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趣味物理学(续篇):揭秘有风时更寒冷的原因

【摘要】:众所周知,同样在寒冷的天气,有风时比没有风时更冷,但并不是所有人都知道缘由。事实上,只有生物才会感觉到有风时更寒冷。人在有风时会觉得特别冷,从脸部或全身散出去的热量比没有风时多得多就是其中一个原因。风刮得越猛烈,每分钟与皮肤接触的新的冷空气就越多,我们身体散失的热量自然会更多,这已经足够让我们觉得非常寒冷了。因此,莫斯科的严寒会好受一些。

众所周知,同样在寒冷的天气,有风时比没有风时更冷,但并不是所有人都知道缘由。事实上,只有生物才会感觉到有风时更寒冷。如果让风对着温度计吹,它的汞柱高度绝不会下降。人在有风时会觉得特别冷,从脸部或全身散出去的热量比没有风时多得多就是其中一个原因。如果没有风,新的冷空气取代那些已经被身体暖和了的空气的速度更慢。风刮得越猛烈,每分钟与皮肤接触的新的冷空气就越多,我们身体散失的热量自然会更多,这已经足够让我们觉得非常寒冷了。

我们觉得寒冷还有另一个原因,即便是在冷空气中,皮肤也在不停地蒸发水分,而蒸发是需要热量的,会带走我们身上和附着于身上的那一层空气热量。如果空气静止不动,蒸发的速度就会减慢,因为紧贴皮肤的那一层空气中很快就会有饱和了的水蒸气,而空气中的水蒸气如果已经饱和,蒸发现象就会消失。但如果空气不断地流动,贴到皮肤上的新空气源源不断,那么蒸发就会不断进行,我们身体的热量随之不断被带走。

风的冷却作用有多大呢?取决于风速和空气的温度。它往往比我们想象的强得多。假设此时空气的温度是4℃,如果没有风,我们皮肤的温度差不多是31℃。如果此时有一点儿微风,风速约为2米/秒,也就是能吹动旗子而吹不动树叶的强度,此时皮肤的温度会下降7℃。当风速达到6米/秒,就是红旗迎风飘扬时,皮肤的温度就会下降9℃(大概只有22℃了)。上面这些数据,摘自卡利坦的著作《大气物理学原理在医学中的应用》。如果你们感兴趣,可以查找更多更有趣的详细描述。(www.chuimin.cn)

所以,在判断身体对寒冷的感受程度时,除了要考虑温度的因素之外,还要考虑风速的影响。在同样寒冷的天气里,圣彼得堡的人会觉得比在莫斯科的人更难受,因为在波罗的海沿岸,风速高达5~6米/秒,而莫斯科的风速为4.5米/秒,外贝加尔区的平均风速则仅为1.3米/秒。因此,莫斯科的严寒会好受一些。同样的道理,东西伯利亚几乎很少刮风,尤其是在冬季,所以那里并没有我们想象的那么严酷难耐。