شاخص گرما

شاخص گرما یا نمایه گرما  نشان‌دهندهٔ احساس آدمی نسبت به گرمای محیط است که با میزان آن با در نظر گرفتن دو عامل دمای هوا و رطوبت نسبی تعیین می‌گردد. بدن در اثر فرایند تعرق و تبخیر آن مقداری از گرمای خود را از دست‌داده و در نتیجه خنک می‌شود. هنگامی‌که رطوبت نسبی بالا باشد میزان تبخیر کاهش یافته و بدن گرمای کمتری از دست داده و در نتیجه بدن احساس گرمای بیشتری می‌کند. پس دمای محسوس با افزایش دما و رطوبت نسبی افزایش می‌یابد.

شاخص گرما ترکیب دمای هوا و رطوبت نسبی در سایه برای تعیین دمای معادل درک‌شده توسط انسان است؛ بدین صورت که اگر مقدار رطوبت در سایه آفتاب متفاوت بود، مقدار گرمای احساس‌شده توسط انسان چه مقدار می‌شد. به عنوان مثال، هنگامی که دما و رطوبت نسبی ۷۰ درصد باشد، شاخص گرما  است. شاخص گرما برای توصیف دمای تجربه شده در سایه است، اما گرمای ناشی از نور مستقیم خورشید، فعالیت بدنی یا سرمایش ناشی از باد را در نظر نمی‌گیرد.

بدن انسان به‌صورت عادی با تبخیر سطحی عرق خود را خنک می‌کند. رطوبت نسبی بالا تبخیر و خنک‌شدن را کاهش داده و باعث افزایش ناراحتی و بالارفتن احتمال گرمازدگی می‌شود. افراد مختلف به دلیل شکل بدن، متابولیسم، سطح هیدراتاسیون، بارداری یا شرایط فیزیکی دیگر، گرما را متفاوت درک می‌کنند. اندازه‌گیری دمای درک‌شده بر اساس گزارش‌هایی از احساس گرمای سوژه‌ها در شرایط کنترل‌شده دما و رطوبت است. علاوه بر نمایه گرما، سایر شاخص‌های دمای ظاهری شامل شاخص رطوبت، دمای تر کره زمین، «دمای نسبی در فضای باز» و نمایه اختصاصی احساس واقعی اکیوودر است.

 تعریف 
شاخص گرمایی یک ترکیب معین از دمای خشک و رطوبت است که به عنوان دمای هوای خشک تعریف می‌شود، در جایی که اگر فشار بخار آب ۱٫۶ کیلو پاسکال بود، دما به همین مقدار حس می‌شد؛ بنابراین، به عنوان مثال، دمای ظاهری  نشان‌دهنده همان سطح گرمایی و همان پوشاک مورد نیاز در جایی است که دمای هوای خشک  و فشار بخار ۱٫۶ کیلو پاسکال باشد.

این فشار بخار برای مثال با دمای هوا  و رطوبت نسبی ۴۰ درصد در نمودار رطوبت‌سنجی در سطح دریا مطابقت دارد و در جدول استدمن در رطوبت نسبی ۴۰٪ دمای ظاهری برابر با دمای واقعی بین  است. همچنین این خط پایه در فشار اتمسفری استاندارد (۱۰۱٫۳۲۵ کیلوپاسکال) با نقطه شبنم در  و نسبت ترکیب ۰٫۰۱ (۱۰ گرم بخار آب به ازای هر کیلوگرم هوای خشک) مطابقت دارد.

مقدار معینی از رطوبت نسبی باعث افزایش بیشتر مقدار نمایه گرما در دماهای بالاتر می‌شود. به عنوان مثال، در دمای تقریباً ، اگر رطوبت نسبی ۴۵٪ باشد، نمایه گرما با دمای واقعی مطابقت دارد، اما در ، هر گونه رطوبت نسبی بالای ۱۸ درصد، نمایه گرما را بالاتر از  خواهد کرد.Heat index calculator and conversion table from iWeatherNet

پیشنهاد شده است که معادله توصیف‌شده تنها در صورتی معتبر باشد که دما  یا بیشتر باشد.Heat Index Campbell Scientific Inc.  (PDF file), CampbellSci.com. آستانه رطوبت نسبی، که مقدار پایین‌تر آن نمایه گرمایی محاسبه‌شده را عددی برابر یا کمتر از دمای هوا را برمی‌گرداند (شاخص گرمای کمتر به‌طور کلی نامعتبر در نظر گرفته می‌شود)، با دما تغییر می‌کند و خطی نیست. آستانه رطوبت نسبی معمولاً ۴۰ درصد تعیین می‌شود.

شاخص گرما و همتای آن شاخص رطوبت هر دو تنها دو متغیر را در نظر می‌گیرند: دمای سایه و رطوبت اتمسفر، بنابراین تنها تخمین محدودی از آسایش گرمایی ارائه می‌کنند. عوامل اضافی مانند باد، آفتاب و انتخاب لباس فردی نیز بر دمای درک‌شده تأثیر می‌گذارند. این عوامل به عنوان ثابت در فرمول شاخص گرما پارامترسازی می‌شوند. برای مثال سرعت باد  فرض می‌شود. عبور باد از روی پوست خیس یا عرق‌کرده باعث تبخیر و یک اثر سرمایشی می‌شود که شاخص گرما آن را اندازه‌گیری نمی‌کند. عامل اصلی دیگر نور خورشید است؛ ایستادن در زیر نور مستقیم خورشید می‌تواند تا  به گرمای ظاهری در مقایسه با سایه اضافه کند.Heat Index from the National Weather Service. "exposure to full sunshine can increase heat index values by up to 15°F." تلاش‌هایی برای تهیه دمای ظاهری جهانی صورت گرفته است، مانند دمای تر کره زمین، «دمای نسبی بیرون»، «دمای احساس» یا «احساس واقعی اکیوودر».

 جدول مقادیر شاخص 
جدول زیر توسط اداره ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده (NOAA) تهیه شده است. ستون‌ها از  آغاز می‌شوند اما در هنگام رطوبت بالا، در  و دماهای مشابه نیز اثر شاخص گرما وجود دارد.

برای مثال اگر دمای هوا  و رطوبت نسبی ۶۵٪ باشد، نمایه گرمایی برابر با  است.

 اثرات شاخص گرما (مقادیر در سایه) 
 سلسیوس  اثرات ۲۷°–۳۲° احتیاط: خستگی با قرار گرفتن در معرض طولانی مدت گرما و فعالیت امکان‌پذیر است. ادامه فعالیت می‌تواند منجر به گرفتگی گرمایی شود. ۴۱°–۳۲° احتیاط شدید: گرفتگی گرمایی و گرمازدگی امکان‌پذیر است. ادامه فعالیت می‌تواند منجر به گرمازدگی شود. ۵۴°–۴۱° خطر: گرفتگی گرما و گرمازدگی محتمل است. گرمازدگی با ادامه فعالیت محتمل است. بالای °۵۴ خطر شدید: گرمازدگی قریب‌الوقوع است.
قرار گرفتن در معرض آفتاب کامل می‌تواند مقادیر نمایه گرما را تا  افزایش دهد.Heat Index on the website of the Pueblo, CO United States National Weather Service.

 جستارهای وابسته 
 آسایش گرمایی
 سرمایش باد
 شاخص رطوبت
 دمای هوای تر

 منابع 



رده:ترمودینامیک جوی
رده:شاخص‌های هواشناسی
رده:کمیت‌های هواشناسی
رده:هواشناسی