체감온도 산출공식

인체가 덥거나 춥다고 느끼는 체감의 정도를 나타낸 온도를 말한다. 체감은 체표면의 열교환 상태에 따라 좌우되는데, 이것은 기온뿐만 아니라 풍속, 습도, 일사량 등 기상요인이 종합되어 작용함으로써 결정된다. 그러나 이러한 변화율 외에 옷 입은 정도나 거주상태, 심리상태에 따라서도 달라질 수 있다.

 

링케의 체감온도는 다음 식에 의해서 표시된다.

tf = t - 4 √v - 12I 

 

이 식에서 tf는 체감온도, t는 기온, v는 풍속, I는 지표면이 반든 복사량, 즉 매㎠당 1분마다 받는 일사의 세기를 칼로리의 값으로 나타낸 것이다. 그밖에도 습구온도계, 카타온도계, 냉각력측정기를 사용하여 체감온도를 나타내기도 한다.

 

체감온도는 겨울에 의미가 있다. 여름에는 바람이 불면 시원해져 불쾌지수가 내려가고 더 좋기 때문이다.

물론 장마철 찬비를 장시간 맞으면 저체온증에  걸릴 위험도 있지만 그래도 겨울보다는 좀 낫다.

겨울에는 바람이 불면 몸이 열을 뺏기는 속도가 빨라져 더 괴롭다. 그래서 여름엔 바람 대신 습도를 넣어 불쾌지수로 날씨가 주는 고통을 표현한다.

 

' 추위 '란 인간이 외부에 열을 빼앗겨 체온과 기온 사이의 평형이 깨졌을 때의 기상조건을 뜻한다.

체감기온은 기온이 영하10도, 풍속이 시속 5km라치면 영하13도, 풍속이 시속 30km로 세지면 영하20도정도이다. 바람이 거셀 때를 제외하곤 예상 기온에서 2~5도를 빼주면 된다.

 

체감기온은 ' 바람냉각지수 ' ' 유효온도 '로도 불린다. 구하는 방법은 다르나 바람이 주요 역할을 한다는 원리는 비슷하다. 좀더 확장하면 착의(着衣), 거주상태, 심리상태도 체감기온을 좌우하는 요소이다.

 

최저기온 기록이 영하64.4도인 시베리아 야쿠츠크에는 19만명의 인구가 산다. 1월 평균기온이 영하43도인 이곳은 " 외출할 때 콧물이 얼어 고드름처럼 매달릴 정도 "로 숨을 내쉬면 공중에서 얼어붙으며 ' 별의 속삭임 ' 소리가 들린다는 곳이다. 그래도 사람이 사는 데 아무 지장이 없다. 이곳에서는 바람이 불면 살이 에이는 드스쇼한 매서운 추위를 느끼는데 시베리아 등지에서 별도로 ' 엄한지수 '라하여 체감온도를 계산하기도 한다.

엄한지수란

엄한지수 = [ 1 + 0.272 + 풍속(m/s) ] [ 1 - 0.04 기온(℃) ]

 

나라마다 기후조건, 생활습관 등에 따라 체감온도를 달리 계산하는데 우리나라 기상청에서의 체감온도를 환산하는 방법은 조금 복잡하다.

내용을 인용하여보면

사람이 느끼는 더위나 추위 등 체감온도는 단순히 기온이 높다, 낮다만으로 정해지는 것은 아니다. 몸에서 뺏기는 기화열은 바람이나, 습도, 일사 등에 의해 다르기 때문에 체감온도는 풍속, 습도, 일사 등과 관계가 깊다. 따라서 체감온도를 수량적을로 표시하는데는 여러가지 요소가 복합적으로 작용하고 있어서 어려우나 다음과 같은 식으로 나타내기도 한다.

 

   1. 바람이 없을 때 체감온도 = 기온 - 0.4(기온 -10) * (1 - 습도/100) = 기온 -1/2.3(기온 -10) * (0.8 - 습도/100)

   2. 일사가 없을 때 체감온도 = 기온 -4√풍속

   3. 바람이 불 때 체감온도 = 33 - 0.047 & times; (33 -기온) & times; (10.45 + 8.69√풍속 - 0.755 풍속)

 

일반적으로 따듯한 곳이나 여름은 풍속보다 습도나 일사의 영향이 크고 추운 곳이나 겨울은 풍속의 영향이 크다. 체감온도는 풍속이 1m/s 증가함에 따라 약 1도~1.5도 낮아진다.

 

예를 든다면

(2)에서 일사가 없을 때(밤) 기온은 -20도, 풍속이 20m/s로 강하게 바람이 불고 있다면 체감온도계산은 -20 - 4√20이므로 -38도가 되어 체온의 손실은 예상외로 커진게 된다. 높은 산에서 무더운 여름이라도 기온이 내려가며 비바람을 맞게되면 동사의 위험이 있다고 하는 것도 체감온도가 내려가기 때문이다.

(1)에 의하면 기온이 높아도 건조하면 비교적 참기 쉬우나, 습도가 높으면 견디기 어려운 것을 알 수 있다.

 

바람이 불때는 산출공식(3)이 매우 복잡하나 그 수치를 예로 들면 다음표와 같다.  

 

온도 km/h   m/s		5	0	-5	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40	-45	-50
5	1.2	4	-2	-7	-13	-19	-24	-30	-36	-41	-47	-53	-58
10	2.8	3	-3	-9	-15	-21	-27	-33	-39	-45	-51	-57	-63
15	4.2	2	-4	-11	-17	-23	-29	-35	-41	-48	-54	-60	-66
20	5.6	1	-5	-12	-18	-24	-31	-37	-43	-49	-56	-62	-68
25	7.0	1	-6	-12	-19	-25	-32	-38	-45	-51	-57	-64	-70
30	8.4	0	-7	-13	-20	-26	-33	-39	-46	-52	-59	-65	-72
35	9.8	0	-7	-14	-20	-27	-33	-40	-47	-53	-60	-66	-73
40	11.2	-1	-7	-14	-21	-27	-34	-41	-48	-54	-61	-68	-74
45	12.6	-1	-8	-15	-21	-28	-35	-42	-48	-55	-62	-69	-75
50	14.0	-1	-8	-15	-22	-29	-35	-42	-49	-56	-63	-70	-76
55	15.4	-2	-9	-15	-22	-29	-36	-43	-50	-57	-63	-70	-77
60	16.8	-2	-9	-16	-23	-30	-37	-43	-50	-57	-64	-71	-78
65	18.2	-2	-9	-16	-23	-30	-37	-44	-51	-58	-65	-72	-79
70	19.6	-2	-9	-16	-23	-30	-37	-44	-51	-59	-66	-73	-80
75	21.0	-3	-10	-17	-24	-31	-38	-45	-52	-59	-66	73	-80
80	22.4	-3	-10	-17	-24	-31	-38	-45	-52	-60	-67	-74	-81

 

 

또한 체감온도별 인체의 기능 증상과 대처요령을 소개하면

단계	지수범위	인체기능 증상	대처 요령
위험	-45℃ 이하	- 노출된 피부는 몇 분내에 얼게 됨 - 야외 활동시 저체온 위험이 큼 - 야외 환경은 생명에 매우 위험함	- 방풍 보온기능이 있는 매우 따뜻한 겹옷을 착용 - 노출된 모든 피부를 덮고, 모자, 벙어리장갑, 스카프, 목도리, 마스크 착용 - 야외활동은 짧게 하거나 취소하여 실내에 머무름
경고	-25℃~ -45℃	- 10~15분 이내 동상 위험이 있음 - 보호장구없이 장기간 노출시 저체온에 빠질 위험이 큼	- 방풍기능이 있는 겹옷이나 따뜻한 옷을 착용 - 노출된 모든 피부를 덥고 모자, 벙어리장갑, 스카프, 목도리, 마스크 착용 - 피부가 바람에 직접 노출되지 않도록 함
주의	-10℃~ -25℃	- 노출된 피부에 찬기운이 느껴짐 - 보호장구 없이 장기간 노출되면 저체온에 빠질 위험이 있음	- 방풍기능이 있는 겹옷이나 따뜻한 옷을 착용 - 모자, 벙어리장갑, 스카프 착용
관심	10℃~ -10℃	- 추위를 느끼는 불편함 증가	- 긴옷이나 따뜻한 옷을 착용

 

결론으로 우리나라는 유럽 등지의 외국보다 습도가 높아서 여름생활이 좀 어려운 것이 특색이다.

 

아래는 일반적으로 산을 좋아하는 분들이 즐겨 읽는 산악전문지에 소개된 체감온도 계산식을 소개하면

체감온도 산출공식은

체감온도 = 13.12 + 0.6215 * 기온 - 11.37 v 0.16 + 0.3965 v 0.16 * 기온

여기서 v는 지상 10m 바람의 시속, v 0.16은 v의 0.16제곱을 말한다.

 

나의 초간단 개략 체감온도 계산법?

어디까지나 초 간략하게 짐작하여 계산하는 방법으로 고도와 풍속에 따른 온도 저감변수 두가지를 합산하면 간략하게 외기온도에 체감온도 저하값을 계산할 수 있다.

   1. 고도 100m 상승시 0.65도 감소

   2. 초속 1m바람세기마다 영하10도 이하에서는 1.6도 감소, 영하10~20도 사이에는 약1.3도씩 감소, 영하20도 초과 때에는 약1도씩 감소

 

[개략산출 예시]

올라가려는 산의 들머리 고도가 100mm이고, 산 아래의 온도가 영하10도의 날씨와 고도 500m의 산 정상에서 초속3m(11km/h정도)의 바람이 불고 있다면

산 정상에서의 체감온도는

대략 -10 + (-0.65 * (5 - 1)) + (-1.6 * 3) 고로 약 -17도~-18도정도

 

{위 계산 참고}

> 시속 10km는 초속 약 2.78m정도임, 즉 초속 3m라는 속도는 시속 10km를 조금 초과하는 속도로 보면 된다.

> 또한 초속 1m의 바람세기는 시속 3.6km의 바람세기로 환산하면 된다. 즉 위의 기상청 체감온도 환산도표에서 영하10도의 날씨에 시속 5km의 바람이 불면 체감온도는 영하13도에서 시속10km로 바람세기가 증가하면 약-2도씩 감소하여 영하15도가 되는 것과 비슷하게 계산된다.