شاخص جهانی آب و هوای حرارتی UTCI، یک شاخص زیست اقلیم برای توصیف آسایش فیزیولوژیکی بدن انسان در شرایط خاص هواشناسی است . نه تنها دمای محیط، بلکه متغیرهای دیگری مانند رطوبت، باد و تشعشع را نیز در نظر می گیرد، همه عواملی که به طور قابل توجهی بر واکنش فیزیولوژیکی ما به محیط اطراف تأثیر می گذارند.

به عنوان مثال، تصور کنید  در یک روز بسیار آفتابی. دمای واقعی 0 درجه سانتیگراد است، اما ممکن است به راحتی احساس کنید که در زیر آفتاب شدید 12 درجه سانتیگراد است. برعکس، اکنون تصور کنید که ناگهان ابری بزرگ، متراکم و تیره خورشید را می پوشاند و باد شدیدی شروع به وزیدن می کند. هنوز 0 درجه سانتیگراد است، اما ممکن است احساس کنید که اکنون حدود -10 درجه سانتیگراد است. این تخمین از واکنش فیزیولوژیکی ما به شرایط خارجی همان چیزی است که UTCI اندازه گیری می کند و همانطور که می بینید، تفاوت با اندازه گیری استاندارد دمای هوا قابل توجه است.

تنش حرارتی به 10 دسته تنش UTCI تقسیم می شود که از تنش گرمایی شدید (بالای 46+ درجه سانتیگراد) تا تنش سرمای شدید (زیر 40- درجه سانتیگراد) را شامل می شود.

UTCI بر اساس مدل UTCI-Fiala است که یک مدل تنظیم حرارت دینامیک بدن انسان را با یک مدل عایق لباس با دمای متغیر ترکیب می‌کند که هر دو حالت‌های متمایز را بسته به عوامل محیطی مختلف توصیف می‌کنند. در مجموع، UTCI تخمینی از دمای "ظاهری" را ارائه می دهد که بدن ما تحت شرایط محیطی مشخص شده توسط دمای هوا، باد، رطوبت و تابش احساس می کند. این دمای ظاهری در واقع دمایی است که یک محیط مرجع، که با مقادیر ثابتی از رطوبت، باد و تشعشع تعریف می‌شود، باید داشته باشد تا در بدن ما همان واکنش فیزیولوژیکی را ایجاد کند که توسط محیط معین اولیه تولید می‌شود.

UTCI علاوه بر دما، متغیرهای بیشتری را در نظر می گیرد که بر راحتی حرارتی تأثیر می گذارد. به همین دلیل، آیا این شاخص دقیق تری برای تجزیه و تحلیل تأثیراتی که شرایط محیطی بر بدن انسان و بر رفتار افراد می گذارد، استفاده می شود. در میان بسیاری از کاربردهای بالقوه، UTCI می تواند مفید باشد، به عنوان مثال، برای بررسی تأثیرات بر سلامت، مصرف انرژی یا حتی مهاجرت انسان به دلیل آب و هوای شدید.

لازم است در نظر داشته باشید که UTCI لازم نیست با اندازه‌گیری‌های فیزیکی دمای هوا که معمولاً در علم آب و هوا استفاده می‌شود مطابقت داشته باشد. انسان‌ها در واقع به مقادیر UTCI واکنش نشان می‌دهند و نه صرفاً به مقادیری که دماسنج‌ها نشان می‌دهند، زیرا این تنها نشان‌دهنده آسایش فیزیولوژیکی ما است که در واقع، سایر متغیرهای هواشناسی را نیز شامل می‌شود.

از آنجایی که UTCI تصویر واقعی تری از استرس حرارتی درک شده توسط بدن انسان ارائه می دهد، درک تکامل تاریخی و تغییرات آتی آن برای توسعه به موقع سیاست ها و برنامه های اقدام موثر و موثر برای کاهش پیامدهای آن و همچنین کاهش آن از اهمیت بالایی برخوردار است. اثرات متقابل ناشی از رفتار انسان در پاسخ به آن از طریق اجرای راه حل های کربن خنثی.

آیا دمای هوا با مقادیر UTCI تفاوت زیادی دارد؟

معمولا بله. همانطور که قبلا توضیح داده شد، UTCI یک نمایش مبتنی بر انسان از دمای محیط ارائه می دهد. اما UTCI چقدر با اندازه گیری فیزیکی استاندارد دمای هوا متفاوت است؟

بیایید برای یک مکان خاص در زمین به این نگاه کنیم. شکل زیر نشان می دهد که چگونه میانگین ماهانه برای حداکثر مقادیر روزانه هر دو متغیر، دمای هوا و UTCI، در طول سال در بارسلون (اسپانیا) تغییر می کند.

می توانید به وضوح تکرار چرخه فصلی را در طول سال ها با حداقل مقادیر در زمستان و حداکثر در تابستان تشخیص دهید. توجه داشته باشید که این میانگین های ماهانه هستند، در حالی که حداکثر دمای روزانه به وضوح فراتر از این محدوده ها متفاوت است. به دلیل محیط بسیار مرطوبی که در بارسلونا توسط دریای مدیترانه مجاور ایجاد می شود، دمای هوا (خط قرمز) در تابستان به 25 درجه سانتی گراد می رسد در حالی که UTCI (خط زرد) نزدیک به 30 درجه سانتی گراد است.

این چند درجه اختلاف بین دمای اندازه گیری شده توسط دماسنج و دمایی که بدن ما احساس می کند، ثابت نیست. همانطور که می بینید، این تفاوت در فصل زمستان حداقل است. در این مورد، این به دلیل تأثیر رطوبت در دماهای متوسط است که برای تنظیم خودکار حرارتی سیستم فیزیولوژیکی ما حیاتی نیست.

اما در یک مکان سردتر چه اتفاقی می افتد؟ بیایید اکنون به لندن (بریتانیا) برویم و دوباره به میانگین ماهانه مقادیر حداکثر روزانه نگاه کنیم. شکل زیر دوباره چرخه فصلی را در طول سال ها نشان می دهد اما با مقادیر بسیار کمتر برای هر دو متغیر.

برخلاف آنچه در بارسلونا اتفاق می افتد، در طول تابستان در لندن، حداکثر دمای روزانه هوا به طور متوسط مشابه حداکثر روزانه مقادیر UTCI است. با این حال، در طول ماه های زمستان، تفاوت قابل توجهی بین این دو وجود دارد و درک ما از محیط سرد (که توسط UTCI ارائه می شود) می تواند به راحتی بیش از 10 درجه زیر دمای دماسنج باشد. به نظر می رسد آب و هوای طوفانی (بادی، ابری و مرطوب) که مشخصه آب و هوای بریتانیا است، توضیح این تفاوت قابل توجه باشد.

این دو مثال خاص به وضوح نشان می دهد که چگونه UTCI دما را به طور متمایز از اندازه گیری های فیزیکی در مکان های مختلف و در لحظات مختلف سال نشان می دهد.

اما الگوی کلی در مقیاس جهانی چیست؟ 

بیایید به نقشه زیر نگاهی بیندازیم. این نقشه یک الگوی کلی از تفاوت بین میانگین سالانه حداکثر روزانه مقادیر UTCI و دمای هوا در سراسر زمین را نشان می دهد.

به نظر می رسد که به طور کلی، در بخش بزرگی از کره زمین، از مناطق استوایی گرفته تا آب و هوای معتدل، UTCI مقادیر بالاتری را نشان می دهد. این بدان معنی است که سیستم فیزیولوژیکی ما به شرایط حرارتی واکنش نشان می دهد که گویی گرمتر از دمای واقعی و اندازه گیری شده هوا است (همانطور که در بارسلونا دیده ایم). یک توضیح کلی برای این امر ترکیبی از تابش شدید خورشیدی همراه با هوای مرطوب است. برعکس، در عرض‌های جغرافیایی بالاتر، UTCI مقادیر بسیار سردتری را نشان می‌دهد، به دلیل تابش ضعیف خورشیدی (یا حتی کمبود تابش خورشیدی در مناطق قطب شمال) اما همچنین احتمالاً به دلیل طوفان‌های قوی‌تر و مکرر (یعنی روزهای بادتر و ابری‌تر) در لندن دیده اند.

به طور خلاصه، UTCI به عنوان یک شاخص زیست اقلیمی کلیدی برای درک تأثیرات آب و هوا بر فعالیت های انسانی ظاهر می شود.