Vindavkylning

Luftfuktighet och vindförhållanden i Sverige

av Ingvar Holmér, professor i klimatfysiologi

Statistiken säger:
- Det blåser fler dagar om året och det blåser mer i dessa regioner, särskilt under vinterhalvåret.
- Luftfuktigheten är högre i kustnära trakter och den är generellt högre i södra Sverige under vinterhalvåret.
- Sydvästra Sverige och västra fjällen får mer nederbörd under fler dagar än resten av landet.

Vindavkylning, effektiv temperatur
Faktablad nr 17.

Särskilt vid låga temperaturer ger höga vindhastigheter större avkylning än vad termome-tern visar. Förfrysningsrisken ökar därmed och man bör därför hellre se till den avkylande effektiva temperaturen beräknad som en kombination av temperatur och vind, vilket tabellen nedan visar. Från och med vintersäsongen 2003-2004 använder vi den effektiva temperaturen beräknad enligt en ny formel framtagen av de båda forskarna Randall Oscevski (USA) och Maurice Bluestein (Kanada), se omstående sida. Den har redan börjat tillämpas i åtminstone USA, Kanada och Norge.

Sedan länge har vindens avkylande effekt uppskattats enligt den metod som amerikanen Paul Siple tog fram med hjälp av experiment i Antarktis. Den kan sammanfattas med en formel vilken ger en effektiv temperatur som en funktion av temperatur och vindstyrka. Med effektiv temperatur, T eff, menas den temperatur som vid vindstilla och gångfart* ger samma avkylande effekt som aktuell temperatur, T, och vindstyrka, v. Med Siples formel kan denna effektiva temperatur beräknas enligt:

På senare år har denna formel emellertid ifrågasatts. Siple använde små plastflaskor med vatten och mätte hur snabbt dessa frös vid olika temperaturer och vindhastigheter, vilket inte behöver vara rättvisande för hur vi människor reagerar. Vidare har man menat att hans formel ger alltför låga effektiva temperaturer vid starka vindar. Formeln har också den egenheten att den vänder vid 25 m/s, det vill säga den ger högre temperaturer när vinden ökar över denna gräns. Det är naturligtvis orimligt varför formeln inte kan användas för vindar över 25 m/s. Formeln klarar inte heller vindar under 1.8 m/s. Ett nytt omfattande projekt startades därför i Amerika och de två forskarna Randall Osczevski (USA) och Maurice Bluestein (Kanada) tog fram en ny formel. Den nya metoden baseras på undersökningar med hjälp av försökspersoner som försetts med temperatursensorer, främst i ansiktet, varvid avkylningen kunnat registreras. Vid jämförelse med Siples metod får generellt sett starka vindar inte lika stor kylande effekt. Exempelvis ger -20° och 10 m/s en effektiv temperatur på -34° med den nya metoden mot -44° med Siples. Enligt den nya metoden valdes "vindstilla" som omkring 0.5 m/s och formeln kan därmed inte tillämpas för lägre vindstyrkor. Vid svaga vindar strax över gångvinden, 1.8 m/s, ger den nya metoden en större avkylande effekt än den tidigare. Exempelvis ger den vid -20° och 2 m/s en effektiv temperatur på hela -26° mot bara -21° enligt Siples formel, Detta beror delvis på valet av lägsta vindstyrka. Osczevskis och Bluesteins formel ges av: T eff = 13.126667+0.6215·T-13.924748·v 0.16 +0.4875195·T·v 0.16

*gångfart motsvarar en vind på 1.8 m/s

I figur 1 på nästa sida ges en grafisk bild av vindförhållandena i Sverige under vintern baserat på observationer under 30 år (1961–1990). Som synes är det ofta lugnt i inlandet. Antalet lugna dagar är betydligt färre i kust och sjönära områden och naturligtvis till havs. Mest blåser det vid kusterna, till havs och i västra fjällkedjan. I kusttrakterna blåser det också mer på västkusten och i Skåne än längs kusten i övrigt. Dominerande vindriktningar är mellan syd och väst. På västkusten finns stort inslag av nordostliga vindar och i mellansverige nord och nordväst.

Förhållandena är likartade under hösten, som också har de starkaste vindarna under året. Vindförhållandena påverkas också av lokala faktorer såsom dalgångar, bergsluttningar, närhet till sjöar och hav, skog eller öppen terräng, samlingar av byggnader etc. I dessa fall kan vinden både dämpas (i läsituationer) eller förstärkas (exempelvis mellan höga byggnader). Sammanfattningsvis, eftersom det blåser mer och oftare på vissa orter upplevs detta som (och är faktiskt) kallare vid samma klädsel och aktivitet. Vindkyleindexet kan endast användas för att bedöma kylverkan på bar hud. Vindens inverkan på en person och dennes värmebalans bestäms av klädselns isolationsförmåga, vindtäthet och tillslutning kring kroppen. Fliken "Värmebalans" visar hur den totala isolationsförmågan minskar med stark vind. Klädseln utgjordes av en treskikts vinterklädsel med två olika ytterplagg. Inledningsvis minskar isolationen genom att luftlagret utanpå klädseln "blåser bort". Men i stark vind tillkommer andra effekter: luften pressas in mellan skikten och klädseln sammanpressas. Ett helt vindtätt material som dessutom är formstabilt skyddar bättre vid stark vind.

Luftfuktigheten har mindre inverkan på klimatupplevelsen än man tror. Undersökningar i normalt inomhusklimat har visat att inverkan på temperaturkänslan är minimal. Däremot så kan luften upplevas som mer eller mindre torr. Inverkan på kroppens slemhinnor (ögon, luftvägar, hud) tycks dominera denna upplevelse.

Sambandet mellan luftens temperatur och fuktighet vid olika mättnadsgrad (relativ luftfuktighet) är väl känt och kan beskrivas i ett så kallat Mollierediagram (figur 4). Den undre kraftiga linjen visar sambandet mellan luftens temperatur och innehåll av vattenånga vid mättnad (dvs vid 100 % relativ luftfuktighet). Innehållet av vattenånga anges som vattnets ångtryck i luften (kPa). Mängden vattenånga i luft av samma temperatur och atmosfärstryck motsvaras av ett givet ångtryck. Ökar mängden, så ökar ångtrycket och vice versa. De ovanför liggande linjerna anger hur mycket vattenånga luften kan innehålla vid 90 % mättnad, 80 % mättnad, 70 % mättnad och så vidare (relaitv luftfuktighet).

Fenomenen kring fuktig luft har sin största relevans kring ±0°C och i varmare klimat. Som nämnts är kall luft nästan torr (även om den relativa luftfuktigheten kan vara 100 %). Eftersom det är mängden vattenånga i luften som i huvudsak bestämmer hur vi människor reagerar, så blir av naturliga skäl inte luftfuktigheten någon betydelsefull faktor för vare sig värmebalans eller klimatupplevelse i mycket kallt klimat. Sannolikt spelar därför andra fenomen in och "sammanblandas" med luftfuktigheten. Sådana fenomen utgörs av övermättad luft (ex vis dimma), fuktig luft från öppet vatten, underkylt regn, samt oftare väderlek kring 0 °C med omväxlande snö och regn som kan påverka klädseln negativt. Detta ska jämföras med det "torrare" klimatet i norr med stabila temperaturer under 0 °C och nederbörd i form av torr snö.

Sammanfattningsvis kan konstateras att torr (kall) luft och svaga vindar är vanligare under vintern i norr, särskilt i inlandet. Kommer man ner till Skåne och västkusten på vintern upplevs antagligen det blåsiga och tidvis fuktiga (0-gradiga) klimatet som – just – ruggigt. Viktig för klimatupplevelsen är också klädvanor, som i norr är betydligt bättre anpassade till kyla än i syd- och västsverige. En funktionell klädsel för kallt klimat ska inte bara ge en god isolation. Den ska utestänga vinden genom såväl material som genom ordentliga tillslutningsanordningar. Den ska också vara vattenavvisande eller vattentät. Samtidigt som skyddet mot kyla, vind och väta upprätthålls måste klädseln var flexibel nog att medge god ventilation och utsläpp av kroppens överskottsvärme vid tungt arbete.