使用方法
- 在「气温」填入数值(默认 32),再用「气温单位」选它按哪种刻度解释:华氏度还是摄氏度。数值与单位是两个独立控件,切换单位不会自动改写数字,换完请重新填一遍。
- 在「风速」填入数值(默认 15),用「风速单位」选英里每小时还是公里每小时。地面自动气象站常用公里每小时,北美气象公报常用英里每小时。
- 气温可填 -100 到 150,风速可填 0 到 300,两者都支持小数,例如 17.5 或 -12.4。
- 点「计算风寒指数」立刻得到结果:风寒指数本身、体感比气温低多少,以及对应的冻伤风险等级。
- 结果下方的对照表固定气温 32°F 不动,只改变风速,用来观察风速每加一级体感掉多少。点「复制对照表」把整张表按 TSV 复制,可直接粘进表格软件。
- 气温高于 50°F 或风速不超过 3 mph 时公式不成立,页面会给出提示文案而不是继续硬算,这种情形下体感温度就等于气温。
这个风寒指数计算器能解决什么问题
温度计回答的是「空气多少度」,回答不了「风一吹身上有多冷」。同样是 0°C,无风时穿件外套就够,配上大风,裸露皮肤的散热速率会明显加快,户外作业、晨跑、遛狗、等公交的体感完全不是一回事。风寒指数就是把这种差别折算成一个等效温度:皮肤在有风环境下的散热速率,相当于在无风、气温更低时的散热速率。它的英文原名是 WindChill(资料里也常直译成「WindChill计算器」),本页正文统一使用更准确的中文术语「风寒指数」。
本页采用美国国家气象局 2001 年修订的公式,支持华氏与摄氏两套温度单位、英里与公里两套风速单位,给出体感温度、与气温的差值、冻伤风险等级,并附一张固定气温的风速对照表。它适合户外作业排班、冬季出行着装、跑步与骑行强度调整,以及判断裸露皮肤在多大风力下可能冻伤。
计算原理与变量说明
先把输入统一到公式要求的单位:°F = °C × 9 ÷ 5 + 32,mph = km/h ÷ 1.609344。换算完成后套用:
WC = 35.74 + 0.6215·T - 35.75·V^0.16 + 0.4275·T·V^0.16
- 35.74 是基准常数,决定整套曲线的高度;
0.6215·T是气温线性项,气温每升高 1°F 体感大约升高 0.62°F;-35.75·V^0.16是纯风冷项,风速越大这一项越负;0.4275·T·V^0.16是气温与风速的交互项,天越冷又越有风时它补回得越多。 - 把默认值代进去看四项各占多少:T=32、V=15 时 V^0.16 = 1.542;四项分别是 35.74、0.6215×32 = +19.89、-35.75×1.542 = -55.14、0.4275×32×1.542 = +21.10。相加得到 21.6,即 21.6°F。风冷项一项就压掉了大半,交互项又把它抬回来一部分,这个「一压一抬」正是公式的精髓。
- 指数取 V^0.16 而不是 V 或 V²,是 2001 年用受试者在冷藏风洞中的实测数据拟合的结果。风速对散热的影响远弱于线性:风速成倍增加时 V^0.16 的增幅很小,风冷项只温和变负,正好贴合 5 到 60 mph 常见区间的实测曲线。若直接用 V,强风段会严重高估体感寒冷。
- 风寒指数描述的是裸露皮肤散热速率的等效温度,不是温度计读数,也不是物体表面温度。它只对「有体温、会出汗散热的人体」有意义。
完整示例(数值仅作演示)
示例一(英制默认值):气温 32°F、风速 15 mph。代入公式得到风寒指数 21.6°F = -5.8°C。气温 32°F 本身等于 0°C,所以体感比气温低 10.4°F = 5.8°C。按加拿大环境部的分级,-5.8°C 落在「注意」区间上沿,正常着装即可,但要注意防风。
示例二(公制):气温 0°C、风速 30 km/h。先把风速按 1.609344 折算成英里制再套公式,得到 20.4°F = -6.5°C。这与英制算出的 21.6°F 属于同一量级;把 15 mph 折算成 24 km/h 再算,结果正好回到 21.6°F,说明两套单位切换后公式仍然自洽。
示例三:固定风速 20 mph,只改气温,体感随气温下降而加速下坠。
- 气温 40°F 时体感 30.5°F(-0.8°C)。
- 气温 32°F 时体感 20.0°F(-6.7°C)。
- 气温 20°F 时体感 4.2°F(-15.4°C)。
- 气温 10°F 时体感 -8.9°F(-22.7°C)。
- 气温 0°F 时体感 -22.0°F(-30.0°C)。
- 气温 -10°F 时体感 -35.1°F(-37.3°C)。
从这组数可以看出:20 mph 的风把 0°F 压到体感 -22.0°F(-30.0°C),已经落入「极端」区间,裸露皮肤可能在 10 分钟内冻伤。同样是 0°F,风从 20 mph 再往上加,体感还会继续下探,这就是排户外班时必须看体感、不能只看气温的原因。以上数值均为演示,不代表任何具体日期或地点的实测。
不同风速对照表
下表固定气温 32°F(0°C),只改变风速,用来判断「风每加一级、体感掉多少」。
可以看到,风速从 5 mph 加到 40 mph,体感只从 27.1°F 掉到 15.8°F,风速的涨幅远大于体感的跌幅。风冷的效果是「开头快、后面钝」:低风速段每一级的影响最大,风速越高、再加风带来的边际影响越小。这也是为什么 10 mph 与 20 mph 的体感差距,明显大于 30 mph 与 40 mph 的差距。
结果边界、舍入与适用说明
- 适用边界:气温不高于 50°F 且风速大于 3 mph。这是 2001 版 NWS 公式的标定区间;气温高于 50°F 时风速对散热的影响会被高估,风速不超过 3 mph 时公式趋近失效。两种情况页面都只给提示,不做计算。
- 体感不等于气温:无风时体感温度就等于气温本身,这也解释了为什么「等效无风气温」与风寒指数总是同一个数——它就是「要让你在无风时也感到这么冷,气温需要低到多少」。
- 冻伤风险分级(加拿大环境部,按摄氏度):高于 -10 为「注意」;-10 到 -27 为「危险」,裸露皮肤可能冻伤;-28 到 -39 为「极端」,约 10 分钟内可冻伤;-40 到 -47 为「极危险」,约 5 分钟内可冻伤;低于 -48 为「极端危险」,约 2 分钟内可冻伤。
- 体感温度不能用来判断物体结冰或水箱防冻:水管、水箱、汽车电瓶没有体温,也不会像皮肤那样靠蒸发散热,它们是否结冰只取决于真实气温与保温条件,而不看体感。用体感温度去估防冻时间会得出偏冷或偏暖的错误结论。
- 结果按 1 位小数显示,公式内部全程用双精度浮点,不做中间舍入,只在最终输出时取 1 位小数。
- 输入上限按控件设定:气温 -100 到 150、风速 0 到 300,超范围会给出具体提示而不是静默归零。
- 公式只在华氏温度搭配英里每小时时成立,页面内部的公制换算只服务于输入与显示,不改变公式本身的形式。
常见问题
「风寒指数」和「体感温度」是一回事吗?
在本页语境下基本等价:风寒指数是体感温度的一种特定算法,专门描述风把人体散热加快后、身体感受到的等效温度。其他体感指标还会把湿度、日照、辐射温度算进去,算法不同,结果也会有差别,所以看到「体感」二字时最好先确认用的是哪套公式。
为什么 0°C 无风时不觉得冷、有风就很难受?
因为风不降低气温,只加快散热。无风时皮肤表面会形成一层薄薄的暖空气,有风时这层暖空气被不断吹走,热量流失加快,皮肤的温度感受器就把「冷」报给大脑。风寒指数换算的是这个散热速率,而不是把空气降温。示例中 32°F 无风时体感就是 32°F,加了 15 mph 的风才掉到 21.6°F。
体感温度能用来判断路面结冰或水箱防冻吗?
不能。风寒指数只对「有体温、会蒸发散热的人体」成立,水管、水箱、汽车电瓶没有体温,是否结冰只由真实气温和保温条件决定。0°C 配大风时人体体感可能是 -6.5°C,但路面温度仍然是 0°C 附近;若按体感去判断防冻,就会误判冻害风险。
为什么气温高过 50°F 或风很小时页面不给结果?
因为 2001 版公式的标定范围就是气温不高于 50°F、风速大于 3 mph。超出这个范围,风速对散热的影响会被公式放大,或公式本身趋近失效,硬算出来的数字没有参考价值。这两种情形页面会直接给出提示,并说明此时体感温度等于气温。
华氏与摄氏的结果为什么小数点对不齐?
因为公式先在华氏与英里制下算出结果,再按 °C = (°F - 32) × 5 ÷ 9 换算成摄氏度,两套读数各自独立四舍五入到 1 位小数,所以末位看起来会差一点点,属于正常的显示舍入,不是计算错误。
风速我要填公里每小时,该怎么处理?
直接在「风速单位」里选公里每小时,输入数值按 km/h 填即可;页面内部会按 1 ÷ 1.609344 折算成英里制再套公式,换算方向不会弄反。若是从 mph 换到 km/h,则乘以 1.609344,例如 15 mph 约等于 24 km/h。
这个工具免费吗?
免费,无需注册即可使用。
输入的数据安全吗?
安全。计算在当前浏览器本地完成,不会上传输入内容。