Education TOP STORIES Αρθρογραφια Κοινωνία Μετεωρολογία και Κλίμα

Πότε είναι λανθασμένες οι μετρήσεις της θερμοκρασίας από τα αυτοκίνητα; Πόσο μπορεί να φτάσει η θερμοκρασία;

Η μεγάλη πλειονότητα των αυτοκινήτων διαθέτει αισθητήρα θερμοκρασίας εξωτερικού αέρα τοποθετημένο στον μπροστινό προφυλακτήρα ή πίσω από τη μάσκα, κοντά στο ψυγείο. Αυτή η θέση επιλέγεται επειδή έχει άμεση επαφή με τον εξωτερικό αέρα κατά την κίνηση , είναι προστατευμένη από χτυπήματα ή φθορές, και επιτρέπει απλή καλωδίωση και εύκολη συντήρηση. Ωστόσο, η συγκεκριμένη θέση είναι επιρρεπής σε επιρροές από την ακτινοβολία του ήλιου στο εμπρός μέρος του αυτοκινήτου, τη θερμότητα που εκλύεται από τον κινητήρα ή το ψυγείο και την ανάκλαση της θερμότητας από τον δρόμο, ειδικά στην πόλη. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ο αισθητήρας συχνά να μετρά όχι την πραγματική θερμοκρασία του περιβάλλοντος αέρα, αλλά μια θερμοκρασία εντός μικροκλίματος πολύ επηρεασμένου από το ίδιο το όχημα, ειδικά αν κινείται με πολύ μικρές ταχύτητες σε ένα μποτιλιάρισμα. Η θερμοκρασία επηρεάζεται από τους κατωτέρω παράγοντες:

1. Η επίδραση της ηλιοφάνειας και της ταχύτητας του αυτοκινήτου : Κατά τις καλοκαιρινές ημέρες, όταν το όχημα είναι παρκαρισμένο στον ήλιο, η θερμότητα που συγκεντρώνεται στον χώρο του προφυλακτήρα και στις γύρω μεταλλικές επιφάνειες μπορεί να ανεβάσει τη θερμοκρασία αισθητά. Έτσι, όταν ο οδηγός μπει στο αυτοκίνητο και δει ένδειξη «42°C» ενώ η πραγματική θερμοκρασία είναι 35°C, υπάρχει σημαντική απόκλιση. Αυτή η μέτρηση είναι εντελώς εσφαλμένη, επειδή ο αισθητήρας δεν βρίσκεται σε θερμικά ουδέτερο περιβάλλον. Μόνο μετά από αρκετά λεπτά οδήγησης (τουλάχιστον 5–10 λεπτά σε ανοιχτό δρόμο) μπορεί να αρχίσει να πλησιάζει την αληθινή τιμή, και αυτό υπό προϋποθέσεις . Η ακρίβεια της μέτρησης του αισθητήρα εξαρτάται έντονα από την ταχύτητα του οχήματος. Όταν το αυτοκίνητο κινείται σταθερά (π.χ. σε εθνική οδό), ο αισθητήρας διαπνέεται συνεχώς από ροή αέρα και επηρεάζεται λιγότερο από τη θερμότητα του κινητήρα ή του οδοστρώματος. Αντίθετα, στην πόλη όπου η ταχύτητα είναι μικρή και οι στάσεις συχνές (σε φανάρια, μποτιλιάρισμα), η θερμοκρασία του αισθητήρα επηρεάζεται άμεσα από tο θερμό ρεύμα αέρα του κινητήρα, τη θερμότητα του δρόμου που ανέρχεται με την ακτινοβολία και το φαινόμενο θερμικής νησίδας της πόλης.

2. Η ψευδαίσθηση της ακρίβειας και τα αντίστροφα σφάλματα:  Το γεγονός ότι η θερμοκρασία εμφανίζεται στο ταμπλό με ακρίβεια δεκάτου (π.χ. 34.5°C) δίνει την ψευδαίσθηση επιστημονικής ακρίβειας. Στην πραγματικότητα, οι αισθητήρες έχουν ανοχές σφάλματος ±1,5 έως ±2,5 βαθμούς. Σε περιπτώσεις καύσωνα, το σφάλμα αυτό μπορεί να είναι μεγαλύτερο λόγω της θερμικής συσσώρευσης στον χώρο μέτρησης. Ο μέσος οδηγός δεν γνωρίζει αυτή τη διαφορά και τείνει να εμπιστεύεται την ένδειξη άκριτα.  Ενώ το καλοκαίρι ο αισθητήρας μπορεί να υπερβάλλει προς τα πάνω, τον χειμώνα μπορεί να υποεκτιμά τη θερμοκρασία, ειδικά όταν το όχημα κινείται σε δρόμους με κρύο και έντονο ρεύμα αέρα. Ένα άλλο φαινόμενο είναι το πάγωμα του ίδιου του αισθητήρα όταν το όχημα έχει μείνει σταθμευμένο για ώρα σε υγρές και ψυχρές συνθήκες, με αποτέλεσμα να δίνει τιμές κάτω από το μηδέν χωρίς αυτές να αντανακλούν την πραγματική θερμοκρασία περιβάλλοντος.

3. Τεχνολογική εξέλιξη και μελλοντική ακρίβεια : Ορισμένα νέα ηλεκτρικά ή υβριδικά οχήματα υψηλής τεχνολογίας έχουν αρχίσει να ενσωματώνουν πιο προηγμένους αισθητήρες ή ακόμη και να συνδυάζουν δεδομένα από GPS και μετεωρολογικά δίκτυα . Σε τέτοια οχήματα, η ακρίβεια ενδέχεται να βελτιωθεί, αλλά η πλειονότητα των κυκλοφορούντων αυτοκινήτων βασίζεται ακόμη σε απλούς θερμικούς αισθητήρες NTC ή PTC με αρκετούς περιορισμούς. Εκείνο το οποίο σημειώνουμε είναι ότι ο αισθητήρας του αυτοκινήτου δεν προορίζεται για επιστημονική ή επαγγελματική χρήση. Ο κύριος σκοπός του είναι να ειδοποιήσει τον οδηγό για πιθανότητα παγετού (συνήθως με ένδειξη ή ηχητικό σήμα κάτω των 3°C), να βοηθήσει στη ρύθμιση του αυτόματου κλιματισμού (σε οχήματα που διαθέτουν dual ή tri-zone κλιματισμό) και να ενημερώσει για λόγους άνεσης και προσαρμογής οδήγησης. Άρα, ακόμα και σε ιδανικές συνθήκες, η μέτρηση του αισθητήρα δεν μπορεί να αντικαταστήσει μετεωρολογική μέτρηση.

Όπως και με τα θερμόμετρα των φαρμακείων, έχει παρατηρηθεί ότι πολλοί χρήστες κοινωνικών δικτύων ή media παρουσιάζουν ενδείξεις θερμοκρασιών από το ταμπλό των αυτοκινήτων ως “αποδείξεις καύσωνα”. Αυτές οι ενδείξεις, τραβηγμένες φωτογραφικά και αναρτημένες στο διαδίκτυο, δεν έχουν καμία αξία ως επιστημονικά δεδομένα. Είναι στιγμιαίες μετρήσεις υπό ανεξέλεγκτες συνθήκες. Αντίθετα, οι επίσημοι μετεωρολογικοί σταθμοί ακολουθούν τα διεθνή πρότυπα του WMO (World Meteorological Organization), που προβλέπουν μετρήσεις σε συγκεκριμένες ώρες, από σταθμούς με σκιά, αερισμό, σε ανοιχτό πεδίο. Οι αισθητήρες θερμοκρασίας των αυτοκινήτων παρέχουν ενδείξεις χρήσιμες για την καθημερινότητα του οδηγού αλλά δεν αποτελούν έγκυρη ή αξιόπιστη πηγή μετεωρολογικών δεδομένων. Με τα παραπάνω συνάγεται ότι οι τιμές της θερμοκρασίας που εμφανίζονται είτε σε αυτοκίνητα ή έξω από τα φαρμακεία δεν αντανακλούν τη μέση θερμοκρασία του περιβάλλοντος και ορθότερο είναι το κοινό να εμπιστεύεται τους επίσημους μετεωρολογικούς φορείς για την απόκτηση αντικειμενικών πληροφοριών θερμοκρασίας, τόσο σε περιόδους καύσωνα όσο και παγετού.

ΠΟΣΗ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΕΙΝΑΙ Η ΥΠΕΡΒΑΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΣΤΟ ΥΨΟΣ ΤΟΥ ΠΑΡΑΘΥΡΟΥ ΕΝΟΣ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ 

Σε συνθήκες καύσωνα, η θερμοκρασία που ανακοινώνεται επισήμως από τους μετεωρολογικούς σταθμούς —μετρημένη τυπικά σε ύψος 2 μέτρων και σε σκιερό, καλά αεριζόμενο περιβάλλον— απέχει σημαντικά από την πραγματική θερμική επιβάρυνση που βιώνει ο πολίτης μέσα στην πόλη ειδικά μέσα σε ένα αυτοκίνητο.  Ιδίως όταν βρισκόμαστε κοντά σε θερμαινόμενες επιφάνειες, όπως το παράθυρο ενός σταθμευμένου αυτοκινήτου, η θερμοκρασία μπορεί να υπερβεί κατά πολύ τις επίσημες θερμοκρασίες . Αν θεωρήσουμε ότι η εξωτερική θερμοκρασία είναι 40°C η υπέρβαση δεν είναι αμελητέα καθώς η θερμότητα που συσσωρεύεται σε μεταλλικές και γυάλινες επιφάνειες, η ανακλώμενη ακτινοβολία από άσφαλτο και κτίρια, καθώς και το φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας, οδηγούν σε πραγματικές συνθήκες που συχνά προσεγγίζουν ή και ξεπερνούν τους 60–70°C σε συγκεκριμένα σημεία του οχήματος . Παρακάτω γίνεται διερεύνηση του θερμικού φαινομένου , που ποσοτικοποιεί τις υπερβάσεις και βοηθά στην κατανόηση των κινδύνων που ενέχει η έκθεση σε τέτοιες θερμοκρασίες τόσο για την ανθρώπινη υγεία όσο και για τη σωστή ερμηνεία των θερμοκρασιακών ενδείξεων στον αστικό ιστό.

Βασιζόμενοι στη διεθνή βιβλιογραφία και τις πειραματικές μετρήσεις προκύπετι ότι αν η κανονική θερμοκρασία είναι 40°C, τότε στο παράθυρο ενός αυτοκινήτου μέσα σε αστικό περιβάλλον και με ηλιακή ακτινοβολία, η θερμοκρασία μπορεί να φτάσει 50–65°C στην εξωτερική επιφάνεια του παραθύρου, τους 60–80°C στο ταμπλό ή τιμόνι στο εσωτερικό, μέσα στην καμπίνα του αυτοκινήτου τους 45–60°C σε 15–30 λεπτά στάθμευσης.

Αυτή η διαφορά οφείλεται στην άμεση έκθεση στον ήλιο (solar load) ,στην αντανάκλαση από άσφαλτο, τους τοίχους και τα  κτίρια, στην αστική θερμική νησίδα και στην έλλειψη κυκλοφορίας του αέρα στο σταθμευμένο όχημα.

Θέση Μέτρησης Ύψος/Επιφάνεια Εκτιμώμενη Θερμοκρασία (°C) Παρατηρήσεις
Μετεωρολογικός Κλωβός 2 μέτρα πάνω από έδαφος 40°C Επίσημη μέτρηση, σε σκιά, με φυσικό αερισμό
Πεζοδρόμιο αστικής περιοχής 0–0.5 μέτρα (επιφανειακή) 50–60°C Η άσφαλτος απορροφά και εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία
Εξωτερική πλευρά παραθύρου αυτοκινήτου 1.2–1.5 μέτρα 50–65°C Επίδραση ηλιακής ακτινοβολίας, σκούρα υλικά θερμαίνονται περισσότερο
Αέρας κοντά στο παράθυρο 1.2–1.5 μέτρα 45–50°C Λόγω αντανάκλασης και απορρόφησης ηλιακής ενέργειας
Εσωτερικό καμπίνας αυτοκινήτου Εσωτερικός αέρας 55–65°C (σε 15–30 λεπτά) Θερμοκήπιο: εγκλωβισμός θερμότητας, ελάχιστος αερισμός
Ταμπλό / Τιμόνι Εσωτερική επιφάνεια 70–85°C Άμεση έκθεση στην ακτινοβολία, σκούρο υλικό
Καθίσματα (μαύρο δέρμα) Εσωτερική επιφάνεια 60–75°C Μπορεί να προκαλέσει έγκαυμα σε δέρμα
Διαφορά από τη “μετεωρολογική” τιμή +5 έως +25°C Ανάλογα με την επιφάνεια, το χρώμα, τη σκίαση και το χρόνο έκθεσης

Οι τιμές διαφέρουν ανάλογα με την ώρα της ημέρας (μεσημέρι = μέγιστη) , το χρώμα και το υλικό του αυτοκινήτου, την πυκνότητα του αστικού περιβάλλοντος,  το επίπεδο ηλιοφάνειας και την παρουσία αντικατοπτρισμών (π.χ. από γυάλινες προσόψεις). Στο παρακάτω γράφημα γίνεται σύγκριση των θερμοκρασιών σε συνθήκες καύσωνα με εξωτερική θερμοκρασία τους 40 °C

Η Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία των ΗΠΑ (NWS) έχει πραγματοποιήσει εκτεταμένες προσομοιώσεις με μετρήσεις εξωτερικής θερμοκρασία 40°C που προκαλούν στην καμπίνα θερμοκρασίες 55–60°C σε 30 λεπτά, επίσης οι Luber & McGeehin (2008) μελέτησαν τις ακραίες θερμοκρασίες και τις συχέτισαν με τη δημόσια υγεία στις ΗΠΑ και απέδειξαν ότι  ότι η θερμοκρασία σε σταθμευμένα αυτοκίνητα αυξάνεται κατά 20°C ή περισσότερο σε σχέση με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ανάλογες μελέτες έγιναν από την Jenifer Vanos et al. (2012 )  για θερμικό περιβάλλον σε παρκαρισμένα αυτοκίνητα σε αστικές περιοχές , όπυ βρέθηκε ότι για θερμοκρασίες 35–40°C, τα μέρη του οχήματος (π.χ. τιμόνι, ταμπλό) μπορούν να φτάσουν  τους 85–90°C. Κλασσική είναι και η μελέτη των Golden et al. (2007) οι οποίοι μελέτησαν τις θερμικές συνθήκες εντός και γύρω από αυτοκίνητα στο Φοίνιξ των ΗΠΑ. Βρέθηκε ότι σε συνθήκες  εξωτερικής θερμοκρασίας 41°C, το εσωτερικό των αυτοκινήτων ξεπέρασε τους 72°C σε 60 λεπτά.

Με τα παραπάνω έγινε κατανοητό πόσο υψηλές  θερμοκρασίες μπορούν να αναπτυχθούν μέσα σε ένα αυτοκίνητο και προσωπικά αναρωτιέμαι πως τα “καταφέρναμε” με τους καύσωνες πριν 40 χρόνια όταν οδηγούσαμε χωρίς κλιματισμό τα αυτοκίνητα της εποχής. Η απάντηση άμεση και σε δυό μόνο λέξεις,  με πολλά αποσιωπητικά . Είμαστε νέοι… 

Και να κλείνουμε με το παραπάνω κοινωνικό μήνυμα .

Επιστημονικές Πηγές Υποστήριξης

Vanos et al. (2012), Heat stress potential in vehicles, Building & Environment , Golden et al. (2007), Urban Heat Islands and Human Health, Int. J. Biometeorology , NOAA NWS Experiments (2015–2020) ,Luber & McGeehin (2008), Extreme Heat Events, American J. of Preventive Medicine.

Θεόδωρος Ν. Κολυδάς

Διευθυντής Τομέα Υδρομετεωρολογίας και Φυσικών Καταστροφών εργαστηρίου Assist Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης – Mετεωρολόγος Star Channel – Πρώην Διευθυντής Εθνικού Μετεωρολογικού Κέντρου ΕΜΥ – Μέλος της Επιστημονικής Επιτροπής της Έδρας UNESCO Con-E-Ect

Visited 385 times, 1 visit(s) today

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *