Calculadora de sensación térmica, índice de calor y punto de rocío

Cómo se calculan la sensación térmica por viento y el índice de calor

La calculadora devuelve una sola sensación térmica y dice qué índice la produjo. A 50 °F (10 °C) o menos, con viento de al menos 3 mph (4,8 km/h), aplica la sensación térmica por viento del Servicio Meteorológico Nacional de Estados Unidos (NWS). Desde 80 °F (26,7 °C) aplica el índice de calor del NWS. Entre ambos umbrales, o con viento más flojo, la sensación es la temperatura del aire. Junto a ella calcula el punto de rocío, la temperatura a la que el aire se saturaría, que mide directamente cuánta humedad contiene.

Con los valores iniciales, 5 °C, viento de 20 km/h y 70 % de humedad, el índice utilizado es la sensación térmica por viento: 1,1 °C (34,0 °F), con riesgo bajo de congelación. El punto de rocío es −0,02 °C y la humedad se califica como seca y agradable. En un caso más frío, aire a 0 °F con viento de 15 mph se siente como −19,4 °F (−28,6 °C).

Fórmula de la sensación térmica por viento (NWS, 2001)

El NWS y el servicio meteorológico de Canadá adoptaron el índice actual en 2001. En °F y mph:

WC = 35,74 + 0,6215T − 35,75V^0,16 + 0,4275TV^0,16

T es la temperatura del aire y V la velocidad del viento. Para 30 °F con viento de 20 mph:

1. V^0,16 = 20^0,16 = 1,61497.
2. 35,74 + 0,6215 × 30 = 54,385.
3. 35,75 × 1,61497 = 57,7352, que se resta.
4. 0,4275 × 30 × 1,61497 = 20,7120, que se suma.
5. 54,385 − 57,7352 + 20,7120 = 17,4 °F, es decir, −8,1 °C.

Canadá publica el mismo índice en unidades métricas, con T en °C y V en km/h:

WC = 13,12 + 0,6215T − 11,37V^0,16 + 0,3965TV^0,16

En todo el rango de la tabla del NWS, de −45 a 40 °F y de 5 a 60 mph, las dos versiones coinciden con una diferencia inferior a 0,1 °C. Para 5 °C y 20 km/h, ambas dan 1,1 °C.

Este índice mide la rapidez con que la piel expuesta pierde calor. El viento acelera el enfriamiento, pero no puede llevar un objeto por debajo de la temperatura del aire: con aire a 5 °C la sensación puede ser de 1,1 °C, y aun así una tubería de agua solo se enfría hacia 5 °C.

Fórmula del índice de calor (NWS)

El Centro de Predicción Meteorológica del NWS trabaja en dos etapas, con T en °F y la humedad relativa HR en porcentaje. Primero aplica la fórmula simple de Steadman, HI = 0,5 × [T + 61 + 1,2(T − 68) + 0,094HR].

Si la media entre ese resultado y T es de 80 °F o más, pasa a la regresión de Rothfusz:

HI = −42,379 + 2,04901523T + 10,14333127HR − 0,22475541T·HR − 0,00683783T² − 0,05481717HR² + 0,00122874T²HR + 0,00085282T·HR² − 0,00000199T²HR²

Después hay dos correcciones. Con humedad inferior al 13 % y temperaturas de 80 a 112 °F se resta [(13 − HR) ÷ 4] × √[(17 − |T − 95|) ÷ 17]. Con humedad superior al 85 % y temperaturas de 80 a 87 °F se suma [(HR − 85) ÷ 10] × [(87 − T) ÷ 5].

A 90 °F y 60 % de humedad, la fórmula simple da 91,52 °F. La media con 90 °F es 90,76, así que se aplica la regresión, que da 99,7 °F (37,6 °C); la tabla del NWS lo redondea a 100 °F.

El índice de calor describe la sensación a la sombra con viento suave. Los valores fuera de la tabla del NWS, de 80 a 110 °F, son extrapolaciones, y el ajuste es más débil por debajo de un 40 % de humedad.

Fórmula del punto de rocío (Magnus)

Con T en °C, la fórmula de Magnus con las constantes de Alduchov y Eskridge, 17,625 y 243,04 °C, da:

γ = ln(HR ÷ 100) + 17,625T ÷ (243,04 + T) y después Td = 243,04γ ÷ (17,625 − γ)

A 25 °C y 60 %: γ = −0,51083 + 1,64388 = 1,13305, y Td = 243,04 × 1,13305 ÷ 16,49195 = 16,7 °C (62,1 °F). Con un 100 % de humedad, el punto de rocío coincide con la temperatura del aire.

El punto de rocío sigue la humedad mejor que la humedad relativa, que cambia cada vez que cambia la temperatura. Un aire con punto de rocío de 16,7 °C marca un 81 % de humedad a 20 °C, un 60 % a 25 °C y un 45 % a 30 °C.

La oficina del NWS en La Crosse considera seco y agradable un punto de rocío de 55 °F (12,8 °C) o menos, pegajoso entre 55 y 65 °F y sofocante desde 65 °F (18,3 °C).

Por debajo de 0 °C, la fórmula da el punto de rocío sobre agua líquida; el punto de escarcha sobre hielo es algo más alto.

Ejemplos de sensación térmica por viento e índice de calor

Las dos filas de 50 °F muestran el límite del viento. Con 3 mph la fórmula se aplica y da 49,7 °F; con 2,99 mph ya no se aplica y la sensación es la temperatura del aire.

Las 12,4274 mph de la última fila equivalen a 20 km/h. El viento no interviene en el índice de calor, y la humedad no interviene en la sensación térmica por viento.

Tiempos de congelación y niveles de peligro por calor

El servicio meteorológico de Canadá asocia estos riesgos para la piel expuesta a cada valor de sensación térmica por viento:

• De 0 a −9 °C: riesgo bajo; algo más de incomodidad.
• De −10 a −27 °C: riesgo moderado de hipotermia y congelación tras mucho tiempo al aire libre sin protección.
• De −28 a −39 °C: la piel puede congelarse en 10 a 30 minutos.
• De −40 a −47 °C: en 5 a 10 minutos.
• De −48 a −54 °C: en 2 a 5 minutos.
• Desde −55 °C: en menos de 2 minutos.

El mismo servicio advierte de que, con viento sostenido de más de 50 km/h, la congelación puede llegar antes de lo indicado. Aire a −10 °C con viento de 40 km/h da una sensación de −20,7 °C, en la franja moderada.

Los niveles del índice de calor del NWS empiezan en 80 °F (26,7 °C) para precaución, 90 °F (32,2 °C) para precaución extrema, 103 °F (39,4 °C) para peligro y 125 °F (51,7 °C) para peligro extremo.

Aire a 35 °C con un 50 % de humedad tiene un índice de calor de 40,7 °C (105,2 °F), dentro de la franja de peligro.

Errores frecuentes

• Confundir las unidades del viento. 20 mph son 32,2 km/h. Si un pronóstico de 20 km/h se introduce como 20 mph, la sensación térmica de un aire a 5 °C pasa de 1,1 °C a −0,1 °C.
• Usar un viento medido a la altura de la cara. La fórmula espera el viento a 10 m (33 ft) que dan los partes meteorológicos.
• Leer el índice de calor como temperatura al sol. Es un valor de sombra; el NWS indica que el sol directo puede subirlo hasta 15 °F (8,3 °C).
• Comparar con los pronósticos canadienses. Canadá incluye la sensación térmica por viento en el pronóstico cuando la temperatura está bajo cero y el viento alcanza 5 km/h. En verano publica el humidex, una fórmula distinta cuyos valores no coinciden con el índice de calor para el mismo tiempo.
• Juzgar el bochorno por la humedad relativa. Aire a 10 °C y 90 % tiene un punto de rocío de 8,4 °C, seco y agradable; aire a 30 °C y 50 % tiene un punto de rocío de 18,4 °C, sofocante.

Calculadoras relacionadas

Para la presión, la densidad del aire y el punto de ebullición del agua en altura, usa la calculadora de presión atmosférica por altitud. Para convertir una lectura entre escalas, usa el conversor de temperatura.