Pakkasen purevuus

Pakkasen purevuus eli tuulen hyytävyys kertoo, miten lämpötilan ja tuulen yhteisvaikutus vaikuttaa ihmisen ihoon. Tuuli haihduttaa iholta lämpöä ja kosteutta nopeasti, jolloin iho kylmenee ja kuivuu. Lämmön siirtyminen iholta ympäröivään ilmaan on sitä suurempaa, mitä kylmempää ulkoilma on, ja tuuli nopeuttaa lämmön häviämistä. Sen sijaan ilman kosteudella ei pakkasoloissa ole oleellista merkitystä kylmyyden aistimiseen. Ilmiöstä käytetään myös nimeä viimaindeksi ( – WCI).
Vanha kaava.
Alkujaan majuri Paul Siple ja maantieteilijä Charles Passel tutkivat tätä 1940-luvulla Etelämantereella laittamalla vettä muoviastiaan, ja mittaamalla aikaa joka kuluu sen jäätymiseen. Samalla on mitattu ilman lämpötila ja tuulen nopeus. He kehittivät tiedoista kaavan pakkasen purevuudelle:
formula_1
Kaavassa WCT on pakkasen purevuus, V on tuulen nopeus metreinä sekunnissa ja T on ilman lämpötila celsiusasteina. 
Yksinkertaistettu vanha kaava.
Siplen kirjasarjassa "90° South" vuodelta 1959 mainitaan Etelämantereella käytössä ollut kaava
formula_2
missä K0 on pakkasen purevuusindeksi, V tuulen nopeus m/s ja Ta lämpötila celsiusasteina. Tämä purevuus­indeksi osoittaa iholta ulos virtaavan lämpömäärän kilo­kaloreina neliö­metriä kohti (kcal/m²).
Käytännössä tämän indeksiluvun (WCT) sijasta käytetään pakkasen purevuuden mittana usein sitä lämpötilaa, jossa tämä indeksi saisi saman arvon tuulen nopeuden ollessa nolla.
Uusi kaava.
Siplen-Passelin kaava oli käytössä noin 50 vuotta. Sen oikeellisuudesta keskusteltiin paljon, sillä muoviastia luultavasti käyttäytyy pakkasella eri tavalla kuin ihmisen iho. Yhdysvaltalaiset ja kanadalaiset tutkijat tekivät matemaattisia mallinnuksia ja myös kokeita vapaaehtoisilla koehenkilöillä, ja tutkimusten perusteella kehitettiin uusi kaava:
formula_3
Kaavassa WCT on pakkasen purevuus, T on lämpötila asteina ja V on tuulen nopeus kilometreinä tunnissa 10 metrin korkeudella.
Ilmatieteen laitoksen sivuilla on myös interaktiivinen taulukko, jossa voi testata eri tuulen nopeuksia ja lämpötiloja. Ohjelmakoodia tutkimalla näkyy, että siellä käytetään seuraavaa kaavaa:
formula_4
Kaavassa WCT on pakkasen purevuus, V on tuulen nopeus metreinä sekunnissa ja T on ilman lämpötila celsiusasteina. Tämä kaava on käytännössä sama kuin kanadalaisten kaava, mutta nopeusyksiköt ovat erilaisia.
Tuulen nopeudet mitataan WMO:n suosituksen mukaan 10 metrin korkeudella esteiden yläpuolella, ja muutetaan Kanadassa nopeudeksi kasvojen korkeudella kertomalla luvulla 2/3. Muilla korkeuksilla mitattuja tuulia voi käyttää pinnanläheisen tuulen arviointiin avoimella paikalla logaritmisen tuulilain avulla: tuulen nopeus on verrannollinen korkeuden logaritmiin. Auringon lämmittävää vaikutusta ei oteta huomioon kaavoissa.
Uusi kaava antaa huomattavasti pienempiä arvoja kuin vanha.
Paleltumisaika.
Tuulen hyytävyys – paleltumisaika:
Paleltumisaika voidaan myös laskea. Karkeasti ottaen tuulen hyytävyys −27 °C palelluttaa puolessa tunnissa, −36 °C 10 minuutissa ja −44 °C viidessä minuutissa, jos tuulee myrskyisästi 27 m/s. Jos tuulta on 7 m/s ja pakkasta −10 °C, paleltuma-aika on yli 30 minuuttia. Mutta −20 °C / 7 m/s tuottaa paleltumia jo 30 minuutissa. −30 °C / 7 m/s palelluttaa 10 minuutissa. Toisaalta −30 °C / 3 m/s palelluttaa 30 minuutissa.
Muuta.
Tuulen hyytävys voi vähetä kirkkaassa auringonpaisteessa jopa −6 tai −10 astetta.