغير هذه المعلومات أو دخول فقد حراري آخر يجعل السؤال الفعلي أوسع من النموذج.

لماذا لا يحسم ذلك حرارة الأرض أو الصقيع؟

يشرح Met Office أن الأسطح قد تفقد طاقة ليلًا وتصبح أبرد من الهواء، وأن صقيع الأرض قد يوجد مع حرارة هواء فوق الصفر. [2]

إذن يمكن فهم عبارتي التبريد نحو الهواء والتبريد الليلي للأسطح معًا إذا حافظت على شروط كل منهما. الأولى في نموذجنا للريح وتبادل الحرارة مع الهواء فقط، والثانية تتضمن مسارًا آخر لفقد الطاقة؛ لا نلغي هذا المسار في الواقع لأن نموذجنا لم يتضمنه.

ولا نستعمل بيانات 5 و−2 حكمًا على وجود صقيع في مكان فعلي. لم نحدد حرارة الأرض أو السطح ورطوبته أو ظروفه. الصورة تشرح وظيفة الخانات، ولا تحول خانة غير معطاة إلى إعلان عن حالة سطح لم نصفه.

مراجعة سريعة لبطاقة الطقس

ابدأ باسم الرقم ووحدته:حرارة الهواء أم مؤشر برودة الرياح؟ ثم راجع الطريقة التي تبني المؤشر والوقت والمكان اللذين تنتمي إليهما البيانات الفعلية. لا تنقل مثالنا إلى رقم محسوس آخر دون معرفة طريقة حسابه.

وإذا كان سؤالك عن جسم أو سطح بعينه، فاحتفظ بأن حرارته معلومة أخرى تحتاج إلى بيانات أو نموذج يناسبه. المثال الجاف المحدود يوضح أثر الريح وحدها، لكنه لا يستبدل كل طرق انتقال الحرارة بقاعدة واحدة.

في النهاية تستطيع أن تقول:حسبنا مؤشرًا من مدخلين مختارين، وأبقينا حرارة السطح غير معطاة. هذا أدق من جعل كل الأرقام درجات حرارة مقاسة للشيء نفسه، ولا يمنحنا من المثال حكمًا على صحة شخص أو حالة طريق أو حماية محصول.

المصادر ومتابعة القراءة

  1. NWS:تعريف برودة الرياح وصيغتها وحدودها وأثرها في الأجسام (يفتح في نافذة جديدة)weather.gov
  2. Met Office:حرارة الأسطح ليلًا والفرق بين صقيع الهواء والأرض (يفتح في نافذة جديدة)weather.metoffice.gov.uk

أُعدّ هذا المقال بصياغة عربية أصلية بالاستناد إلى المصادر أعلاه، وهو مدخل تمهيدي إلى الموضوع. اقرأ منهجية المحتوى وحدوده.