विंड चिल, हीट इंडेक्स और ओसांक कैलकुलेटर

विंड चिल और हीट इंडेक्स कैसे निकालें

यह कैलकुलेटर हवा के तापमान, हवा की चाल और सापेक्ष आर्द्रता से “महसूस होने वाला तापमान” और ओसांक (ड्यू पॉइंट) निकालता है। 50 °F (10 °C) या उससे ठंडे मौसम में, कम से कम 3 mph (4.8 km/h) की हवा के साथ, महसूस होने वाला तापमान अमेरिकी राष्ट्रीय मौसम सेवा (NWS) का विंड चिल है। 80 °F (26.7 °C) से ऊपर यह NWS का हीट इंडेक्स (ऊष्मा सूचकांक) है; बीच में केवल हवा का तापमान। डिफ़ॉल्ट, 20 km/h की हवा और 70% आर्द्रता में 5 °C, 1.1 °C जैसा महसूस होता है, ओसांक −0.02 °C है (परिणाम में एक दशमलव तक 0.0 °C) और हवा शुष्क और आरामदायक है। 15 mph की हवा में 0 °F की हवा −19.4 °F (−28.6 °C) जैसी लगती है।

ओसांक दोनों के साथ दिखता है: वह तापमान जिस पर हवा संतृप्त हो जाएगी, यानी हवा में कितनी नमी है, इसका सीधा माप।

ये पैमाने अमेरिका और कनाडा के हैं। भारत मौसम विज्ञान विभाग (IMD) की लू (हीट वेव) की चेतावनियाँ अपने मानदंडों पर जारी होती हैं, इसलिए यहाँ का हीट इंडेक्स स्तर उनकी जगह नहीं लेता।

विंड चिल का सूत्र (NWS, 2001)

NWS और एनवायरनमेंट ऐंड क्लाइमेट चेंज कनाडा ने मौजूदा सूचकांक 2001 में अपनाया। °F और mph में:

WC = 35.74 + 0.6215T − 35.75V^0.16 + 0.4275TV^0.16

T हवा का तापमान है और V हवा की चाल। 20 mph की हवा में 30 °F के लिए:

1. V^0.16 = 20^0.16 = 1.61497।
2. 35.74 + 0.6215 × 30 = 54.385।
3. 35.75 × 1.61497 = 57.7352, जिसे घटाया जाता है।
4. 0.4275 × 30 × 1.61497 = 20.7120, जिसे जोड़ा जाता है।
5. 54.385 − 57.7352 + 20.7120 = 17.4 °F, यानी −8.1 °C।

कनाडा यही सूचकांक मीट्रिक इकाइयों में प्रकाशित करता है, T °C में और V km/h में:

WC = 13.12 + 0.6215T − 11.37V^0.16 + 0.3965TV^0.16

NWS चार्ट की पूरी सीमा, −45 से 40 °F और 5 से 60 mph, में दोनों रूप 0.1 °C के भीतर मिलते हैं। 20 km/h की हवा में 5 °C के लिए दोनों 1.1 °C देते हैं।

विंड चिल बताता है कि खुली त्वचा कितनी तेज़ी से गर्मी खोती है। हवा ठंडा होने की गति बढ़ाती है, पर किसी वस्तु को हवा के तापमान से नीचे नहीं ले जा सकती: 5 °C की हवा में विंड चिल 1.1 °C हो सकता है, फिर भी पानी का पाइप केवल 5 °C की ओर ही ठंडा होता है।

हीट इंडेक्स का सूत्र (NWS)

NWS का वेदर प्रेडिक्शन सेंटर दो चरणों में चलता है, T °F में और RH प्रतिशत में। पहले स्टेडमैन का सरल सूत्र लगता है, HI = 0.5 × [T + 61 + 1.2(T − 68) + 0.094RH]।

अगर इस परिणाम और T का औसत 80 °F या अधिक हो, तो रॉथफ़ुज़ समाश्रयण (regression) लगता है:

HI = −42.379 + 2.04901523T + 10.14333127RH − 0.22475541T·RH − 0.00683783T² − 0.05481717RH² + 0.00122874T²RH + 0.00085282T·RH² − 0.00000199T²RH²

इसके बाद दो सुधार आते हैं। 80–112 °F पर 13% से कम आर्द्रता में [(13 − RH) ÷ 4] × √[(17 − |T − 95|) ÷ 17] घटाएँ। 80–87 °F पर 85% से अधिक आर्द्रता में [(RH − 85) ÷ 10] × [(87 − T) ÷ 5] जोड़ें।

90 °F और 60% आर्द्रता पर सरल सूत्र 91.52 °F देता है। इसका 90 °F के साथ औसत 90.76 है, इसलिए समाश्रयण लगता है और 99.7 °F (37.6 °C) देता है; NWS चार्ट इसे 100 °F तक पूर्णांकित करता है।

हीट इंडेक्स हल्की हवा वाली छाया की स्थिति बताता है। NWS चार्ट, 80–110 °F, के बाहर के मान बहिर्वेशन हैं, और लगभग 40% से कम आर्द्रता पर यह सूत्र सबसे कमज़ोर है; ऐसे मामलों में कैलकुलेटर चेतावनी दिखाता है।

ओसांक का सूत्र (मैग्नस)

T को °C में लेकर, अल्दुखोव–एस्क्रिज के स्थिरांकों 17.625 और 243.04 °C वाला मैग्नस सूत्र देता है:

γ = ln(RH ÷ 100) + 17.625T ÷ (243.04 + T), फिर Td = 243.04γ ÷ (17.625 − γ)

25 °C और 60% पर: γ = −0.51083 + 1.64388 = 1.13305, और Td = 243.04 × 1.13305 ÷ 16.49195 = 16.7 °C (62.1 °F)। 100% आर्द्रता पर ओसांक हवा के तापमान के बराबर होता है।

ओसांक नमी को सापेक्ष आर्द्रता से बेहतर पकड़ता है, क्योंकि सापेक्ष आर्द्रता तापमान के साथ बदलती रहती है। 16.7 °C ओसांक वाली हवा 20 °C पर 81%, 25 °C पर 60% और 30 °C पर 45% आर्द्रता दिखाती है। मानसून की उमस भरी दोपहर में आर्द्रता का प्रतिशत गिरता दिख सकता है, जबकि ओसांक लगभग वही रहता है।

NWS ला क्रॉस कार्यालय 55 °F (12.8 °C) या कम ओसांक को शुष्क और आरामदायक, 55–65 °F को चिपचिपा, और 65 °F (18.3 °C) या अधिक को दमघोंटू कहता है।

0 °C से नीचे यह सूत्र तरल पानी के ऊपर का ओसांक देता है; बर्फ़ के ऊपर का तुषारांक (फ़्रॉस्ट पॉइंट) थोड़ा ऊँचा होता है।

विंड चिल और हीट इंडेक्स के उदाहरण

50 °F वाली दोनों पंक्तियाँ हवा की कट-ऑफ़ दिखाती हैं। 3 mph पर सूत्र लागू होता है और 49.7 °F देता है; 2.99 mph पर लागू नहीं होता, इसलिए हवा का तापमान ही रहता है।

अंतिम पंक्ति के 12.4274 mph 20 km/h हैं। हीट इंडेक्स में हवा का कोई पद नहीं है, और विंड चिल में आर्द्रता का कोई पद नहीं।

शीतदंश का समय और गर्मी के ख़तरे के स्तर

एनवायरनमेंट ऐंड क्लाइमेट चेंज कनाडा विंड चिल के अनुसार खुली त्वचा के लिए ये जोखिम बताता है:

• −10 °C से ऊपर: शीतदंश (फ़्रॉस्टबाइट) का कम जोखिम।
• −10 °C से −27 °C: मध्यम जोखिम; देर तक खुले में रहने पर हाइपोथर्मिया।
• −28 °C से: त्वचा 10 से 30 मिनट में जम सकती है।
• −40 °C से: 5 से 10 मिनट।
• −48 °C से: 2 से 5 मिनट।
• −55 °C से: 2 मिनट से कम।

40 km/h की हवा में −10 °C की हवा का विंड चिल −20.7 °C है, मध्यम जोखिम वाली पट्टी में। लद्दाख या स्पीति जैसे ऊँचे ठंडे इलाकों की सर्दियों में यही पट्टियाँ काम की हैं।

NWS के हीट इंडेक्स स्तर 80 °F (26.7 °C) पर सावधानी, 90 °F (32.2 °C) पर अत्यधिक सावधानी, 103 °F (39.4 °C) पर ख़तरा और 125 °F (51.7 °C) पर अत्यधिक ख़तरा से शुरू होते हैं।

50% आर्द्रता के साथ 35 °C की हवा का हीट इंडेक्स 40.7 °C (105.2 °F) है, ख़तरे वाली पट्टी में।

आम ग़लतियाँ

• हवा की इकाइयाँ मिलाना। 20 mph 32.2 km/h है। पूर्वानुमान के 20 km/h को 20 mph भर देने पर 5 °C की हवा का विंड चिल 1.1 °C से −0.1 °C हो जाता है।
• चेहरे की ऊँचाई पर नापी हवा लेना। सूत्र मौसम रिपोर्ट वाली 10 m (33 ft) ऊँचाई की हवा मानता है।
• हीट इंडेक्स को धूप का तापमान समझना। यह छाया का मान है; NWS के अनुसार पूरी धूप इसमें 15 °F (8.3 °C) तक जोड़ सकती है।
• कनाडा के पूर्वानुमानों से तुलना। कनाडा विंड चिल केवल 0 °C या उससे ठंडे में और 5 km/h या अधिक हवा पर बताता है, और गर्मियों में ह्यूमिडेक्स प्रकाशित करता है, एक अलग सूत्र जिसके अंक एक ही मौसम के लिए हीट इंडेक्स से अलग आते हैं।
• उमस को सापेक्ष आर्द्रता से आँकना। 10 °C और 90% की हवा का ओसांक 8.4 °C है, शुष्क और आरामदायक; 30 °C और 50% की हवा का ओसांक 18.4 °C है, दमघोंटू।

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ऊँचाई पर दाब, वायु घनत्व और पानी के क्वथनांक के लिए ऊँचाई पर वायुदाब कैलकुलेटर देखें। किसी एक माप को दूसरे पैमाने में बदलने के लिए तापमान परिवर्तक देखें।