大暑是一年中最热的节气。盛夏来袭，高温屡屡突破纪录。可很多人都有这样的经验：天气预报明明说今天最高气温是 36 ℃，真正走到太阳底下，却觉得远不止 36 ℃。对于户外劳动者来说，这种差别尤其刺眼：人在烈日下流汗、头晕、心跳加快，盼着高温津贴、轮休甚至停工，但气象预报里的气温却可能还没有达到相应门槛。
难道是人的体质变弱了，或者是天气预报“不准”？都不是。问题在于：气温当然是真实、严格的温度，但它并不是人体热负荷的全部。我们身体真正承受的热，不仅来自空气，还来自湿度、风速、太阳辐射、地面热辐射、衣着和劳动强度。换句话说，天气预报中的气温，是环境的一种标准测量；而人感受到的热，取决于身体和整个环境之间的能量交换。
01
气温是怎么测出来的？
IN MIDSUMMER
日常天气预报中的气温，通常不是太阳底下一支温度计的读数。标准气温需要在通风、遮阳、离地约 1.5 米的环境中测量，以尽量排除太阳直射和地面辐射的干扰，使不同地区、不同时间的观测结果具有可比性。
从物理上说，气温仍然非常重要。空气会通过热传导和对流同人体交换热量。当气温低于皮肤温度时，人体可以把热量传给空气；但当气温接近甚至超过体表温度时，这条散热通道就会变得越来越困难。如果气温大于37 ℃的体温，空气甚至不再帮人散热，反而可能开始给人加热。人体之所以还能在高于体表温度的环境中维持生命，是因为我们还有另一种关键散热方式：出汗。
02
湿度如何改变人体散热
IN MIDSUMMER
汗液蒸发，是人体在高温下最重要的散热方式之一。水从液态变成气态时，需要吸收大量热量。汗液从皮肤表面蒸发，就能把热量从身体带走。这也是为什么在干热环境下，如果处于阴凉、通风并且充分补水的条件中，健康成年人甚至可以承受高达49 ℃的气温[1]；而在闷热潮湿的天气里，哪怕气温没有那么极端，也会让人迅速感到难受。
为了衡量“蒸发散热还能不能有效进行”，人们引入了湿球温度。它的经典测量方法是：用浸湿的纱布包住温度计的测温头，水分蒸发会带走热量，使温度计读数下降。当蒸发带走的热量与环境传入的热量达到平衡时，温度计显示的就是湿球温度。相对地，普通暴露在空气中、测量空气温度的温度计读数，则称为干球温度。
干湿球温度计曾是测量湿度的便捷工具
湿球温度通常低于或等于干球温度。更准确地说，它反映的是：在当前空气条件下，仅依靠水分蒸发所能达到的最低温度。空气越干燥，水分越容易蒸发，湿球温度就越低；空气越潮湿，蒸发越困难，湿球温度就越接近干球温度。当相对湿度达到 100% 时，空气已经接近饱和，水分很难继续蒸发，湿球温度就会接近气温。
因此，湿球温度比单纯气温更接近人体在湿热环境中的真实危险程度。一个经常被提到的理论上限是 35 ℃湿球温度：在理想化条件下，即健康成年人处于阴凉、静止、充分饮水的环境中，如果湿球温度达到约 35 ℃，人体就很难再依靠出汗蒸发维持热平衡[2] 。不过，真实情况往往比理论条件更严苛。运动、衣物、年龄、健康状况和个人体质都会降低安全余量。因此，湿球温度还没到“理论极限”，风险就可能已经很高。所以潮湿闷热的高温天气可能尤其危险：并非温度计上的气温突然变得离谱，而是高湿度削弱了汗液蒸发这套人体最重要的散热机制。
03
太阳不是把空气晒热，
而是直接把你晒热
IN MIDSUMMER
如果说气温和湿度决定了人能不能把热散出去，那么太阳辐射则决定了环境会不会直接把热“灌”进身体。
在地球大气层外，太阳总辐照度约为 1361 W/m²；在晴朗正午的地面，太阳直射辐射到地面也常能达到每平方米数百瓦到近千瓦的量级[3]。 这相当于每平方米都有一个小型家用电暖器量级的功率。而且，这部分热量很少会先被空气整体吸收。太阳短波辐射会穿过空气，直接照到地面、墙面、车辆、衣服和皮肤上，被吸收后转化为热。
更麻烦的是，太阳晒热的不只是人，还有地面。柏油路、水泥地、金属板、建筑外墙都会吸收太阳辐射并升温，再以红外热辐射的形式向周围释放热量。热辐射的功率密度可以用斯特藩—玻尔兹曼定律估算：物体温度越高，单位面积向外辐射的能量就越多。
在炎热天气下，太阳照射下的柏油路面可达 70 ℃左右；其总辐射出射度可达约 780 W/m²，足以匹敌太阳光功率密度的大半。此时，热地面本身也会成为一个强烈的“烘烤源”。于是，一个站在烈日下的人，既在被太阳从上方照射，也在被高温地面从下方和侧面“烘烤”。这部分热辐射，在气温读数里并不会直接体现出来，但照射到皮肤上的感受却是实打实的。
任何物体表面都会同时吸收和放出热辐射
04
黑球温度：
把“晒”和“烤”也测进去
IN MIDSUMMER
为了衡量辐射对热环境的影响，人们使用黑球温度。黑球温度计通常由一个涂黑的球体和球内温度计组成。黑色表面容易吸收太阳短波辐射和周围物体发出的长波热辐射，同时又通过空气对流和自身辐射散热。最终达到平衡时，球内温度计的读数就是黑球温度。
黑球温度不是气温，也不是人体温度，而是一个“环境辐射负荷”的综合读数：太阳越强、地面越烫、周围热辐射越强、风越小，黑球温度就可能越高。对于烈日下的人来说，它比单纯气温更能反映“晒”和“烤”的共同作用。
类似的道理在太空中更极端。那里空气极其稀薄，热传导和对流几乎消失，一个物体是热还是冷，主要取决于它吸收多少辐射、又能向哪里辐射散热。宇宙微波背景辐射约 2.725 K ，这个温度并不对应任何实际物体或气体的温度，而是背景辐射下对应的黑体辐射平衡温度[4] 。这个例子提醒我们：温度不只是空气的属性，辐射本身也可以定义和改变物体的热状态。
一套完整的WBGT测量装置
05
WBGT：
比气温更接近真实热风险的指标
IN MIDSUMMER
气温、湿度、太阳辐射、地面热辐射都会影响人体的热负荷。于是，一个更综合的指标出现了：湿球黑球温度，也就是WBGT。需要注意的是，WBGT 中使用的湿球温度严格说是自然湿球温度，它暴露在现场自然风和实际热环境中，比普通湿球温度更接近人体出汗时面对的蒸发散热条件。
在有日晒的户外环境中，WBGT 通常由自然湿球温度、黑球温度和干球温度共同计算，户外有日晒公式如下。
WBGT = 0.7 × 自然湿球温度 + 0.2 × 黑球温度 + 0.1 × 干球温度
在室内或无日晒环境中，由于没有直接太阳辐射，常用形式为：
WBGT = 0.7 × 自然湿球温度 + 0.3 × 黑球温度
这个公式的权重本身就很有启发性：自然湿球温度占最大比例，因为人体能否通过汗液蒸发散热，是热安全的核心；黑球温度把太阳辐射和周围热辐射纳入考虑；干球温度则代表空气本身的温度。干球温度权重较小，并不是因为气温不重要，而是因为气温的影响已经部分包含在自然湿球温度和黑球温度中。
这正是 WBGT 比单一气温更适合评估户外高温风险的原因。美国职业安全健康管理机构 OSHA 也指出，WBGT 的优势在于同时考虑气温、湿度、辐射热和风等主要环境热因素[6]。
高温最直接影响的往往不是坐在空调房里的人，而是建筑工人、环卫工人、外卖骑手、快递员、交警、农民等必须在户外活动的人。对他们来说，“今天最高气温多少度”当然重要，但这远远不够。一个 35 ℃、高湿、无风、烈日直晒、脚下是滚烫柏油路的下午，可能比一个 40 ℃但干燥、有风、有遮阴的环境更加危险。单纯以气温作为停工、补贴或预警标准，可能低估真实热风险。
在中国现行制度中，WBGT 已经进入职业卫生评价体系，用于高温作业认定、职业接触限值和高温作业分级；但高温天气下的停工、缩短工时和高温津贴触发条件，现实执行仍主要依据气象台发布的日最高气温，以及工作场所温度是否能降到 33 ℃以下。例如，《防暑降温措施管理办法》规定，日最高气温达到 40 ℃以上应停止当日室外露天作业，高温津贴也主要对应 35 ℃以上高温天气下的室外露天作业 [8]。
国家职业卫生标准中基于 WBGT 指数效应值、劳动强度和接触时间率的高温作业分级[7]
真正保护人的标准，应该看见空气的热，也看见汗液蒸发的困难；看见太阳的晒，也看见地面的烤；看见温度计上的数字，也看见劳动者身体发出的警告。WBGT 的意义，正在于把这些被单一气温遮住的风险，重新纳入我们对高温的判断。
参考文献
[1] Vanos J, Guzman-Echavarria G, Baldwin J W, et al. A physiological approach for assessing human survivability and liveability to heat in a changing climate[J]. Nature communications, 2023, 14(1): 7653.
[2] Vecellio D. J. et al., “Evaluating the 35°C wet-bulb temperature adaptability threshold for young, healthy subjects”, Journal of Applied Physiology, 2022. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8799385/
[3] NASA Goddard. https://earth.gsfc.nasa.gov/climate/projects/solar-irradiance/science
[4] NASA Scientific Visualization Studio. https://svs.gsfc.nasa.gov/search/?keywords=Cosmic+Background
[5] 香港天文台
https://www.hko.gov.hk/tc/education/meteorological-instruments/automatic-weather-stations/00702-What-does-Heat-Stress-Monitoring-System-measure.html
[6] OSHA: Heat Hazard Recognition. https://www.osha.gov/heat-exposure/hazards
[7] 国家卫生健康委员会：GBZ/T 229.3—2025《职业病危害作业分级标准 第3部分高温作业》https://www.nhc.gov.cn/fzs/c100048/202509/93c5090f626f471b98dac5088824fc8a/files/GBZT%20229.3%E2%80%942025.pdf
[8] 国家卫生健康委员会：《防暑降温措施管理办法》. https://www.nhc.gov.cn/zhjcj/s5852/201207/9871e8d92f1f4964975ad56bdeac94af.shtml
来源：石头科普工作室
编辑：韶音
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