Description de l'image : Jauge de refroidissement éolien et d'indice de chaleur qui indique la température réelle ainsi que la température ressentie. Creative Commons (Domaine public).
La température ressentie, également appelée indice de refroidissement éolien, prend en compte la combinaison de la température réelle, de la vitesse du vent, de l'ensoleillement direct et de l'humidité relative.
Le corps humain génère de la chaleur en raison de processus métaboliques (activité musculaire, digestion des aliments, circulation sanguine, etc.).
La température ressentie estime la sensation subjective de froid perçue par la peau. Elle est calculée en fonction de la manière dont différents facteurs affectent la perte de chaleur corporelle. Cette perte de chaleur est due à l'évaporation de la transpiration, à la conduction à travers la peau et à la convection avec le mouvement de l'air.
Plus le vent est fort, plus la chaleur est dissipée, donnant l'impression d'une température plus basse. Le vent accélère donc la perte de chaleur du corps par convection. Il élimine la couche d'air chauffée près de la peau, accélérant ainsi le processus de refroidissement. Cela peut donner une sensation de froid plus intense, même si la température ambiante n'est pas extrêmement basse.
L'ensoleillement direct a un effet réchauffant sur le corps. Plus le soleil est fort, plus la température ressentie est élevée. L'effet réchauffant du soleil est dû à la radiation. En effet, les rayons du soleil transpercent l'atmosphère et pénètrent dans la peau, ce qui la réchauffe.
À des températures plus élevées, une humidité élevée peut rendre la sensation de chaleur plus inconfortable. Lorsqu'il fait chaud, une humidité élevée limite la capacité du corps à évacuer la chaleur par la transpiration. La sueur a du mal à s'évaporer dans l'air saturé d'humidité. Cela peut donner une sensation de lourdeur et d'inconfort.
La formule mathématique couramment utilisée est celle de l'indice éolien de la National Weather Service (NWS).
Le mouvement de l'air accélère le taux de transfert de chaleur d'un corps humain vers l'atmosphère environnante, en particulier lorsque les températures sont inférieures à environ 7°C (45°F).
La formule mathématique en unités du système international :
Tressentie = 13,12 + 0,6215 × T − 11,37 × V0,16 + 0,3965 × T × V0,16
T est la température de l'air en degrés Celsius, mesurée à 1,5 mètre du sol, dans un abri.
V est la vitesse du vent en kilomètres par heure.
13,12 est un terme constant qui tient compte de certains paramètres physiologiques, notamment la chaleur produite par le métabolisme humain.
0,6215 est un coefficient utilisé pour convertir la vitesse du vent en unités compatibles avec la température en degrés Celsius.
11,37 est le coefficient associé à la vitesse du vent (V). Il modifie l'impact du vent sur la sensation de froid en prenant en compte la variation de la perte de chaleur corporelle avec la vitesse du vent.
0,16 est un exposant utilisé avec la vitesse du vent dans la formule. Cet exposant (0,16) représente la dépendance de la perte de chaleur sur la vitesse du vent. Il indique comment la sensation de froid augmente non linéairement avec la vitesse du vent.
39,65 est un terme qui tient compte de l'humidité relative. Cela signifie que l'humidité a un impact sur la façon dont le vent influence la sensation de froid.
Toutes ces valeurs sont des coefficients constants utilisés pour ajuster le calcul de la température ressentie en fonction de la température réelle. Ces coefficients sont issus de recherches empiriques, d'études météorologiques et d'observations pour améliorer la précision de l'indice de refroidissement éolien en reflétant de manière plus réaliste, l'effet du vent sur la perception de la température. En ajustant ces coefficients, on cherche à rendre l'indice de refroidissement éolien plus représentatif de la réalité subjective de la sensation de froid en présence de vent.
La formule mathématique en unités de mesure anglo-saxonnes :
Tfelt = 35,74 + 0,6215 × T − 35,75 × V0,16 + 0,4275 × T × V0,16
Tfelt est l'indice éolien en degrés Fahrenheit,
T est la température de l'air en degrés Fahrenheit,
V est la vitesse du vent en miles par heure.
Calcul en unités du système international :
T=5 °C (température réelle en degrés Celsius), V=40 km/h (vitesse du vent).
Formule Excel : = (13,12 + 0,6215 * 5) - (11,37 * 40^0,16) + (0,3965 * 5 * 40^0,16)
Température ressentie = 0.71°C.
Calcul en unités de mesure anglo-saxonnes :
T=41°F (température réelle en Fahrenheit), V=24.8 mph (vitesse du vent en miles par heure).
Formule Excel : = (35,74 + 0,6215 *41) - (35,75 * 24.8^0,16) + (0,4275 * 41 * 24.8^0,16)
Température ressentie = 41.9°F.
Cette formule qui semble compliquée, illustre comment le vent augmente la perte de chaleur du corps, faisant paraitre la température plus froide qu'elle ne l'est réellement. L'indice de refroidissement éolien fournit donc une mesure plus précise de la sensation de froid. Mais est-ce que la sensation est générale pour tous les individus ?
Les paramètres choisis sont des paramètres moyens, ainsi la formule de l'indice de refroidissement éolien fournit une approximation générale de la sensation de froid.
En effet, la perception individuelle de la température peut varier en fonction de plusieurs facteurs physiologiques, psychologiques et environnementaux. Des éléments tels que la masse corporelle, le niveau d'activité, la circulation sanguine, le taux métabolique, la résistance au froid individuelle, et même des aspects psychologiques comme la tolérance personnelle au froid peuvent influencer la façon dont une personne ressent la température.
De plus, la formule ne tient pas compte de certains facteurs locaux tels que l'exposition au soleil, la présence d'obstacles qui pourraient réduire la vitesse du vent, etc.
Il est important de noter que la température ressentie est une notion subjective. Elle dépend de la sensibilité de l'individu à la température, de son équipement et de son état de santé.
La température ressentie par un corps humain nu dans l’espace interstellaire dépend de la puissance thermique libérée par le corps, de la température du milieu, et du mode d’échange de chaleur. En général, le corps humain perd de la chaleur par convection, conduction et rayonnement.
Dans l’espace, il n’y a pas de convection ni de conduction, car il n’y a pas de matière. Le seul mode d’échange de chaleur est donc le rayonnement.
Le corps humain émet un rayonnement infrarouge de longueur d’onde d’environ 10 µm, qui correspond à une température de 37 °C. Le milieu interstellaire émet également un rayonnement, dont la température moyenne est de -270,45 °C. La température ressentie par le corps humain est donc la différence entre la température du corps et la température du milieu, multipliée par un coefficient d’échange thermique par rayonnement.
En réalité, un corps humain exposé au vide spatial sans protection mourrait en quelques minutes, non pas à cause du froid, mais à cause de la décompression, de la déshydratation, de l’asphyxie et de l’irradiation. On ne peut donc pas parler de température ressentie.
Théorie du mur de Planck