The cooling power of wind and its influence on human comfort in upland areas of Britain

Summary

Atmospheric cooling power is determined by ambient temperatures and wind speed. In upland areas, the decrease of mean temperature and increase of mean wind speed with altitude will greatly exacerbate the effect of atmospheric cooling. Using data from seven locations in upland Britain, an investigation has been made of the probability of occurrence of specified cooling rates for hourly and daily periods. A physically-based model was used to calculate the thickness of clothing required to maintain the human body in thermal equilibrium for given wind speeds and temperatures.

The results confirm the oceanic type of climate experienced in upland Britain with maximum and minimum cooling rates being found two months after the winter and summer solstices respectively. Daily ranges were appreciable, especially in winter when sudden storminess can dramatically increase wind speeds. This is a serious hazard for outdoor recreation in upland areas at this time of year when even mean cooling rates are high.

Zusammenfassung

Die atmosphärische Abkühlungsgröße wird durch die Umgebungstemperatur und die Windgeschwindigkeit bestimmt. In Hochlandgebieten verstärken die Temperaturabnahme und die Zunahme der Windgeschwindigkeit mit der Höhe die Wirkung der atmosphärischen Abkühlung. Mit Verwendung von Beobachtungsdaten von 7 Orten im Hochland von Britannien wurde die Wahrscheinlichkeit des Vorkommens spezifischer Abkühlungs-werte für Stunden und Tagesperioden untersucht. Mit Anwendung eines physikalisch begründeten Modells wurde die Dicke der Kleidung berechnet, die erforderlich ist, um den menschlichen Körper im thermischen Gleichgewicht mit den jeweiligen Windge-schwindigkeiten und Temperaturen zu halten. Die Ergebnisse bestätigen den ozeanischen Klimatyp des britischen Hochlandes mit Maxima und Minima der Abkühlungswerte zwei Monate nach den Winter- und Sommersolstizien. Merkliche Tagesschwankungen treten besonders im Winter auf, wenn bei plötzlichem Unwettereintritt die Windgeschwindigkeit stark zunimmt. Dies ist eine ernste Gefahr für einen Erholungsaufenthalt im Freien in Hochlandgebieten in dieser Jahreszeit, weil da auch die mittleren Abkühlungsgrößen schon groß sind.

Résumé

La force du refroidissement atmosphérique est fixée par la température ambiante et par la vitesse du vent. Aux hautes terres la décroissance de la température moyenne et la croissance de la vitesse moyenne du vent avec l'augmentation de l'élévation aggravent beaucoup les effets du refroidissement atmosphérique. En utilisant les données de sept localitées aux hautes terres britanniques on a fait une enquête sur la probabilité de l'occurrence des taux de refroidissement précises pour les périodes d'heures en heures et journalières. On a utilisée un modèle de base physique pour estimer l'épaisseur des vêtements qui serait nécessaire pour maintenir le corps humain en équilibre thermal à quelques vitesses données du vent et des températures.

Les résultats confirment le climat océanique des hautes terres britanniques: les taux de refroidissement maximum et minimum se trouvent à deux mois après les solstices. Les variations journalières étaient sensibles, surtout en hiver quand des tempêtes soudaines peuvent augmenter rapidement les vitesses du vent. Ce fait constitue un péril sérieux pour les activités récréatives aux hautes terres à cette saison quand les taux de refroidissement moyens sont élevés.