Temperatura effettiva e temperatura percepita
Nell'ambito della meteorologia e in alcune discipline affini alla medicina (come la fisiologia) viene definita la cosiddetta temperatura percepita, ossia la sensazione di "caldo" o di "freddo" che viene avvertita; essa è dovuta non solo alla temperatura effettiva, ma anche ad altre condizioni ambientali. Per esempio l'umidità dell'aria può aumentare la sensazione di caldo, mentre il vento può aumentare la sensazione di freddo. La ragione per cui l'umidità dell'aria può aumentare il disagio correlato alla sensazione di caldo è che un contenuto maggiore di vapore acqueo nell'aria rende meno agevole l'evaporazione di acqua contenuta nel sudore, processo fondamentale per il corpo umano per liberare calore in eccesso. Invece, la ragione per cui il vento può aumentare il disagio correlato alla sensazione di freddo è che esso aumenta la velocità con cui il corpo disperde calore. La spiegazione di questo fenomeno è insita nella definizione di temperatura di bulbo umido.
Per misurare il disagio legato a condizioni ambientali calde e umide, viene impiegato frequentemente l'indice humidex (o umidex, detto anche "indice di calore"),[6] che calcola la temperatura percepita, tenendo anche conto dell'umidità. L'indice humidex può essere ricavato a partire dalla seguente formula:
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dove H è la temperatura apparente humidex (in °C), T è la temperatura (effettiva) dell'aria (in °C), ed e è la pressione parziale del vapore dell'aria (in hPa). Il valore di e può essere misurato con appositi strumenti oppure calcolato empiricamente a partire dall'umidità relativa UR:
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Dunque la temperatura apparente H è funzione della temperatura effettiva e dell'umidità relativa.
Esistono altri indici per le condizioni calde e umide, come gli indici di disagio THOM, che però non forniscono una valutazione della temperatura apparente.
Per misurare invece il disagio legato a condizioni ambientali di freddo e vento, viene impiegato frequentemente l'indice wind chill (detto anche "indice di raffreddamento"), che calcola la temperatura percepita tenendo conto anche della velocità del vento. L'indice wind chill è stato utilizzato per la prima volta nel 1936 da Paul A. Siple, ricercatore nell'Antartico. Sono state proposte diverse formule per questo indice; la formula corrispondente al New Wind Chill Equivalent Temperature Chart (introdotto nel 2001 dal National Weather Service - NWS - degli USA) è la seguente:
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dove W è la temperatura apparente wind chill (in °C), T è la temperatura effettiva dell'aria a 10 m di altezza (in °C), V è la velocità del vento (in km/h). La formula indicata è valida solo per velocità del vento maggiori o uguali a 1,3 metri al secondo (4,68 km/h) e per temperature effettive inferiori a 10 °C.