Lämpöindeksi: koettu ilman lämpötila, humiture ja humidex

Lämpöindeksi (humiture/humidex): miten lämpö ja kosteus vaikuttavat koettuun ilman lämpötilaan, terveysriskeihin ja indeksin laskentaan.

Lämpöindeksi (HI, myös "humiture") on mittaus, jossa yhdistetään ilman lämpötila ja suhteellinen kosteus ihmisen kokemaa vastaavaa lämpötilaa — eli kuinka kuumalta ilma tuntuu iholla ja elimistössä. Tulos tunnetaan myös nimillä "koettu ilman lämpötila" tai "näennäinen lämpötila". Esimerkiksi kun lämpötila on 32 °C (90 °F) ja ilmankosteus erittäin korkea, lämpöindeksi voi olla noin 41 °C (105 °F).

Miten lämpöindeksi syntyy ja miksi se on tärkeä

Ihmiskeho viilentää itseään pääasiassa hikoilemalla, jonka aikana hiki haihduttaa ja siirtää lämpöä pois kehosta. Kun suhteellinen kosteus on korkea, ilman kyky vastaanottaa haihtuvia vesimolekyylejä heikkenee ja haihtuminen hidastuu. Tämän seurauksena elimistö menettää lämpöä hitaammin ja kehon lämpötila voi nousta, mikä lisää lämpöstressiä.

Lämpöindeksi on kehitetty kuvaamaan tätä vaikutusta siten, että käyrä tai laskukaava kertoo, millaisena ilman lämpötila tuntuisi, kun otetaan huomioon tietty suhteellinen kosteus. Mittaukset perustuivat pitkälti subjektiivisiin kuvauksiin — koehenkilöt raportoivat, kuinka kuumalta he tuntevat ilman erilaisissa lämpötila- ja kosteusyhdistelmissä — ja niiden perusteella luotiin indeksi, jonka avulla voidaan verrata eri olosuhteita toisiinsa.

Historia ja yhteys muihin indekseihin

George Winterling kehitti lämpöindeksin vuonna 1978 nimellä "humiture", ja kansallinen sääpalvelu otti sen käyttöön vuotta myöhemmin. Se perustuu osittain Robert G. Steadmanin aikaisempaan työhön. Kuten tuulen kylmyysindeksi, myös lämpöindeksi sisältää oletuksia esim. ihmisen ruumiinpainosta, pituudesta, vaatetuksesta, fyysisen aktiivisuuden määrästä, veren ominaisuuksista sekä takaisin säteilystä ja tuulesta. Suuret poikkeamat näistä oletusarvoista heikentävät indeksin tarkkuutta.

Kuinka lämpöindeksi lasketaan (yksinkertaisesti)

Yleisin laskentakaava on USA:n sääpalvelun (NOAA) käyttämä monimuuttujainen polynomi, joka on annettu Fahrenheit-asteina. Kaava (F) on:

HI = -42.379 + 2.04901523 T + 10.14333127 R - 0.22475541 T R - 0.00683783 T^2 - 0.05481717 R^2 + 0.00122874 T^2 R + 0.00085282 T R^2 - 0.00000199 T^2 R^2

missä T on ilman lämpötila Fahrenheit-asteina ja R on suhteellinen kosteus prosentteina (esim. 85).

Kaavan yhteyteen on lisätty yksinkertaisia korjauksia tietyille lämpötiloille ja kosteuksille (esim. jos R < 13 % ja 80 °F < T < 112 °F vähennys, tai jos R > 85 % ja 80 °F < T < 87 °F lisäys). Käytännössä lämpöindeksi ilmoitetaan usein sekä Fahrenheit- että Celsius-asteina. NOAA:n raja-arvot tarkoittavat, että laskenta on merkityksellinen pääasiassa silloin kun T ≥ 80 °F (≈ 27 °C) ja suhteellinen kosteus on huomattava.

Humidex ja kastepiste

Kanadassa käytetään yleisesti vastaavaa suuretta, humidex-arvoa. Humidex eroaa lämpöindeksistä siten, että siinä käytetään kastepistettä (dew point) suhteellisen kosteuden sijasta. Yleinen humidexin laskentakaava on:

Humidex = T + 0.5555 × (e − 10),

missä e on vesihöyryn osapaine (hPa) joka lasketaan kastepistelämpötilan Td avulla: e = 6.11 × exp(5417.7530 × (1/273.16 − 1/(273.15 + Td))). Tästä syystä humidex korostaa kosteuden vaikutusta hieman eri tavalla kuin lämpöindeksi.

Tulkinta, rajoitukset ja mittauskäytännöt

• Lämpöindeksi lasketaan yleensä vain, kun todellinen lämpötila on yli noin 27 °C (80 °F), kastepistelämpötila yli noin 12 °C (54 °F) ja suhteellinen kosteus yli noin 40 %. Alle näiden raja-arvojen indeksin merkitys vähenee.
• Laskelmat perustuvat lämpötilamittauksiin, jotka on tehty varjossa eikä auringonpaisteessa; suorassa auringonvalossa koettu lämpö saattaa olla selvästi suurempi.
• Indeksi ei ota suoraan huomioon kaikkia tekijöitä: tuulennopeuden, suorien säteilyolosuhteiden, vaatetuksen, fyysisen aktiivisuuden, iän tai terveysongelmien vaikutus voi muuttaa yksilön kokemusta merkittävästi.
• Työpaikoilla ja urheilussa käytetään usein kattavampia mittareita, kuten WBGT:tä (wet-bulb globe temperature), joka huomioi myös säteilyn ja tuulen.

Terveysvaikutukset ja varoitusluokat

NOAA jakaa lämpöindeksin tasot terveydellisten riskien mukaan (F-asteina, mutta alla myös likimääräiset Celsius-vastineet):

• Maltillinen varoitus (80–90 °F / noin 27–32 °C): väsymys mahdollinen pitkäaikaisessa altistuksessa tai rasituksessa.
• Suuri varoitus (90–103 °F / noin 32–39 °C): raskas fyysinen työ voi aiheuttaa lämpöuupumusta; riskiryhmät kärsivät helpommin.
• Vaara (103–124 °F / noin 39–51 °C): lämpöhalvaus (heat stroke) ja muut vakavat oireet mahdollisia; välitön suoja ja nesteen saanti tarpeen.
• Äärimmäinen vaara (≥125 °F / noin ≥52 °C): korkea kuolemanriski, vaikka terve henkilö olisi vain lyhyesti altistettuna.

Oireita lämpöstressistä ovat runsas hikoilu, heikkous, huimaus, pahoinvointi, päänsärky, lihaskrampit ja sitä vakavammat oireet kuten sekavuus tai tajuttomuus (lämpöhalvaus). Riskiryhmiin kuuluvat vauvat, iäkkäät, sydän- ja verisuonisairaita sekä dehydraatuneita ihmisiä.

Käytännön neuvot kuumia ja kosteita olosuhteita varten

• Vähennä fyysistä rasitusta kuumimpina vuorokaudenaikoina.
• Pidä taukoja, etsi varjoa tai viilennystä ja juo runsaasti vettä — vältä alkoholia ja runsaasti kofeiinia sisältäviä juomia.
• Pukeudu kevyesti ja hengittävästi; käytä vaaleita, löysiä vaatteita.
• Seuraa paikallisia säätiedotuksia, joissa mittaustulokset ja varoitukset voivat perustua lämpöindeksiin tai humidexiin.
• Huolehdi riskiryhmistä: tarkista iäkkäät naapurit, lapsiperheet ja kroonisesti sairaat.

Rajoitukset ja mitä indeksi ei kerro

Lämpöindeksi on hyödyllinen yksinkertainen työkalu yleisen kuumuuden kokemuksen arviointiin, mutta se ei korvaa mittareita, jotka ottavat huomioon säteilyn, ilman kierron tai työkuorman. Esimerkiksi tuulen vaikutus voi joko lisätä tunnettua viilennystä (viileässä säässä) tai pahentaa lämpöstressiä, jos ilma on kuumaa eikä tuuli poista lämpöä tehokkaasti. Myös suora auringonpaiste nostaa koettua lämpöä huomattavasti verrattuna varjossa mitattuun arvoon.

Lisäksi kriittinen käsite työ- ja turvallisuuskonteksteissa on märkäkuuloke-lämpötila (wet-bulb temperature) — arvo, joka yhdistettynä korkeaan ilman lämpötilaan voi osoittaa tilanteet, joissa ihmisen lämpötilan säätely käy mahdottomaksi. Yleisesti katsotaan, että märkäkuulokkeen arvo noin 35 °C on kriittinen raja, jonka ylittäminen voi olla hengenvaarallista.

Päivitykset ja käytännöt Suomessa

Suomessa sääpalvelut ja terveysviranomaiset huomioivat kesäisin sekä lämpötilan että kosteuden vaikutuksen kansalaisten hyvinvointiin. Vaikka kuumat ja kosteammat olosuhteet ovat harvinaisempia kuin monissa trooppisissa maissa, lämpöaallot yleistyvät ilmastonmuutoksen seurauksena, joten lämpöindeksin ja humidexin avulla annettavat varoitukset ovat yhä tärkeämpiä kansanterveydellisesti.

Jos haluat tarkempia laskuesimerkkejä tai kaavoja muunnoksineen Celsius–Fahrenheit-asteikoilla, voin lisätä ne tähän tekstiin.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on lämpöindeksi?

K: Kuka kehitti lämpöindeksin?

K: Mitä eroa on lämpöindeksillä ja humidexillä?

K: Milloin lämpöindeksi vastaa todellista lämpötilaa?

K: Milloin mittaukset tehdään lämpöindeksin laskemista varten?

Kysymys: Miten erityistä varovaisuutta on noudatettava ulkoillessa korkeiden lämpötilojen aikana?

Hae kirjaimella