FIG. 124Sentidos
Sensação térmica pelo vento: tabela, cálculo e efeito
A 0 °F com vento de 15 mph, a tabela do National Weather Service marca −19 °F, e a pele exposta pode congelar em 30 minutos.
Este dispositivo não consegue mostrar o modelo 3D. Abaixo, você pode ler as etapas do guia em texto.
1 / 11 O exemplo da tabela do NWS0 °F e vento de 15 mph. A tabela marca −19 °F: na pele nua, esse vento tira calor tão depressa quanto o ar parado a −19 °F tiraria. Arraste para girar a vista.
Arraste para girar. Use a rolagem ou o gesto de pinça para ampliar.
O que o modelo mostra
Saia numa manhã sem vento a −7 °C (20 °F) e faz frio, mas dá para aguentar. Saia na mesma temperatura com um vento de 30 mph (cerca de 13 m/s) e logo as bochechas começam a arder. O termômetro marca o mesmo nos dois casos. O que mudou foi a rapidez com que a sua pele perde calor, e a sensação térmica pelo vento é o número que os serviços de meteorologia usam para descrever isso. Esta exposição mostra por que isso acontece e deixa você ler os valores oficiais: um manequim liso fica de pé no vento, uma camada fina de ar quente envolve o corpo e, conforme você aumenta o vento, essa camada vai sendo raspada e afinada no lado que enfrenta o vento. O painel de leitura dá a sensação térmica pelo vento segundo a fórmula do National Weather Service (NWS) em °F e em °C, o tempo de congelamento impresso na tabela do NWS e o nível usado pela Agência Meteorológica da Coreia (KMA).
Este é um modelo educativo. Ele não substitui as previsões, os avisos nem os alertas do serviço meteorológico do seu país, e não descreve sintomas nem primeiros socorros. Para isso, a seção Informações de saúde, perto do fim, remete ao CDC, ao NHS e à KMA.
O que a sensação térmica pelo vento mede
A sensação térmica pelo vento não é uma temperatura que se possa medir com um termômetro. É uma comparação. O NWS a define como o frio que pessoas e animais sentem ao ar livre, com base na taxa de perda de calor da pele exposta causada pelo vento e pelo frio. Uma sensação térmica de −19 °F significa que, na pele nua, o tempo real tira calor quase tão depressa quanto o ar parado a −19 °F tiraria.
Dessa definição saem duas consequências, e as duas surpreendem as pessoas.
Primeiro, a sensação térmica só vale para seres vivos mais quentes que o ar. O radiador de um carro, um cano de água ou um termômetro deixado no vento esfriam mais depressa, mas esfriam só até a temperatura do ar, nunca abaixo dela. O NWS dá o exemplo de ar a −5 °F com sensação térmica de −31 °F: o radiador não vai cair abaixo de −5 °F.
Segundo, a sensação térmica descreve a pele exposta. A pele sob uma jaqueta, um cachecol ou uma luva não está no vento e não é descrita pelo número. O índice foi construído em torno do rosto, a parte do corpo que mais costuma ficar descoberta no inverno.
A camada de ar quente em volta da sua pele
Qualquer objeto quente no ar frio aquece o ar que está colado nele. Esse ar é freado pelo atrito com a superfície e fica ali como uma camada fina, com alguns milímetros a alguns centímetros de espessura, conforme a forma e o fluxo de ar. O calor precisa atravessar essa camada para escapar, e o ar parado é um mau condutor de calor. Num dia calmo, a camada funciona como um cobertor muito fino.
Os engenheiros a chamam de camada limite térmica. Dentro dela, a temperatura cai de um valor próximo ao da pele, na superfície, até a temperatura do ar, na borda externa. Quanto mais fina a camada, mais íngreme essa queda e mais depressa o calor sai por ela.
O vento faz duas coisas com essa camada. Ele troca o ar aquecido por ar frio novo e a comprime, deixando-a mais fina no lado que enfrenta o vento. Nas laterais do corpo, onde o fluxo acelera ao passar apertado, a camada também é fina. Atrás do corpo, o fluxo se desprende da superfície e se desfaz em redemoinhos; ali a camada é mais grossa, mas é arrancada e refeita o tempo todo.
É isso que a casca em volta do manequim mostra. A espessura desenhada segue 1/√(vento), que é como a espessura de uma camada limite simples varia com a velocidade do fluxo, mas os centímetros em si não são valores medidos: a imagem está ali para mostrar a direção do efeito. Os números do painel de leitura vêm somente da fórmula e da tabela.
Por que a perda de calor não dobra quando o vento dobra
Se o vento afina a camada quente, por que um vento de 40 mph não parece duas vezes mais frio que um de 20 mph? A resposta está em como a camada e o corpo se comportam juntos.
O calor que sai do rosto precisa passar por duas barreiras em sequência: o tecido entre o sangue quente e a superfície da pele e, depois, a camada de ar do lado de fora. Com vento fraco, a camada de ar é a barreira maior, então um pouco de vento faz muita diferença. Conforme o vento aumenta, a camada de ar fica tão fina que a maior parte da resistência restante está dentro da própria pele, e mais vento muda cada vez menos. Por isso o termo do vento na fórmula é elevado à pequena potência 0,16: ir de 5 para 10 mph muda a sensação térmica muito mais que ir de 50 para 55 mph.
Dá para ver isso na tabela. A 0 °F, a sensação térmica cai 5 graus entre 5 e 10 mph (de −11 para −16 °F), mas só 2 graus entre 50 e 60 mph (de −31 para −33 °F).
A fórmula de 2001, termo a termo
Em 1º de novembro de 2001, o NWS passou a usar um novo índice de sensação térmica pelo vento. Ele foi desenvolvido pelo Joint Action Group for Temperature Indices (JAG/TI), um grupo patrocinado pelos governos dos Estados Unidos e do Canadá, organizado no outono de 2000 para desenvolver, testar e introduzir um único índice padrão, e a Environment Canada lançou o mesmo índice para os canadenses naquele outono. Em °F e mph, ele se escreve assim:
Sensação térmica (°F) = 35,74 + 0,6215 T − 35,75 V^0,16 + 0,4275 T V^0,16
onde T é a temperatura do ar em °F e V a velocidade do vento em mph. Na forma métrica, com T em °C e V em km/h:
Sensação térmica (°C) = 13,12 + 0,6215 T − 11,37 V^0,16 + 0,3965 T V^0,16
As duas formas dão o mesmo resultado depois de convertidas as unidades. Comparadas em 400 combinações de temperatura e vento, as duas formas diferem em menos de 0,1 °F.
Lida termo a termo, a fórmula diz três coisas. A constante e o termo 0,6215 T acompanham a temperatura do ar. O termo −35,75 V^0,16 reduz o resultado conforme o vento sobe, com a pequena potência que faz cada milha por hora extra contar menos. O último termo, 0,4275 T V^0,16, faz o vento pesar mais quando o ar está mais frio: a 40 °F, um vento de 30 mph derruba a sensação térmica em 12 graus; a −20 °F, em 33 graus.
O NWS lista o que entrou no modelo por trás da fórmula:
- a velocidade do vento a uma altura média de 5 pés, a altura típica do rosto de um adulto, calculada a partir de leituras na altura padrão do anemômetro, 33 pés (10 metros);
- um modelo de rosto humano;
- a teoria da transferência de calor para o calor que o corpo perde para o ambiente em dias frios e ventosos;
- um limite de vento calmo reduzido para 3 mph;
- um padrão consistente para a resistência térmica do tecido da pele;
- nenhum sol, como numa noite limpa.
O vento que você coloca na fórmula é o vento comum a 10 m de um boletim meteorológico. A fórmula já leva em conta o vento mais fraco na altura do rosto, então você não precisa reduzi-lo por conta própria.
Exemplos resolvidos
0 °F e 15 mph. V^0,16 = 15^0,16 = 1,543. Então 35,74 + 0,6215 × 0 − 35,75 × 1,543 + 0,4275 × 0 × 1,543 = 35,74 − 55,14 = −19,4 °F, impresso como −19 na tabela. Esse é o exemplo do próprio NWS, e a tabela o sombreia como uma célula de congelamento em 30 minutos.
−10 °C e 30 km/h. V^0,16 = 30^0,16 = 1,723. Então 13,12 − 6,215 − 11,37 × 1,723 + 0,3965 × (−10) × 1,723 = 13,12 − 6,215 − 19,59 − 6,83 = −19,5 °C. Na mesma temperatura e com apenas 5 km/h, o resultado é −13 °C, que é o exemplo dado pela KMA.
Seul, 24 de janeiro de 2023. O registro da KMA com a sensação térmica mínima diária da estação 108 (Seul) dá −16,5 °C com vento de 25,2 km/h em 10 minutos e sensação térmica de −27,2 °C. Com a fórmula: 25,2^0,16 = 1,676, então 13,12 − 10,25 − 19,05 − 10,96 = −27,15, publicado como −27,2 °C.
Daegwallyeong, 7 de janeiro de 2021. O valor mais baixo dos registros desta exposição: −21,7 °C com vento de 53,6 km/h em 10 minutos. 53,6^0,16 = 1,891, então 13,12 − 13,49 − 21,50 − 16,27 = −38,1 °C, igual à sensação térmica publicada pela KMA.
Como ler a tabela de sensação térmica do NWS
A tabela do NWS é uma grade com 12 velocidades de vento (de 5 a 60 mph, na lateral) e 18 temperaturas (de 40 a −45 °F, no alto). Cada célula traz a sensação térmica para aquele par, arredondada para um grau inteiro. A aba Controles desta exposição tem a tabela completa, e tocar numa célula ajusta o palco a ela.
Cada um dos 216 valores impressos coincide com a fórmula arredondada para o grau mais próximo; recalculando os 216, obtêm-se os mesmos valores. Se você encontrar uma tabela impressa com um valor um grau diferente, o mais provável é uma diferença de arredondamento numa reprodução.
Vale notar três coisas na tabela.
- Ao longo de qualquer linha, a sensação térmica cai cerca de 6 ou 7 graus a cada queda de 5 graus na temperatura do ar. É o 0,6215 T somado ao 0,4275 T V^0,16.
- Ao longo de qualquer coluna, os primeiros passos do vento são os que mais pesam. A 20 °F, ir do ar calmo a 5 mph já tira 7 graus (chega a 13 °F), enquanto ir de 50 a 60 mph tira só mais 1 (de −3 para −4 °F).
- O canto superior esquerdo está acima de zero no termômetro, mas abaixo de zero como sensação térmica. 35 °F com vento de 30 mph dão sensação de 22 °F. Mais sobre o que isso significa e o que não significa adiante.
Entre os valores impressos, o palco usa a coluna seguinte, mais fria, e a linha seguinte, mais ventosa, para escolher o sombreado de congelamento. Assim, o sombreado exibido nunca é mais ameno que o da tabela. O número da sensação térmica em si é sempre calculado pela fórmula, nos valores exatos que você ajustou.
Tempos de congelamento na tabela
A tabela tem três faixas sombreadas: 30 minutos, 10 minutos e 5 minutos. Elas indicam o tempo em que a pele exposta pode congelar naquela temperatura e com aquele vento. Os limites das faixas não seguem um único valor de sensação térmica. Por exemplo, −47 °F a 10 mph fica na faixa de 10 minutos, enquanto −48 °F a 60 mph fica na faixa de 5 minutos, e −35 °F a 10 mph ainda está na faixa de 30 minutos. Isso acontece porque os tempos vêm de um modelo de quão depressa a bochecha esfria, que depende da temperatura e do vento separadamente, e não só da combinação deles numa sensação térmica.
O modelo de resfriamento facial por trás desses tempos foi publicado em 2003 por Peter Tikuisis e Randall Osczevski, da Defence Research and Development Canada. Eles aplicaram o modelo dinâmico a muitas combinações de temperatura do ar e vento, tabularam as temperaturas estáveis da pele da bochecha e marcaram os tempos até o congelamento. Uma das conclusões explica o formato das faixas: para combinações que dão a mesma sensação térmica, a bochecha esfria mais depressa no início quando o vento é mais forte. Um vento forte sobre ar moderadamente frio pode, portanto, aproximar a faixa de 30 minutos mais do que um vento fraco sobre ar mais frio com a mesma sensação térmica.
As faixas são uma orientação para um adulto médio com o rosto seco. Os testes do NWS usaram doze voluntários adultos. Para saber quem corre mais risco no frio, siga as páginas do CDC e do NHS listadas nas fontes.
A mesma sensação térmica, outro tempo
Como a fórmula tem duas entradas, muitos dias diferentes dão a mesma sensação térmica. A aba Controles tem uma pequena tabela para isso: ela pega a sensação térmica que você ajustou e lista a temperatura que daria o mesmo valor a 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 e 60 mph.
Experimente −20 °F como exemplo. A 5 mph, você precisa de ar a cerca de −8 °F; a 20 mph, cerca de 2 °F; a 60 mph, cerca de 9 °F. Os três dias seriam descritos pelo mesmo número, mas não são iguais para quem está ao ar livre. O dia de vento forte parte de um ar mais quente, então a camada quente em volta do rosto é arrancada mais depressa no início, que é o efeito descrito por Tikuisis e Osczevski para os primeiros minutos de exposição. O dia de vento fraco parte de um ar muito mais frio, o que pesa mais para tudo que não é pele: baterias de carro, canos, um celular no bolso.
É por isso também que os serviços de meteorologia informam a temperatura do ar e o vento junto com a sensação térmica. A sensação térmica resume a perda de calor da pele nua. Ela não substitui os dois números de que vem.
Abaixo de 3 mph e acima de 50 °F
O NWS define a sensação térmica pelo vento apenas para temperaturas do ar iguais ou inferiores a 50 °F e ventos acima de 3 mph. Acima de 50 °F, o estresse de frio causado pelo vento é pequeno e outros índices descrevem como o tempo é sentido. Abaixo de 3 mph o ar é tratado como calmo e a fórmula não é usada: a sensação térmica é simplesmente a temperatura do ar.
A KMA aplica a mesma ideia em unidades métricas. Seu portal de dados afirma que a sensação térmica de inverno só é calculada quando a temperatura é de 10 °C ou menos e o vento é de 1,3 m/s ou mais. A calculadora da mesma página devolve a temperatura do ar para ventos de 4,8 km/h ou menos e nunca devolve um valor mais quente que a temperatura do ar.
Na exposição, baixar o vento para 3 mph ou menos mostra um aviso de que o índice não está definido e vale a temperatura do ar. Subir a temperatura acima de 50 °F faz o mesmo.
Parece abaixo de zero, mas não está
Ajuste 35 °F e 30 mph, e a sensação térmica é 22 °F, dez graus abaixo de zero. É tentador concluir que a pele poderia congelar. Não pode. O NWS responde isso diretamente: a própria temperatura do ar precisa estar abaixo de zero para que haja congelamento na pele exposta. A sensação térmica não consegue esfriar a sua pele abaixo da temperatura real do ar, então em ar acima de zero você não terá congelamento. Um tempo frio, úmido e ventoso acima de zero ainda pode ser perigoso por outros motivos, e o NWS aponta a hipotermia nesse caso; esta página não entra nesse assunto, mas os links de saúde abaixo entram.
A mesma lógica explica por que a sensação térmica não significa nada para objetos. Um cano em ar a 25 °F com vento de 30 mph congela mais depressa que em ar parado, porque o vento leva ar frio novo até ele, mas não ficará mais frio que 25 °F.
O que o índice deixa de fora
A fórmula é deliberadamente simples. Várias coisas que mudam o frio que você realmente sente não estão nela.
- Sol. O modelo supõe um céu limpo de noite. O sol forte no rosto acrescenta calor e faz a perda real de calor ser menor que a sugerida pelo índice.
- Umidade do ar. Quando o índice foi testado, a umidade relativa mudava o resultado em menos de um grau, então foi deixada de fora.
- Roupa. O número trata da pele nua. A pele coberta não é descrita.
- Seu corpo. Tamanho, condicionamento, circulação, quanto tempo você fica ao ar livre e se está em movimento mudam o frio que você sente. O índice usa um rosto de adulto padrão.
- Pele molhada. A pele molhada perde calor muito mais depressa por evaporação. O índice supõe pele seca.
São motivos para tratar a sensação térmica como um guia do tempo, não como uma medida de uma pessoa.
A fórmula da KMA e seus quatro níveis
A KMA publica a sensação térmica de inverno com a fórmula métrica do JAG/TI acima, usando o vento médio de 10 minutos em km/h. Seu portal de dados abertos traz, para cada estação, a menor sensação térmica de cada dia de outubro a abril, junto com a temperatura e o vento naquele momento. O verão é tratado de outro modo: de maio a setembro, a KMA usa uma fórmula separada, baseada em temperatura e umidade.
A tabela de sensação térmica do portal da KMA colore suas células em quatro níveis:
| Nível | Sensação térmica |
|---|---|
| Atenção (관심) | −10 °C ou mais quente |
| Cuidado (주의) | abaixo de −10 °C até −25 °C |
| Aviso (경고) | abaixo de −25 °C até −45 °C |
| Perigo (위험) | abaixo de −45 °C |
Mude a exposição para °C para ver o nível do tempo atual. No modo °F o nível fica oculto, porque a KMA o define em °C.
Os números do NWS e da KMA vêm da mesma fórmula, então uma dada temperatura e um dado vento dão a mesma sensação térmica em Seul e em Chicago. O que muda é como cada serviço a comunica: o NWS imprime a tabela de 2001 em °F e emite produtos locais para tempo frio, e a KMA publica valores mínimos diários em °C com seus quatro níveis.
Registros reais de inverno
A aba Controles contém 26 registros reais. Cada um traz a temperatura, o vento e a sensação térmica como a KMA os publicou, de modo que o palco mostra o dia exatamente como foi observado.
Do portal de dados abertos da KMA, para 26 estações da Coreia do Sul, a menor sensação térmica mínima diária registrada nos invernos de dezembro de 2017 a fevereiro de 2026, com a temperatura e o vento de 10 minutos naquele momento:
| Estação | Data | Temperatura | Vento | Sensação térmica |
|---|---|---|---|---|
| Daegwallyeong | 7 jan 2021 | −21,7 °C | 53,6 km/h | −38,1 °C |
| Incheon | 26 jan 2018 | −17,1 °C | 31,7 km/h | −29,1 °C |
| Chuncheon | 9 jan 2021 | −21,2 °C | 9,0 km/h | −28,2 °C |
| Dongducheon | 7 jan 2021 | −17,7 °C | 22,0 km/h | −28,0 °C |
| Hongcheon | 9 jan 2021 | −21,2 °C | 7,2 km/h | −27,2 °C |
| Jecheon | 7 jan 2021 | −15,7 °C | 29,2 km/h | −26,8 °C |
| Chungju | 8 jan 2021 | −17,3 °C | 13,7 km/h | −25,3 °C |
| Yeongwol | 7 jan 2021 | −13,9 °C | 27,0 km/h | −24,1 °C |
| Wonju | 7 jan 2021 | −15,1 °C | 16,9 km/h | −23,6 °C |
| Paju | 7 jan 2021 | −15,5 °C | 35,6 km/h | −27,5 °C |
| Cheorwon | 8 jan 2021 | −19,2 °C | 12,6 km/h | −27,3 °C |
| Inje | 8 jan 2021 | −19,0 °C | 13,3 km/h | −27,3 °C |
| Seul | 24 jan 2023 | −16,5 °C | 25,2 km/h | −27,2 °C |
| Gangneung | 8 jan 2021 | −15,0 °C | 31,3 km/h | −26,2 °C |
| Suwon | 8 jan 2021 | −16,9 °C | 18,0 km/h | −26,1 °C |
| Yangpyeong | 8 jan 2021 | −15,9 °C | 20,2 km/h | −25,4 °C |
| Sokcho | 7 jan 2021 | −14,7 °C | 25,6 km/h | −24,9 °C |
| Daejeon | 25 jan 2023 | −16,6 °C | 11,5 km/h | −23,7 °C |
| Daegu | 8 jan 2021 | −13,4 °C | 25,2 km/h | −23,2 °C |
| Cheongju | 25 jan 2023 | −16,3 °C | 10,4 km/h | −22,9 °C |
| Seosan | 24 jan 2023 | −12,2 °C | 29,2 km/h | −22,3 °C |
| Gwangju | 8 jan 2021 | −13,5 °C | 16,6 km/h | −21,5 °C |
| Busan | 8 jan 2021 | −11,7 °C | 25,2 km/h | −21,0 °C |
| Jeonju | 8 jan 2021 | −15,9 °C | 6,8 km/h | −20,8 °C |
| Ulleungdo | 7 jan 2021 | −8,0 °C | 41,4 km/h | −18,2 °C |
| Jeju | 24 jan 2023 | −3,2 °C | 43,2 km/h | −12,0 °C |
Dois padrões chamam a atenção. A maioria das mínimas cai em duas ondas de frio, de 7 a 9 de janeiro de 2021 e de 24 a 25 de janeiro de 2023. E a ordem pela sensação térmica não é a ordem pela temperatura. Chuncheon estava 4 graus mais fria que Incheon no termômetro, mas o vento de 31,7 km/h de Incheon lhe deu a menor sensação térmica. Jeju mal passou de zero para baixo, e mesmo assim um vento de 43,2 km/h levou sua sensação térmica a −12,0 °C. Recalculando cada uma dessas 26 linhas a partir da temperatura e do vento, obtém-se a sensação térmica publicada com precisão de 0,1 °C.
A título de comparação, os resumos dos escritórios de previsão do NWS nos Estados Unidos informam estes valores. Eles não estão na aba Controles porque os resumos não trazem a velocidade do vento junto (e alguns não trazem a temperatura), de modo que o palco não poderia mostrar essas manhãs sem inventar um número:
| Local | Data | Temperatura mínima | Menor sensação térmica |
|---|---|---|---|
| Grand Forks, ND (aeroporto) | 1 fev 1996 | não consta | −65 °F |
| Grand Forks, ND (aeroporto) | 29 jan 2019 | não consta | −61 °F |
| Fargo, ND (aeroporto) | 19 jan 1985 | não consta | −61 °F |
| Fargo, ND (aeroporto) | 29 jan 2019 | não consta | −56 °F |
| Cedar Rapids, IA (aeroporto) | 30 jan 2019 | não consta | −55 °F |
| Bloomington, IL (aeroporto) | 30 jan 2019 | −21 °F | −53 °F |
| Chicago O'Hare | 30 jan 2019 | −23 °F | −52 °F |
| Peoria, IL | 30 jan 2019 | −20 °F | −44 °F |
| Springfield, IL | 30 jan 2019 | −14 °F | −40 °F |
| Albany, NY (aeroporto) | 4 fev 2023 | −13 °F | −34 °F |
| Chicago O'Hare | 14 jan 2024 | −10 °F | −33 °F |
| Chicago O'Hare | 21 jan 2025 | não consta | −28 °F |
O escritório do NWS em Grand Forks observa que os valores de 1996 e 1985 são as sensações térmicas mais frias dos registros do aeroporto desde 1948.
A onda de frio de janeiro de 2019
Vários dos registros desta exposição vêm dos mesmos poucos dias. No fim de janeiro de 2019, uma massa de ar ártico se instalou sobre o Meio-Oeste dos Estados Unidos, e os escritórios do NWS na região escreveram resumos detalhados depois.
Em Chicago, o aeroporto O'Hare registrou −23 °F na manhã de 30 de janeiro, a temperatura mais fria da cidade em 34 anos, e uma sensação térmica de −52 °F uma hora antes. Rockford marcou seu recorde histórico de mínima na manhã seguinte, com −31 °F. Peoria passou 41 horas a 0 °F ou menos. Em Mount Carroll, no extremo noroeste de Illinois, um observador registrou −38 °F, valor que o State Climate Extremes Committee agora lista como o recorde de todos os tempos de Illinois, superando os −36 °F de 1999. Mais a oeste, Cedar Rapids e Moline bateram recordes históricos de mínima, e o aeroporto de Cedar Rapids informou uma sensação térmica de −55 °F. Em Dakota do Norte, o aeroporto de Grand Forks chegou a uma sensação térmica de −61 °F em 29 de janeiro.
Seis anos depois, o escritório do NWS em Chicago notou algo incomum numa onda menor: durante o frio de 19 a 24 de janeiro de 2025, havia pouca neve no chão. Desde 1942, apenas 28 dias em Chicago com temperaturas abaixo de zero tiveram o solo sem neve, um pouco menos de 5 % de todos os seus dias abaixo de zero. A neve no chão costuma ajudar o ar a esfriar durante a noite, então ar muito frio sem ela indica o quanto a própria massa de ar era fria.
Pele exposta: de que parte de você o número fala
O índice de sensação térmica descreve a pele nua, então vale perguntar quanta pele uma pessoa vestida deixa descoberta. O atendimento a queimados usa tabelas de área há décadas. Na tabela de Lund e Browder, de 1944, a cabeça de um adulto é cerca de 7 % da superfície do corpo, o pescoço 2 % e cada mão 2,5 %. Uma pessoa de jaqueta e calça de inverno, mas sem gorro, cachecol nem luvas, tem portanto cerca de 14 % da pele no vento.
A chave Gorro e proteção facial da exposição cobre a cabeça e o pescoço, e a chave Luvas cobre as mãos. Com as duas ligadas, a parcela exposta cai a 0 % e a sensação térmica deixa de descrever qualquer parte do manequim. A exposição não calcula quanto mais quente a pele coberta se mantém: isso depende do tecido, da espessura, de quanto vento o atravessa e de ele estar molhado ou não, e não existe um valor oficial único. As coberturas só mudam a que o número se aplica.
O índice antigo: água na Antártida
O primeiro índice de sensação térmica pelo vento veio da Antártida. O NWS descreve assim a pesquisa de 1945 dos exploradores antárticos Paul Siple e Charles Passel: eles mediram a taxa de resfriamento da água num recipiente pendurado numa haste alta ao ar livre. A Environment Canada descreve o mesmo índice como estimado pela medição da perda de calor de cilindros de água na Antártida. Dessas taxas saiu uma perda de calor em quilocalorias por metro quadrado por hora, mais tarde citada em watts por metro quadrado. As notas da calculadora do NWS ainda trazem a fórmula nessa forma:
Perda de calor (W/m²) = (12,1452 + 11,6222 √V − 1,16222 V) × (33 − T)
com V em m/s e T em °C. A exposição mostra esse número no painel de leitura como a perda de calor do índice de 1945, arredondada para os 10 W/m² mais próximos, para que você compare como as duas abordagens reagem ao vento.
O índice antigo foi usado pelos Estados Unidos e pelo Canadá durante décadas, mas tinha problemas. Um recipiente de água congela mais depressa que a carne, de modo que, nas palavras do NWS, o índice antigo subestimava o tempo até o congelamento e superestimava o efeito de resfriamento do vento. A Environment Canada acrescenta mais dois: cilindros de plástico não têm fonte interna de calor e não reagem ao frio como os vasos sanguíneos da pele, e as velocidades de vento antigas vinham de torres a mais de 10 metros do chão, e não da altura média humana de 1,5 metro, onde o atrito reduz o vento a cerca de dois terços. O novo índice partiu de testes com uma cabeça de manequim com uma pele de material condutor de calor, feitos pela Environment Canada e pelo Departamento de Defesa Nacional. No início do verão de 2001, ele foi conferido em testes com pessoas no Defence and Civil Institute of Environmental Medicine, em Toronto, onde 6 voluntários homens e 6 mulheres ficaram sentados num túnel de vento refrigerado.
Avisos e alertas de tempo frio
O número da sensação térmica desta página não é um alerta. Os alertas oficiais são emitidos pelos serviços de meteorologia com critérios próprios, que levam em conta previsões, duração e o clima local.
Nos Estados Unidos, o NWS define localmente os critérios para os Cold Weather Advisories e os Extreme Cold Warnings. Como exemplo, o NWS cita a região de Rochester, em Nova York: um Extreme Cold Warning quando se espera que a temperatura aparente, com ou sem vento, caia a −25 °F ou menos, e um Cold Weather Advisory quando se espera que a temperatura do ar ou a sensação térmica caia entre −15 e −24 °F. Outras regiões usam outros limites, porque as pessoas em Minneapolis e em Atlanta estão acostumadas a invernos diferentes.
Na Coreia, a KMA emite alertas de onda de frio com critérios próprios. Consulte as páginas de tempo da KMA para ver os alertas atuais e os critérios em vigor; os valores desta exposição não os substituem.
O que o modelo simplifica
- A casca de ar quente é desenhada, não calculada. Sua espessura segue 1/√(vento) na imagem, e o afinamento no lado do vento e a esteira irregular são mostrados só de forma qualitativa.
- As linhas de vento seguem o fluxo de manual em torno de um cilindro vertical da largura do corpo, mais uma esteira ondulada desenhada. O fluxo real em torno de uma pessoa é tridimensional e turbulento.
- O tom da pele exposta acompanha a temperatura do ar como imagem. Não é uma temperatura da pele.
- A faixa de congelamento vem da célula impressa da tabela, arredondada para o lado mais frio e mais ventoso entre os valores impressos. Os tempos reais dependem da pessoa e da situação.
- O nível da KMA usa a sensação térmica em °C arredondada para um grau inteiro, como faz a tabela da KMA.
- As porcentagens de pele exposta são valores de adulto de uma tabela de queimaduras, usados só para mostrar quanta pele uma pessoa vestida deixa descoberta.
Informações de saúde
Esta página não descreve os sintomas de congelamento nem de hipotermia, nem o que fazer diante deles. Para isso, recorra às orientações dos órgãos de saúde e de meteorologia:
- CDC, Prevenção de congelamento (em inglês)
- NHS, Congelamento (em inglês)
- NHS, Hipotermia (em inglês)
- NWS, Segurança no frio (em inglês)
- KMA, guia do índice de tempo cotidiano (em coreano)
Os endereços estão na lista de fontes abaixo e no quadro Informações de saúde da aba Controles.
Perguntas
Como se calcula a sensação térmica pelo vento?
Com a fórmula de 2001 do NWS e do Canadá: sensação térmica (°F) = 35,74 + 0,6215 T − 35,75 V^0,16 + 0,4275 T V^0,16, com T em °F e V em mph. Em °C, com V em km/h, é 13,12 + 0,6215 T − 11,37 V^0,16 + 0,3965 T V^0,16. A KMA usa a forma métrica. A fórmula vale para temperaturas iguais ou inferiores a 50 °F (10 °C) e ventos acima de 3 mph.
Qual é a sensação térmica a 0 °F com vento de 15 mph?
−19 °F, como impresso na tabela do NWS. O NWS observa que, com essa sensação térmica, a pele exposta pode congelar em 30 minutos.
Quanto tempo leva para ter congelamento no frio?
A tabela do NWS sombreia três faixas: 30 minutos, 10 minutos e 5 minutos na pele exposta. Qual faixa vale depende da temperatura e do vento. Por exemplo, −25 °F com vento de 30 mph está na faixa de 5 minutos. Os tempos vêm de testes com doze voluntários adultos, seis homens e seis mulheres, caminhando num túnel de vento frio.
Quanto frio é frio demais para ficar ao ar livre?
Não há uma temperatura única. A tabela do NWS mostra como o risco aumenta com o frio e o vento juntos: a 0 °F com vento de 15 mph (sensação térmica de −19 °F), a pele exposta pode congelar em 30 minutos, e a −25 °F com vento de 30 mph pode congelar em 5 minutos. Cada escritório meteorológico define os alertas para a sua própria área. Perto de Rochester, no estado de Nova York, por exemplo, o NWS emite um aviso de tempo frio (Cold Weather Advisory) para uma temperatura do ar ou sensação térmica de −15 a −24 °F e um alerta de frio extremo (Extreme Cold Warning) a −25 °F ou menos. Na Coreia, siga os alertas de ondas de frio da KMA. Para saber quem corre mais risco, consulte as páginas dos CDC e do NHS na lista de informações de saúde. O modelo desta página não é uma previsão do tempo.
Por que o vento faz parecer mais frio?
A pele aquece uma fina camada de ar parado junto a ela, com espessura de alguns milímetros a alguns centímetros, e o calor precisa atravessar essa camada para escapar. O vento substitui continuamente o ar aquecido por ar frio e afina a camada, então a pele perde calor mais rápido. O ar em si não está mais frio: um termômetro no mesmo vento indica a mesma temperatura. A sensação térmica pelo vento expressa essa perda mais rápida de calor em uma escala de temperatura. Aumente o vento na cena e observe a camada laranja ficar mais fina no lado voltado para o vento.
Qual é a diferença entre a sensação térmica pelo vento e o índice de calor?
Eles descrevem condições meteorológicas opostas. A sensação térmica pelo vento combina a temperatura do ar e o vento, e o NWS só a usa a 50 °F ou menos com vento acima de 3 mph. O índice de calor combina a temperatura do ar e a umidade relativa quando faz calor: no exemplo do NWS, ar a 96 °F com 65 % de umidade dá um índice de calor de 121 °F. Alguns aplicativos mostram um único valor de "sensação térmica", que corresponde ao efeito do vento no inverno e ao índice de calor no verão. Esta exposição trata apenas da sensação térmica pelo vento.
Dá para ter congelamento com temperatura acima de zero?
Não. O NWS afirma que a temperatura do ar precisa estar abaixo de zero para que haja congelamento na pele exposta. Uma sensação térmica abaixo de 32 °F em ar acima de 32 °F não causa congelamento, embora condições de frio e umidade tragam outros riscos.
A sensação térmica afeta carros, canos ou plantas?
O vento faz os objetos esfriarem mais depressa, mas só até a temperatura do ar. O radiador de um carro em ar a −5 °F com sensação térmica de −31 °F não cairá abaixo de −5 °F. A sensação térmica como número vale para pessoas e animais.
Por que os números de sensação térmica diferem entre os aplicativos?
A maioria dos serviços usa a mesma fórmula de 2001, então as diferenças costumam vir de entradas diferentes: uma previsão em vez de uma observação, vento com média em outro período, uma estação em outro lugar ou arredondamento. Alguns aplicativos também mostram um valor de "sensação de" que mistura a sensação térmica pelo vento no inverno com o índice de calor no verão.
A sensação térmica coreana (체감온도) é a mesma da americana?
No inverno, sim. O portal de dados abertos da KMA traz a mesma fórmula do JAG/TI em °C e km/h, usada com o vento médio de 10 minutos, para temperaturas de 10 °C ou menos e ventos de 1,3 m/s ou mais. No verão, a KMA usa uma fórmula diferente, baseada em temperatura e umidade.
Que velocidade de vento entra na fórmula?
O vento padrão a 10 m (33 pés) de uma estação meteorológica ou previsão. A própria fórmula leva em conta o vento mais fraco na altura do rosto, cerca de 5 pés.
Por que não há sensação térmica quando o vento é fraco?
Abaixo de 3 mph o ar é tratado como calmo e a fórmula não é usada; a sensação térmica é igual à temperatura do ar. A calculadora da KMA faz o mesmo para ventos de 4,8 km/h ou menos.
O sol muda a sensação térmica?
O índice supõe que não há sol, como numa noite limpa. O sol no rosto acrescenta calor, então a perda real de calor é menor que a sugerida pelo índice. A fórmula não inclui correção para isso.
Quais são os níveis de sensação térmica da KMA?
A tabela da KMA colore a sensação térmica em quatro níveis: Atenção com −10 °C ou mais quente, Cuidado abaixo de −10 até −25 °C, Aviso abaixo de −25 até −45 °C e Perigo abaixo de −45 °C.
Qual era o índice antigo de sensação térmica pelo vento?
O criado por Paul Siple e Charles Passel a partir de experimentos de congelamento de água na Antártida, publicado em 1945. Foi substituído em 2001 pelo índice JAG/TI, que modela a perda de calor de um rosto humano.
Termos
- Temperatura de sensação térmica pelo vento (índice de resfriamento pelo vento): a temperatura, em ar parado, que tiraria calor da pele nua tão depressa quanto a temperatura e o vento reais.
- Camada limite térmica: a camada fina de ar junto a uma superfície quente, que o calor precisa atravessar por condução.
- JAG/TI: Joint Action Group for Temperature Indices, o grupo que definiu o índice de 2001.
- Tempo de congelamento: na tabela do NWS, o tempo em que a pele exposta pode congelar com uma dada temperatura e um dado vento.
- Vento a 10 m: vento medido na altura padrão do anemômetro, 10 metros (33 pés).
- Pele exposta: pele não coberta pela roupa, a única que o índice descreve.
Fontes
- National Weather Service, Wind Chill Chart (effective 11/01/01). https://www.weather.gov/media/safety/windchillchart3.pdf (conferido em 2026-10-28)
- National Weather Service, Understanding Wind Chill (with Wind Chill FAQ). https://www.weather.gov/safety/cold-wind-chill-chart (conferido em 2026-10-28)
- National Weather Service El Paso, Wind Chill calculator notes (formula in °F and in W/m²). https://www.weather.gov/media/epz/wxcalc/windChill.pdf (conferido em 2026-10-28)
- National Weather Service El Paso, Wind Chill Calculator. https://www.weather.gov/epz/wxcalc_windchill (conferido em 2026-10-28)
- NOAA Weather Prediction Center, Wind Chill (knots table). https://www.wpc.ncep.noaa.gov/html/windchill.shtml (conferido em 2026-10-28)
- National Weather Service, Cold Safety. https://www.weather.gov/safety/cold (conferido em 2026-10-28)
- National Weather Service, Heat Index (Heat Safety Resources). https://www.weather.gov/safety/heat-index (conferido em 2026-10-30)
- Korea Meteorological Administration, Open MET Data Portal, 체감온도 (formula, conditions, wind chill table and daily station values). https://data.kma.go.kr/climate/windChill/selectWindChillChart.do (conferido em 2026-10-28)
- Korea Meteorological Administration, 생활기상지수 지수안내. https://www.weather.go.kr/w/theme/daily-life/life-weather-info-index.do (conferido em 2026-10-28)
- NWS Chicago, January 30-31, 2019: Record to Near-Record Cold in Northern Illinois. https://www.weather.gov/lot/RecordColdJan2019 (conferido em 2026-10-28)
- NWS Lincoln, IL, Review of the Arctic Blast of Late January 2019. https://www.weather.gov/ilx/30jan2019-arctic (conferido em 2026-10-28)
- NWS Quad Cities, Summary of Record Cold: Jan 29-31 2019. https://www.weather.gov/dvn/summary_01302019 (conferido em 2026-10-28)
- NWS Grand Forks, Late January 2019 Extreme Cold Summary. https://www.weather.gov/fgf/2019_01_29-31_ExtremeCold (conferido em 2026-10-28)
- NWS Albany, February 3-4, 2023 Arctic Cold. https://www.weather.gov/aly/February_3-4_2023_Arctic_Cold (conferido em 2026-10-28)
- NWS Chicago, January 14-17, 2024: Multiday Stretch of Bitterly Cold Temperatures and Wind Chills. https://www.weather.gov/lot/2024_01_14-17_Cold (conferido em 2026-10-28)
- NWS Chicago, January 19-24, 2025: Multiday Cold Spell. https://www.weather.gov/lot/2025_01_19-24_ColdSpell (conferido em 2026-10-28)
- NOAA National Centers for Environmental Information, State Climate Extremes Committee records. https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/scec/records (conferido em 2026-10-28)
- P. Tikuisis, R. J. Osczevski, Facial Cooling During Cold Air Exposure, Bulletin of the American Meteorological Society 84 (7), 927 to 934 (2003). https://journals.ametsoc.org/view/journals/bams/84/7/bams-84-7-927.xml (conferido em 2026-10-28)
- National Weather Service, Wind Chill Temperature Index (brochure). https://www.weather.gov/media/twc/wind-chill-brochure.pdf (conferido em 2026-10-29)
- Environment Canada, Science and the Environment Bulletin No. 27, November/December 2001, "The New Formula for Cold". https://publications.gc.ca/Collection/EN1-28-1-2001-08E.pdf (conferido em 2026-10-29)
- R. Osczevski, M. Bluestein, The New Wind Chill Equivalent Temperature Chart, Bulletin of the American Meteorological Society 86 (10), 1453 to 1458 (2005). https://doi.org/10.1175/BAMS-86-10-1453
- P. A. Siple, C. F. Passel, Measurements of Dry Atmospheric Cooling in Subfreezing Temperatures, Proceedings of the American Philosophical Society 89 (1), 177 to 199 (1945).
- C. C. Lund, N. C. Browder, The estimation of areas of burns, Surgery, Gynecology and Obstetrics 79, 352 to 358 (1944).
- Centers for Disease Control and Prevention, Preventing Frostbite. https://www.cdc.gov/winter-weather/prevention/preventing-frostbite.html (conferido em 2026-10-28)
- NHS, Frostbite. https://www.nhs.uk/conditions/frostbite/ (conferido em 2026-10-28)
- NHS, Hypothermia. https://www.nhs.uk/conditions/hypothermia/ (conferido em 2026-10-28)
Texto e simulação: CC BY-NC-SA 4.0, salvo indicação em contrário.





