خطوات الاستخدام
الخطوة 1: أدخل درجة الحرارة (t) بالدرجة المئوية أو الفهرنهايت. هذه القيمة تمثل درجة حرارة الهواء الفعلية المقاسة بمقياس الحرارة. تعتمد المعادلة على درجة حرارة الهواء لتحديد مدى سرعة تبخر العرق من الجلد، وهو آلية التبريد الطبيعية للجسم.
الخطوة 2: أدخل الرطوبة النسبية (h) كنسبة مئوية بين 0 و100. تمثل الرطوبة كمية بخار الماء في الهواء مقارنة بأقصى كمية يمكن أن يحملها الهواء عند تلك الحرارة. كلما زادت الرطوبة، قل تبخر العرق، مما يجعل الجسم يشعر بحرارة أعلى.
الخطوة 3: الحاسبة تطبق معادلة مؤشر الحرارة (Heat Index) وهي معادلة معقدة تعتمد على درجة الحرارة والرطوبة. المعادلة الأساسية هي: HI = c1 + c2*T + c3*R + c4*T*R + c5*T^2 + c6*R^2 + c7*T^2*R + c8*T*R^2 + c9*T^2*R^2 حيث T هي درجة الحرارة بالفهرنهايت و R هي الرطوبة النسبية. المعاملات c1 إلى c9 تم حسابها تجريبياً من قبل الأرصاد الجوية.
الخطوة 4: تفسير النتيجة: مؤشر الحرارة يعطي درجة حرارة 'الإحساس' (feels-like). على سبيل المثال، إذا كانت درجة الحرارة 32°C والرطوبة 70%، قد يشعر الشخص بحرارة 41°C. تساعد هذه القيمة في تقييم مخاطر الإجهاد الحراري وضربات الشمس، خاصة في الطقس الحار والرطب.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على مؤشر الحرارة بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، نحول 35°C إلى فهرنهايت: T = (35 * 9/5) + 32 = 95°F. الرطوبة R=80%. نطبق معادلة مؤشر الحرارة (نستخدم الصيغة المبسطة للأرصاد الجوية الأمريكية): HI = -42.379 + 2.04901523*T + 10.14333127*R - 0.22475541*T*R - 6.83783e-3*T^2 - 5.481717e-2*R^2 + 1.22874e-3*T^2*R + 8.5282e-4*T*R^2 - 1.99e-6*T^2*R^2. التعويض: T=95, R=80. نحسب كل حد: 2.04901523*95 = 194.65644685; 10.14333127*80 = 811.4665016; -0.22475541*95*80 = -1708.141116; -6.83783e-3*95^2 = -6.83783e-3*9025 = -61.714; -5.481717e-2*80^2 = -0.05481717*6400 = -350.829888; 1.22874e-3*9025*80 = 1.22874e-3*722000 = 887.670; 8.5282e-4*95*6400 = 8.5282e-4*608000 = 518.587; -1.99e-6*9025*6400 = -1.99e-6*57760000 = -115.0 تقريباً. المجموع مع الثابت -42.379: HI ≈ -42.379 + 194.656 + 811.467 - 1708.141 - 61.714 - 350.830 + 887.670 + 518.587 - 115.0 = 134.316°F. تحويل إلى مئوية: (134.316 - 32)*5/9 = 56.84°C. هذا مؤشر حرارة مرتفع جداً يشير إلى خطر شديد للإصابة بضربة شمس.
الحل
تحويل 30°C إلى فهرنهايت: T = (30*9/5)+32 = 86°F. R=40%. التعويض في المعادلة: نفس المعاملات. نحسب: 2.04901523*86 = 176.215; 10.14333127*40 = 405.733; -0.22475541*86*40 = -0.22475541*3440 = -773.1586; -6.83783e-3*86^2 = -6.83783e-3*7396 = -50.575; -5.481717e-2*40^2 = -0.05481717*1600 = -87.7075; 1.22874e-3*7396*40 = 1.22874e-3*295840 = 363.68; 8.5282e-4*86*1600 = 8.5282e-4*137600 = 117.34; -1.99e-6*7396*1600 = -1.99e-6*11833600 = -23.55; الجمع مع الثابت: -42.379 + 176.215 + 405.733 - 773.1586 - 50.575 - 87.7075 + 363.68 + 117.34 - 23.55 = 85.6°F. التحويل: (85.6-32)*5/9 = 29.78°C. هذا يعني أن الإحساس بالحرارة قريب من درجة الحرارة الفعلية بسبب الرطوبة المنخفضة.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة مؤشر الحرارة.
قيم مُدخَلة قياسية
- درجة الحرارة
- 85
- الرطوبة (%)
- 50
قيم مُدخَلة مرتفعة
- درجة الحرارة
- 80
- الرطوبة (%)
- 85
قيم مُدخَلة منخفضة
- درجة الحرارة
- 80
- الرطوبة (%)
- 10
قيم مُدخَلة قياسية
- درجة الحرارة
- 230
- الرطوبة (%)
- 300
قيم مُدخَلة مرتفعة
- درجة الحرارة
- 780
- الرطوبة (%)
- 800
قيم مُدخَلة منخفضة
- درجة الحرارة
- 80
- الرطوبة (%)
- 50