겨울철 체감온도는 온도와 바람에 의해 느끼는 추위의 정도를 정량화한 것이다. Siple-Passel은 최초로 바람에 의한 냉각효과를 이용하여 바람냉각상당온도를 제시하였으나 일반인에게 적합하지 않기 때문에 많은 문제점이 지적되어 왔으므로 이 논문에서 결점들을 비교 분석하였다. Steadman 모델은 열평형(thermal equilibrium) 이론에 근거하여 보다 현실적이지만 추위의 정도를 구분하여 설명하지 못하였다. 최근 캐나다와 미국에서 개발한 JAG/TI-모델은 보다 정확하고 이해하기 쉬우며 인체실험을 반영하였으나 태양복사, 습도, 개인의 신체적 차이 등은 고려하지 않았다. 나이, 사람의 활동, 건강, 신진대사 등이 다르기 때문에 어느 모델이 사람에게 적합한지는 실험 비교가 필요하다. 따라서 우리의 야전환경에 적합한 체감온도모델의 개발이 요구된다.
겨울철 체감온도는 온도와 바람에 의해 느끼는 추위의 정도를 정량화한 것이다. Siple-Passel은 최초로 바람에 의한 냉각효과를 이용하여 바람냉각상당온도를 제시하였으나 일반인에게 적합하지 않기 때문에 많은 문제점이 지적되어 왔으므로 이 논문에서 결점들을 비교 분석하였다. Steadman 모델은 열평형(thermal equilibrium) 이론에 근거하여 보다 현실적이지만 추위의 정도를 구분하여 설명하지 못하였다. 최근 캐나다와 미국에서 개발한 JAG/TI-모델은 보다 정확하고 이해하기 쉬우며 인체실험을 반영하였으나 태양복사, 습도, 개인의 신체적 차이 등은 고려하지 않았다. 나이, 사람의 활동, 건강, 신진대사 등이 다르기 때문에 어느 모델이 사람에게 적합한지는 실험 비교가 필요하다. 따라서 우리의 야전환경에 적합한 체감온도모델의 개발이 요구된다.
The concept of sensible temperature in winter is an attempt to quantify the sensation of cold by dry-bulb temperature combined with wind speed. Siple-Passel’s windchill equivalent temperature originated in experiments that are not conformable to various human conditions. Therefore, many investigator...
The concept of sensible temperature in winter is an attempt to quantify the sensation of cold by dry-bulb temperature combined with wind speed. Siple-Passel’s windchill equivalent temperature originated in experiments that are not conformable to various human conditions. Therefore, many investigators have found the flaws which are listed. Steadman’s model is based on the concept of thermal equilibrium and more sound and more representative of human conditions. But no classifications exist for Steadman’s windchill equivalent temperature, yet. The JAG/TI-model which was developed by US and Canada is more accurate, easy to understand and reflects human beings by conducting experiments using human volunteers but didn't take into account solar radiation, wet condition and physical state of the individual. Because of individual differences in people’s age, activity, health, metabolic rate, etc., no experimental evidence exists to suggest whether Siple-Passel’s, Steadman’s and JAG/TI-model’s windchill equivalent temperature is more applicable to the majority of people. Therefore we need the windchill model which is best applicable to Korean Army.
The concept of sensible temperature in winter is an attempt to quantify the sensation of cold by dry-bulb temperature combined with wind speed. Siple-Passel’s windchill equivalent temperature originated in experiments that are not conformable to various human conditions. Therefore, many investigators have found the flaws which are listed. Steadman’s model is based on the concept of thermal equilibrium and more sound and more representative of human conditions. But no classifications exist for Steadman’s windchill equivalent temperature, yet. The JAG/TI-model which was developed by US and Canada is more accurate, easy to understand and reflects human beings by conducting experiments using human volunteers but didn't take into account solar radiation, wet condition and physical state of the individual. Because of individual differences in people’s age, activity, health, metabolic rate, etc., no experimental evidence exists to suggest whether Siple-Passel’s, Steadman’s and JAG/TI-model’s windchill equivalent temperature is more applicable to the majority of people. Therefore we need the windchill model which is best applicable to Korean Army.
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문제 정의
위해서이다. 따라서 본 연구는 체감온도 이론을 고찰하고 S-P 모델의 문제점을 분석하면서 2001년부터 미국의 NWS(Nadonal Weather Service)와 캐나다의 MSC(Meteorological Services of Canada) 그리고 미군에서 채택한 JAGZIL모델을 비교함으로써 체감온도에 대한 이해를 넓히고 우리 군에 적합한 체감온도 모델의 개발을 제안하고자 한다.
따라서 본 연구는 선행된 체감온도 관련 연구의 제시, 비교 및 분석을 통하여 한 . 미 연합작전 차원에서 JAG/ TI-모델을 채택하여 교리의 통일과 우리 군에 적합한 체감온도 모델의 개발을 제안하고자 한다.
가설 설정
신체면적 L7n? 의 사람이 1.3301广의 속도로 걷고 있다고 가정하고, 얼굴(신체면적의 3%)은 노출시키고 손과 발(신체 면적의 12%)은 장갑으로, 몸(신체 면적의 85%)은 적절히 옷을 입고 있을 때 인체의 열 생산량(heat generated)을 188Wm"로 가정하였다. 이때 인체의 총 열 손실량(heat lost)은 호흡에 의한열손실량, 호흡으로 수증기 증발에 의한 열손실량, 노출된 피부의 열 손실량, 장갑으로 보호된 손과 발의열손실량, 그리고 옷으로 보호된 부분의 열 손실량의 합이며 이것은 인체의 열 생산량과 같다는 열 평형이론을 토대로 온도(T, ℃)와 풍속(Y 队广)에 따라 인체의 단위면적당 열 손실량(H, Wm「2)을 식(5) 와 같이 계산하였다.
제안 방법
JAG/TI-모델은 자발적으로 실험에 참여한 캐나다인 12명의 얼굴을 기준으로 풍동실험 데이터 분석을 통하여 개발되었다. 풍동 내부의 실험대상자들은 태양복사가 없는 조건에서 얼굴의 온도와 열손실량을 측정할 수 있는 센서를 코, 턱, 이마, 뺨에 부착하였다.
Steadman 모델은 S-P 모델과는 달리 노출된 피부 대신 인체의 열 평형이론과 피복, 신진대사, 증발량, 태양복사, 열 대류, 호흡에 의한 열 손실 그리고 기준풍속(1.33ms-') 등을 고려하여 인체의 열 손실량을 계산하였으며, 특히 고도 10m에서의 풍속을 1.7m에서의 풍속으로 보정하였다는 점에서 보다 현실적으로 체감온도를 계산하였다.
또한 JAG/TI-모델도 고도 10m에서 풍속의 2/3 (67%)를 얼굴높이 (1.5m)에서의 풍속으로 보정하여 체감온도로 계산하였다.
32cm)에 물 (10℃, 250g)을 채워 건물 위에 매달아 두고 바람과 온도에 따라 실린더의 물이 어는 시간을 5분 간격으로 야간에 측정하였다. 실험데이터를 근거로 노출된 피부(온도를 33℃로 가정)의 단위면적당 열손실량 (cooling power of the atmosphere)을 계산하여 바람과 온도에 의한 냉각효과를 바람냉각인자(windchill factor, Fwc)로바람냉각인 자는 바람냉각인자는 후에 Court(1948)에 의해 S-P 모델의 틀은 유지하면서 방정식의 상수를 수정하여 사용되었다.
풍동 내부의 실험대상자들은 태양복사가 없는 조건에서 얼굴의 온도와 열손실량을 측정할 수 있는 센서를 코, 턱, 이마, 뺨에 부착하였다. 이때 내부의 온도와 풍속을 다양하게 변화시키면서 피부 온도와 열손실량을 측정. 분석하여 온도(。와 풍속(V)에 따른 최적의 체감온도(W。를 공식(7), (8) 과같이 제시하였다(Nelson et al.
3301广의 속도로 걷고 있다고 가정하고, 얼굴(신체면적의 3%)은 노출시키고 손과 발(신체 면적의 12%)은 장갑으로, 몸(신체 면적의 85%)은 적절히 옷을 입고 있을 때 인체의 열 생산량(heat generated)을 188Wm"로 가정하였다. 이때 인체의 총 열 손실량(heat lost)은 호흡에 의한열손실량, 호흡으로 수증기 증발에 의한 열손실량, 노출된 피부의 열 손실량, 장갑으로 보호된 손과 발의열손실량, 그리고 옷으로 보호된 부분의 열 손실량의 합이며 이것은 인체의 열 생산량과 같다는 열 평형이론을 토대로 온도(T, ℃)와 풍속(Y 队广)에 따라 인체의 단위면적당 열 손실량(H, Wm「2)을 식(5) 와 같이 계산하였다.
첫째, S-P 모델은 피부 온도를 33℃로 가정하고 물이 들어있는 플라스틱 실린더를 통하여 인체의 열 손실량을 계산하였다. 그러나 우리의 인체는 물이 들어 있는 플라스틱 실린더와 달라서 열을 잃기도 하지만 열을 생산하여 인체의 열평형을 유지한다.
개발되었다. 풍동 내부의 실험대상자들은 태양복사가 없는 조건에서 얼굴의 온도와 열손실량을 측정할 수 있는 센서를 코, 턱, 이마, 뺨에 부착하였다. 이때 내부의 온도와 풍속을 다양하게 변화시키면서 피부 온도와 열손실량을 측정.
대상 데이터
있어왔다. NWS와 MSC는 지금까지의 체감온도 이론을 토대로 새로운 최적의 모델을 개발하기 위한 연구팀, JAG/TI (Joint Action Group for Temperature Indices)# 구성하여 JAG/n- 모델을 개발하였고 2001년 10월 1일부터 공식적으로 사용하게 되었다. 특히 미군교범(U.
성능/효과
넷째, S-P 모델은 사람이 움직임으로써 생기는 상대적인 풍속을 고려하지 않고 플라스틱 실린더의 열 손실량을 기초로 바람냉각인 자로 나타내었다. 후에 바람 냉각상당온도는 기준풍속을 1.
셋째, 일반적으로 대기 경계층에서 바람의 연직분포는 지수 함수적으로 증가하며 풍속은 풍속계로 지상 10m의 높이에서 측정한다. 겨울철 개활한 지형에서 지상 10m(w)에서의 풍속(vio)과 어떤 높이。, )에서의 풍속(V)과의 관계는 식(9) 와 같다(Buckler, 1969).
후속연구
또한 추위의 정도를 노출된 피부가 동상에 걸리는 시간(time-to-frostbite)으로 제시하였다는 점에서 그 활용 가치가 크다. 즉 Table 2와 같이 노출된 피부의 경우 95%의 사람들은 체감온도가 -60 이상일 때 2 분 이내, -35 이상일 때는 10분 이내에 동상이 발생하고, -25 이상에서는 피부가 얼기 시작하기 때문에 동상의 위험이 있다는 것이다.
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