湿球温度计算器

计算湿球球温度(WBGT)并评估热应激风险等级。该湿球计算器使用干球温度、相对湿度和大气压力,为户外活动、运动员、建筑工人和接触热环境的职业人群确定热舒适性和安全性。

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关于湿球温度

什么是湿球温度

湿球温度是当温度计用湿布包裹并暴露于气流中时能达到的最低温度。它代表温度和湿度对人体热舒适性和热应激的综合影响。湿球温度对于评估运动员、户外工作者和军事人员的热相关疾病风险至关重要。

理解湿球温度

湿球温度衡量蒸发的冷却效果。当水分从湿润表面蒸发时,它吸收热量,降低温度。在干燥条件下,湿球温度明显低于干球温度。在潮湿条件下,湿球接近干球温度,减少了蒸发冷却,增加了热应激风险。

影响湿球温度的关键因素

  • 干球温度:更高的空气温度会提高湿球温度
  • 相对湿度:更高的湿度会降低蒸发冷却,提高湿球温度
  • 大气压力:海拔高度影响蒸发速率和湿球温度计算
  • 空气运动:风增强蒸发,降低湿球温度
  • 辐射:太阳辐射加热湿润表面,影响测量
  • 衣着:隔热衣服降低蒸发冷却的有效性
  • 活动强度:运动产生代谢热,增加热应激
  • 热适应:适应热的人群对更高的湿球温度的耐受性更好

为什么湿球温度很重要

湿球温度是衡量人体热应激的最准确指标。它决定了户外活动是否安全或应该被限制。高湿球温度表示身体无法通过出汗进行冷却的条件,冒着中暑和热衰竭的风险。军事、体育和职场安全项目使用湿球温度阈值来保护人员安全。

如何使用湿球温度计算器

此计算器使用Stull公式从易于测量的参数估算湿球温度。输入您的天气条件以快速确定热应激等级和活动安全性。

分步说明

  1. 1测量或获得您偏好单位的干球温度(°C或°F)
  2. 2确定相对湿度百分比(0-100%)
  3. 3输入大气压力(如果已知),否则使用海平面1013.25 hPa
  4. 4为您的位置选择正确的温度单位
  5. 5选择与您参考相匹配的大气压力单位
  6. 6点击计算以计算湿球温度
  7. 7查看湿球温度结果
  8. 8检查热应激等级的颜色和描述
  9. 9根据您的情况阅读活动建议
  10. 10如需记录保存,将结果导出为CSV

准确计算的有用提示

  • 使用通风温度计获得准确的干球温度读数
  • 使用校准的湿度计测量湿度以获得准确性
  • 在热事件期间每15-30分钟更新一次计算
  • 通过使用当地大气压力来解释海拔高度
  • 记住湿球温度比热指数更准确地反映热应激
  • 考虑为直接日照暴露增加2-3°C
  • 使用特定于您的活动的湿球温度阈值
  • 监测个人是否有热衰竭症状,无论计算结果如何
  • 根据热适应状态调整活动限制
  • 无论热应激等级如何,保持补水协议

湿球温度的应用

湿球温度对多个部门的热安全管理至关重要。它为活动限制和医疗反应协议提供客观标准。

运动训练和体育

教练和运动训练师使用湿球温度来修改训练强度和持续时间。体育组织制定强制性协议,在特定湿球温度阈值处限制活动,以防止运动员热相关疾病。

例子: 训练修改、液体替换协议、强制休息期、热病预防、运动竞赛安全

军事行动

军事部队使用湿球温度建立作战负荷限制、运动时间限制和强制休息恢复循环。在野外训练和行动中,热伤亡预防至关重要。

例子: 训练强度控制、作战负荷管理、休息计划、热伤亡预防、作战规划

职业安全

建筑、制造、农业和户外行业的雇主使用湿球温度标准来保护员工安全。OSHA和其他监管机构参考湿球温度阈值来确定工作场所安全要求。

例子: 工作休息时间表、强制补水休息、设备修改、医疗监护、危害沟通

公共卫生和应急响应

公共卫生机构使用湿球温度预报发布热警告并激活冷却中心协议。应急响应者使用湿球温度数据为热事件期间进行资源规划。

例子: 热警告系统、冷却中心激活、脆弱人群外展、医院准备、应急协调

医疗监护

临床医生和职业卫生提供者使用湿球温度来指导热暴露工作者的监测频率。当湿球温度超过临界阈值时,医疗监护增加。

例子: 班前医学筛查、生命体征监测、热病诊断、治疗指导、复工决定

研究和分析

研究人员使用湿球温度数据来研究热应激生理学、验证安全协议,并开发改进的热病预防策略。

例子: 热舒适性研究、安全协议验证、气候影响评估、预防策略开发、职业卫生研究

湿球温度公式

湿球温度使用基于干球温度和相对湿度的近似公式计算。Stull公式为实际应用提供准确的估计。

Stull近似公式

Tw = T * arctan(0.151977 * sqrt(RH + 8.313659)) + arctan(T + RH) - arctan(RH - 1.676331) + 0.00391838 * (RH)^1.5 * arctan(0.023101 * RH) - 4.686035

变量定义

  • Tw:湿球温度(°C)(结果)
  • T:干球温度(°C)
  • RH:相对湿度百分比(0-100%)
  • arctan:反正切函数(弧度)
  • sqrt:平方根函数
  • ^:指数运算符
  • 常数:Stull公式经验系数,精确度经过改进
  • 大气压力:如需要,通过海拔高度调整间接使用

此计算器还使用Rothfusz回归公式计算热指数,适用于湿球温度超过26.7°C且湿度超过40%的条件。在职业和运动背景中,湿球温度是热应激评估的首选指标。

影响湿球温度的因素

多个环境和生理因素影响湿球温度和热应激。理解这些因素有助于优化活动安全协议。

干球温度

实际空气温度对湿球温度的影响最直接。随着干球温度升高,湿球温度成比例上升,增加热应激风险。温度以摄氏度或华氏度为单位测量。

相对湿度

湿度通过降低蒸发冷却效果显著影响湿球温度。高湿度意味着空气已经含有大量水分,限制了身体通过出汗和汗液蒸发冷却的能力。

大气压力

大气压力影响饱和水蒸气压和蒸发速率。海平面与高海拔地区的高压力影响蒸发可提供的冷却程度,影响湿球温度计算和热应激评估。

风速和空气运动

空气运动增强蒸发冷却,降低湿球温度。静止的空气减少蒸发,增加热应激,而风可以通过改进冷却显著降低热应激风险。

太阳辐射

直射阳光除了空气温度影响外还增加热应激。晴朗阳光充足的条件增加实际体验的热应激,而云层和遮荫显著降低热负荷。

衣着和设备

隔热衣着和防护设备降低蒸发冷却的有效性。厚重、防水或紧身衣着困住热量,显著增加核心体温和热应激风险。

活动强度和代谢热

运动和工作产生内部代谢热,增加环境热应激。更高的活动强度增加热量产生,需要更大的蒸发冷却来达到热平衡。

个人热适应

热适应改善身体的热调节和热耐受。习惯于炎热环境的个人可以耐受更高的湿球温度,而未适应的个人面临更大的热病风险。

常见问题

湿球温度和热指数之间的区别是什么?

湿球温度衡量实际蒸发冷却能力,是职业和运动环境中热应激评估的首选指标。热指数结合温度和湿度,但不直接衡量冷却效果。湿球温度在确定何时需要活动限制方面更准确。

什么湿球温度被认为是危险的?

通常,湿球温度高于32°C(90°F)代表极端危险,即使是久坐不动的个人也面临严重热病风险。高于28°C(82°F)代表对活跃个人的危险。高于24°C(75°F)需要对剧烈活动谨慎。确切阈值取决于活动强度和个人热适应。

我如何自己测量湿球温度?

用普通温度计测量干球温度,用湿度计测量相对湿度。使用此计算器从这些测量值计算湿球温度。心理计是直接测量湿球温度的传统仪器,但现在使用较少。

湿球温度会超过干球温度吗?

不,湿球温度总是低于或等于干球温度。只有当相对湿度为100%(饱和空气)时,它才等于干球温度。随着湿度降低,湿球温度和干球温度之间的差异增加。

为什么湿球温度对户外工作者很重要?

湿球温度决定了身体通过汗液蒸发冷却自身的能力。当湿球超过身体的冷却能力时,会发生危险的热积累,冒着热衰竭和中暑的风险。OSHA和工作场所安全法规越来越多地使用湿球阈值来保护工作者。

在热事件期间我应该多久重新计算一次湿球温度?

在热事件期间或条件变化显著时,每15-30分钟更新一次计算。温度和湿度全天波动,影响热应激风险。频繁更新确保当前安全协议与实际条件相符。

运动医学中使用湿球温度吗?

是的,湿球温度在运动训练中至关重要。教练使用湿球阈值来修改训练强度、强制休息期和实施补水协议。中学和大学体育组织越来越多地采用基于湿球的指南来防止热病。

大气压力在湿球温度计算中的作用是什么?

大气压力影响饱和水蒸气压和蒸发速率。更高的压力增加饱和水蒸气压,影响空气可以保存的水分量。对于海平面大多数实际应用,使用1013.25 hPa是可以接受的。

我可以在室内使用此计算器吗?

是的,此计算器适用于任何可以测量或了解干球温度和相对湿度的位置。具有不同大气条件的室内空间也可以使用实际压力测量进行评估。

此计算器中使用的Stull公式的准确性如何?

Stull公式在-40°C至50°C范围和0%至100%相对湿度范围内为实际热应激评估提供极好的准确性。对于需要最大精度的研究,存在更复杂的公式,但Stull为安全应用提供足够的准确性。