Hvad er wind chill-faktoren?

Det er koldt, det blæser, og Videnskab.dk’s læser Maiken Jakobsen fryser.

Heldigvis er Maiken beklædt med en varm hue, der holder blodomløbet i gang mellem ørene. Hun har også gode handsker på, som holder fingrene varme, så hun kan skrive til Videnskab.dk.

Maiken Jakobsen vil gerne vide, hvad wind chill-faktoren går ud på, og om den også påvirker andet end mennesker og dyr.

»Vil vand eksempelvis fryse hurtigere i kuling end i en let brise, og vil en blikspand være koldere, når det stormer?« skriver hun i en mail til os.

Her på redaktionen har vi sendt Maikens spørgsmål videre til to af vejrgudernes betroede udsendinge her på Jorden - klimatolog ved Danmarks Meteorologiske Institut Mikael Scharling og professor i meteorologi ved Københavns Universitet Eigil Kaas.

De vil guide os igennem, hvem eller hvad der fryser, når vinden tager til.

Dette er kuldeindekset

Wind chill faktor, chill-factor, vindafkølingsfaktor og kuldeindeks – kært barn har mange navne, men her vil vi nøjes med at kalde fænomenet for 'kuldeindekset'.

»Kuldeindekset er i sin enkelthed den følte temperatur på huden og dens effekt i form af eksempelvis forfrysninger, når det er koldt og blæser,« fortæller Mikael Scharling.

Kroppen mister varme gennem flere forskellige fysiske mekanismer herunder fordampning, varmestråling og konvektion (bevægelse i væsker eller gasser, sædvanligvis fremkaldt af en temperaturforskel i samspil med varmeudvidelse og tyngdekraften).

Her er lonvektionen og fordampningen de to interessante mekanismer, når det gælder kuldeindekset:

Når en genstand har en højere temperatur end omgivelserne, dannes der et tyndt lag varmere luft hen over overfladen på genstanden. Dette tynde lag luft er isolerende, men også påvirkelig over for bevægelser i luften – derved sker der varmetab gennem konvektion.

Jo mere luften bevæger sig, des mere oprørt bliver det opvarmede lag luft, og derved forsvinder den isolerende effekt. Derfor fryser Maiken (og hendes blikspand) også mere, når det blæser.

Døde ting fryser hurtigere

For et glas vand på en frostkold blæsevejrsdag gælder det desuden, at luften i et mikroskopisk lag over vandspejlet er mættet med vanddamp.

Denne vanddamp opstår ved at trække varme/energi ud af vandet, som på den måde nedkøles.

Når det blæser, vil der hele tiden komme tør luft ned i det mikroskopiske lag, og derved opstår der hele tiden et behov for kontinuerligt at bruge varme på at fordampe mere vand og opretholde vanddamptryksbalancen mellem vandet og luften.

Det vil sige, at et glas vand nedkøles hurtigere, jo mere det blæser.

»Der sker det samme, når man kommer op af vandet på stranden. Hvis det blæser, hundefryser man. Det er, fordi vandet tager varme fra huden for at fordampe,« fortæller Eigil Kaas.

Is på Antarktis ledte til kuldeindekset

Kuldeindekset blev da også udviklet netop ved at kigge på frysetider for vand under forskellige vindforhold.

Den første formulering af fænomenet blev lavet af Paul Allman Siple og Charles F. Passel før 2. verdenskrig. De to herrer arbejdede på Antarktis, hvor de hængte små plastikflasker med vand ned fra deres hyttes tag.

Her kunne de notere sig, at flaskerne med vand frøs hurtigere, jo mere det blæste.

Fra deres observationer var de i stand til at lave den første tabel over nedkølingshastigheder ved varierende vindhastigheder.

»Siden hen har den amerikanske hær lavet forsøg på soldater, hvor de har undersøgt effekten af kulde og blæst på menneskekroppen. Deraf kommer betegnelsen kuldeindeks, der ret beset kun er gældende for effekten på menneskehud,« fortæller Mikael Scharling.

Blikspanden bliver ikke koldere

Selvom døde ting altså fryser hurtigere i blæst, betyder det dog ikke, at de også kan blive koldere.

Uanset hvor mange pelikaner det stormer, bliver Maikens blikspand ikke koldere end omgivelserne. Det gør hendes hud heller ikke.

Men kuldeindekset benyttes alligevel oftest til at anskueliggøre, hvilken betydning kombinationen af kulde og blæst har for varmetabet fra din krop og hud.

Står Maiken eksempelvis i sit bare skind i minus fem grader celsius og en let brise fra øst, vil hun opleve at miste varme fra kroppen, som var det minus 14 grader celsius.

Skulle vinden tage til og gå over i en stærk kuling, vil Maiken til gengæld opleve at miste kropsvarme, som var det minus 27 graders celsius.

Få flere gode spørgsmål og svar

Blikspanden i hendes hånd vil ikke blive koldere end minus fem grader celsius, men vandet i den vil fryse hurtigere til is i den stærke kuling i forhold til i den lette brise.

Men mon ikke Maiken er gået tilbage i huset, inden det sker?

Vi takker Maiken for det gode spørgsmål og kvitterer med en 'Spørg Videnskaben'-T-shirt, der forhåbentlig kan give lidt ekstra varme under en tyk uldtrøje. Vi takker også Mikael Scharling og Eigil Kaas for det gode svar.