Chỉ số nhiệt độ cảm nhận (Heat Index) là gì?

Nhiệt độ cảm nhận luôn nóng hơn nhiệt độ thực tế, liên quan tới độ ẩm không khí (ảnh NYTimes)

Khi bạn mở ứng dụng theo dõi nhiệt độ trên điện thoại, bạn sẽ nhận thấy có 2 dòng thông báo, một dòng ghi nhiệt độ và dòng còn lại ghi cảm nhận. Vì sao lại có sự khác biệt này? Thực tế, bên cạnh chỉ số về nhiệt độ, các nhà khí tượng học còn công bố một chỉ số khác được gọi là chỉ số đánh giá độ oi bức - bắt nguồn từ một bài báo trên tạp chí năm 1979 có tên "Đánh giá độ oi bức". Chỉ số này được cho là đo lường cảm giác nóng bức thực tế của không khí, dựa trên nhiệt độ và độ ẩm.

Về cơ bản, trong một vài ngày, bạn cũng nhận thấy rằng chỉ số cảm nhận thường cao hơn nhiệt độ thực tế, đôi khi cao hơn một cách đáng kể, thậm chí gây khó chịu. Ví dụ, khi tôi đang viết những dòng này, nhiệt độ ở ngoài trời là 35 độ C, nhưng chỉ số cảm nhận là 38 độ C vào khoảng giữa trưa và có thể lên đến 39-40 độ C khi về chiều. Những ngày độ ẩm cao trên 60% thì cảm giác nóng hơn càng trở nên rõ rệt. Theo các nhà nghiên cứu, độ ẩm trong không khí càng cao thì mồ hôi càng ít bay hơi, tạo nên cảm giác khó chịu, bức bí đó.

Nhưng chính xác thì chỉ số nhiệt độ cảm nhận là gì và các nhà khoa học đã tính toán nó như thế nào?

Và họ đã giải thích như sau: Chỉ số nhiệt không chỉ đơn giản là một con số. Nó là một biến thể đòi hỏi nhiều tính toán hơn của câu "không phải cái nóng mà là độ ẩm", trong đó, nếu T là nhiệt độ và H là độ ẩm tương đối, thì công thức tính như sau:

(T × 2,049) + (H × 10,143) - (T × H × 0,225) - (T² × 0,007) - (H² × 0,055) + (T² × H × 0,001) + (H² × T × 0,001) - (T² × H² × 0,000002) - 42,379.”

Nhìn công thức này thật thấy xoắn não. Nhưng làm thế nào mà các nhà khí tượng học lại nghĩ ra được điều đó? Công thức này được Tiến sĩ Lans Rothfusz - một nhà khí tượng học đã nghỉ hưu của Cơ quan Khí tượng Quốc gia Hoa Kỳ và là người nhận giải thưởng thành tựu hoạt động năm 2014 của Hiệp hội Khí tượng Quốc gia Hoa Kỳ.

TS. Rothfusz - 66 tuổi, cho biết ông đã phát triển phương trình chỉ số nhiệt vào năm 1990 khi ông còn là một thực tập sinh tại Trụ sở Khu vực phía Nam của Cơ quan Khí tượng ở Fort Worth (Hoa Kỳ). Để phát triển phương trình này, ông đã dựa trên những thành tựu để lại của một kỹ sư dệt may người Úc tên là Robert G. Steadman - người đã xuất bản một bài báo vào năm 1979 có tựa đề “Đánh giá độ oi bức. Phần I: Chỉ số nhiệt độ-độ ẩm dựa trên sinh lý học con người và khoa học may mặc” (The Assessment of Sultriness. Part I: A Temperature-Humidity Index Based on Human Physiology and Clothing Science.)

Tiến sĩ Steadman qua đời năm 2022. Con gái ông - Jennifer Steadman, cho biết rằng Tiến sĩ Steadman đã phát triển thang đo nhiệt độ này vì ông là một vận động viên đi bộ nhanh chuyên nghiệp, cần phải tìm ra cách ăn mặc phù hợp khi tập luyện và nhận thấy các mô hình nhiệt độ hiện có khi đó "hoàn toàn không đáp ứng được yêu cầu". Ông đã lập ra một biểu đồ có tính đến nhiều biến số. Còn ông Rothfusz chỉ đơn giản là sử dụng một kỹ thuật toán học gọi là phân tích hồi quy đa biến (multiple regression analysis) để phát triển một phương trình, từ đó xấp xỉ biểu đồ Steadman.

 

Châu Á cần chuẩn bị ứng phó với siêu El Niño như thế nào?

"Siêu El Nino" sắp xuất hiện, nguy cơ gia tăng thời tiết cực đoan toàn cầu

Vì sao các nhà khoa học lại “lo lắng” với siêu El Niño?

Liệu chúng ta đang hướng tới “siêu El Niño”?

Trong bài báo kỹ thuật năm 1990, TS. Rothfusz đã liệt kê một số thông số về độ oi bức của Steadman được đưa vào phương trình, bao gồm sự đối lưu từ bề mặt da (bị ảnh hưởng bởi độ nhớt động học của không khí - kinematic viscosity of air) và áp suất hơi nước của da và quần áo. Ông Rothfusz cũng lưu ý rằng phép tính của Steadman dựa trên một tập hợp các giả định: Một người được giả định cao 1m70 và nặng 66kg. Trang phục được giả định là quần dài và áo ngắn tay, che phủ 84% da. Mức độ hoạt động được giả định là đi bộ với tốc độ 4,4 km/giờ.

Ông Rothfusz cho biết: “Việc hiểu chỉ số nhiệt cảm đối với từng cá nhân phức tạp hơn nhiều, bởi vì mỗi người là khác nhau – từ cân nặng, chiều cao khác nhau, và những yếu tố tương tự.” Nói cách khác, chỉ số nhiệt cảm của Cơ quan Khí tượng có thể không giống với chỉ số nhiệt cảm của bạn.

Cơ quan dự báo thời tiết cũng không tính đến các yếu tố như ánh nắng mặt trời trong chỉ số nhiệt độ cảm nhận. Nhưng một công ty khí tượng khác thì có. Tập đoàn dự báo thời tiết tư nhân khổng lồ AccuWeather có một sản phẩm gọi là RealFeel, tính toán đến nhiều yếu tố, trong đó có ánh nắng mặt trời, tốc độ gió, lượng mưa và độ che phủ của mây. Nhưng chính xác cách họ tính trọng số cho những yếu tố này là một bí mật thương mại.

Ông Rothfusz vẫn rất bất ngờ trước tầm ảnh hưởng của những tính toán của mình. “Tôi đã công bố một bài báo nhỏ, ban đầu chỉ nhằm mục đích truyền đạt thông tin trong nội bộ Cơ quan Khí tượng Quốc gia, và rồi đột nhiên nó trở thành vấn đề được quan tâm rộng rãi. Tôi rất vui vì các cơ quan dự báo thời tiết vẫn sử dụng phương trình đó để cung cấp thông tin tới người dân.” - Ông Rothfusz chia sẻ.