Her er hvorfor luft- eller vindkjøletemperaturer kan være negative

Jeg skriver dette fra Atlanta-området akkurat nå, og det er kaldt. Faktisk er den nåværende temperaturen i huset mitt 9 grader F og vinden er omtrent 24 mph. Det betyr at det føles som -5 grader F ute. Men hva betyr egentlig en negativ temperatur? Tross alt hører du aldri noen si at de veier -45 pund eller at de bruker -2 liter vann. Her er en rask liten vitenskap "101" siden store deler av landet tåler brutalt kald luft og vindkjøletemperaturer.

Først, la oss starte med det grunnleggende. Temperatur er definert av American Meteorological Society (AMS) ordliste som "Mengden målt av et termometer ... molekylært kinetisk energi….” Det er egentlig et mål på energien forbundet med molekylær bevegelse. Det er den riktige definisjonen av "fysikk-atmosfæriske vitenskaper". Imidlertid er definisjonen av Britannica på nett gir ledetråder om hvorfor vi har negative temperaturverdier for luft eller vind. Den Britannica-definisjonen sier at temperatur er et: "Mål på varme eller kulde uttrykt i en av flere vilkårlig skalaer og angir i hvilken retning hete energi vil spontant strømme – dvs. fra en varmere kropp (en ved en høyere temperatur) til en kaldere kropp (en ved en lavere temperatur).»

Nøkkelordene i Britannica-ordbokoppføringen er "vilkårlige skalaer." Det meste av verden bruker Celsius (° C) temperaturskala, men her i USA (og en håndfull fra andre land) den Fahrenheit (°F) temperatur skalaen brukes fortsatt. Skrive i en nasjonal magnetisk laboratorieorganisasjon blog, forklarer Tim Murphy at "Kelvin-temperaturskalaen brukes av forskere fordi de ønsket en temperaturskala der null reflekterer det fullstendige fraværet av termisk energi." Derfor er det ingen termisk energi tilgjengelig ved null Kelvin (kjent som absolutt null). Selv om den ikke brukes i daglig vær- eller klimakommunikasjon til publikum, brukes Kelvin-skalaen mye i vitenskapelige beregninger innenfor mitt felt og mange andre.

Det skal nå være tydelig for deg at en temperatur på -5 grader F ganske enkelt er en konstruksjon av en ikke-absolutt skala med et vilkårlig 0-referansepunkt (se Carmen Olivares tweet ovenfor). Celsius-skalaen bruker frysepunktet til vann som referanse. I følge et nettsted fra NASA Glenn ResearchCenter. Fahrenheit er litt mer komplisert. De nettsted bemerker: "Den brukte opprinnelig frysepunktet til sjøvann som nullpunkt og frysepunktet for rent vann som 30 grader, noe som gjorde at temperaturen til en frisk person ble lik 96 grader." NASA-nettstedet fortsetter med å si at skalaen ble justert, "For å gjøre kokepunktet for rent vann 212 og frysepunktet for rent vann 32, som ga 180 grader mellom de to referansepunktene."

Ok, så hva med negative vindkjøletemperaturer? Vel, vindavkjølingstemperatur er også forankret til de samme temperaturskalaene og står for hvordan det faktisk "føles" når lufttemperatur og vind vurderes. Regnestykket er faktisk litt mer komplisert enn du kanskje tror. Ifølge National Weather Service, vurderes følgende:

• vindhastighetsberegning ved omtrent 5 fot
• en menneskelig ansiktsmodell
• varmeoverføringsteori
• hudvevsmotstand.

Konverteringsdiagrammet for vindkjølingstemperatur er nedenfor. En enkel vindavkjølingskalkulator er også tilgjengelig på denne link.