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国标GB/T 29457-2012《高温热浪等级》中采用了炎热指数TI来反映高温的强度。国标以及同期相关期刊论文对炎热指数由来的引用并不清晰,甚至出现很多错误的文献引用和对原始设计指数的错误使用(错误使用在本篇不进行讨论)。
通过文献查阅,发现炎热指数是源于上世纪50年代美国气象局在业务上研发的气候不适指数DI(Discomfort Index)。当时通过统计分析发现,简单的将干球温度和湿球温度进行统计组合,构建的DI指数与当时建筑领域采用的有效温度吻合度很好,因此用DI指数来表征湿热条件的人体不适程度。相关研究发表在Thom(1959)。E. C. Thom., The discomfort index. Weatherwise, vol 12, pages 57-60 (1959)
1959 年,美国气象局宣布将为某些城市计算 "不舒指数"。这一想法立即遭到了可能获得较高不适指数的城市的谴责。国会举行了听证会。20 世纪 70 年代,更先进的热指数(HI)取代了这一指数。
网站https://www.sizes.com/units/discomfort_index.htm对当时指数的发布情况、行业的态度和社会反响进行了记录,也是挺有意思。中国当前气候服务遇到的问题,在美国六七十年前就出现了。
The Discomfort Index. Air Conditioning, Heating and Ventiliating, vol. 56, page 99 (June, 1959).
二十世纪二十年代,美国供暖通风工程师协会(ASHRAE)制定了有效温度(Effective Temperature)度量。通过大量的实验室测试,为每组独立的同时干球温度和相对湿度(或湿球温度)读数确定了 "有效温度值",这些读数可带来同等的舒适感。虽然有效温度已被供暖和空调工程师广泛使用,但它并不为工程领域以外人员所熟知。最近,气象局气候部门的 J. F. Bosen 将有效温度简化为一个DI(Discomfort Index,气候不适指数)的公式:DI = 0.4 (td + tw) + 15,td是干球温度,tw是湿球温度。
气候不适指数的价值和作用在于它与所经历的不舒适程度直接相关。众所周知,在夏季,当不适指数达到 70 时,少数人会因炎热和潮湿而感到不适;当不适指数达到 75 时,一半或更多的人会感到不适;当不适指数达到 79 时,所有人都会寻求缓解,随着不适指数的不断攀升,不适感会变得更加强烈。不适指数达到 90 的情况并不多见,92 是迄今为止在美国数据抽样中发现的最高值。随着不适指数值的升高,工人的工作效率会明显降低。例如,在华盛顿特区,当不舒适指数超过 85 时,非空调建筑物中的政府工作人员可能会被要求离开。
Burgess I. Jennings, Discomfort Index. ASHRAE Journal, vol 1, page 66 (April 1959).
在 ASHAE 舒适度图表上,夏季的最佳温度线与 71 华氏度的有效温度相吻合,沿着这条线,不舒适指数的相应值在 70 到 71.8 华氏度之间。然而,不舒适指数似乎只是一个简单的表述,将个人的舒适度与室外环境联系起来。
因此,不适指数在表达天气信息方面可能有用,但就空调而言,它对我们多年来掌握的信息没有任何新的贡献。令人遗憾的是,不适指数可能会对不明真相的人产生极大的误导,他们通过对干球温度和湿球温度的分析,可能会得出这样的印象:如果室外温度保持在 70 华氏度以下,就不会出现不适问题。不幸的是,对于生活在建筑物中的人来说,事实并非如此,因为在建筑物中,只有那些在建筑物天井、顶层公寓或建筑物外围房间中度过的人,其舒适度甚至可以用这个公式来估算。这些条件很少能达到。
Air Conditioning, Heating and Ventilating. Page 10 (July 1959).
“不舒适指数"( DISCOMFORT INDEX)引起旅游业的抗议。提出了许多替代名称。气象局给出回应。
据许多旅游业者称,他们所在地区的 "不舒适指数 "从未超过 75。因为超过 75 时,半数以上的人都会感到不舒服,这就好比某个女人 "老了 "一样。
永恒春天的秘诀就是用 "舒适指数 "这种令人愉悦的委婉说法来表现气象的状况,"舒适指数 "是 "不舒适指数 "的建议替代品。位于华盛顿特区的气象局屈服于人们的抱怨,采用了不通俗的 "温湿度指数(Temperature-Humidity Index)",但将改名的决定权留给了各个气象站。如果决定继续使用该指数,明年夏天气象局将采用一个全国通用的名称。
气象局承认,除了来自几个度假胜地的商业团体的压力外,几篇批评性的报纸社论也是其改名的原因。气象局将在秋季对公众对不适指数的兴趣进行评估。目前有 24 个气象站在计算每日指数。如果明年继续实施该计划,预计所有气象站都将这样做。该局收到的其他建议名称包括热湿度指数、冷却度指数、湿度、热度、空调值、有效热指数、人体反应度量和耐受率。
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空调行业的一些部门将不适指数视为销售的辅助工具。例如,Fedders 空调设备的波士顿分销商 Allied Appliance 公司已经向城市报纸和电视台发出一揽子订单,只要舒适指数超过 75,就播放其舒适指数广告。杜邦公司的氟利昂产品部公布了 1956 年 7 月某些电视台的最高 DI 值图表。
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