습구온도란 무엇인가요?
습구온도는 일정한 압력에서 물이 증발하면서 공기를 냉각시킬 수 있는 최저 온도를 말합니다. 열과 습도를 하나의 값으로 합쳐 표현하기 때문에, 인체가 받는 열 스트레스를 가늠하는 핵심 지표로 쓰입니다. 습구온도가 체온에 가까워지면 땀이 더 이상 효과적으로 증발하지 못해, 수치가 높을수록 위험해집니다.
계산기 사용 방법
기온(건구온도)을 섭씨(°C)로 입력하고, 상대습도를 0~100 사이의 백분율(%)로 입력하세요. 이 계산기는 널리 인용되는 경험식인 스털(Stull) 근사식을 사용해 습구온도를 °C와 °F로 함께 보여줍니다. 이 식은 표준 해수면 기압의 일반적인 지표면 조건에서 유효합니다.
공식 풀이
스털 공식은 온도와 습도에 대한 아크탄젠트 항(라디안 단위로 계산)을 이용해, 반복 계산 없이 습도계 기반의 습구온도를 근사합니다.
$$T_w = T \cdot \arctan\!\left(0.151977\sqrt{RH + 8.313659}\right) + \arctan(T + RH) - \arctan(RH - 1.676331) + 0.00391838\,RH^{1.5}\arctan(0.023101\,RH) - 4.686035$$
\(-20\,^\circ\text{C}\) ~ \(50\,^\circ\text{C}\), 상대습도 5%~99% 범위에서 약 \(\pm 1\,^\circ\text{C}\) 이내의 정확도를 가집니다.
계산 예시
기온 \(T = 30\,^\circ\text{C}\), 상대습도 \(RH = 50\%\)인 경우, 공식에 따른 습구온도는 약 \(21.92\,^\circ\text{C}\)이며, 이는 대략 \(71.45\,^\circ\text{F}\)에 해당합니다. 즉, 증발 냉각만으로 공기를 약 \(21.9\,^\circ\text{C}\)까지 식힐 수 있다는 뜻입니다.
자주 묻는 질문
고지대에서도 정확한가요? 스털 근사식은 표준 해수면 기압(약 1013 hPa)을 가정합니다. 따라서 고도가 높아질수록 정확도가 떨어집니다.
어느 정도의 습구온도가 위험한가요? 약 \(35\,^\circ\text{C}\)를 넘는 습구온도가 지속되면 인간이 견딜 수 있는 이론적 생존 한계로 여겨지며, \(30\)~\(31\,^\circ\text{C}\)를 넘는 값도 이미 매우 위험한 수준입니다.
습도선도 값과 약간 다른 이유는 무엇인가요? 이 식은 정확한 열역학적 해가 아니라 경험적 근사식이므로, 소수점 단위의 작은 차이는 자연스럽게 발생합니다.
