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흰 눈이 펑펑 내리고 기온은 뚝 떨어졌다. 본격적인 겨울이다. 목도리와 모자, 장갑등으로 매서운 추위를 대비한다. 혹독한 겨울을 좀 더 따뜻하게 보낼 수 없을까? 춥다고 느끼는 정도를 숫자로 표현한 체감온도를 높이면 추운 겨울도 따뜻하게 보낼 수 있다.


탐험가의 도전으로 만든 체감온도

에취~! 전국 기온이 영하로 뚝 떨어졌다. 어제 기온은 영하 10℃, 오늘 기온은 영하 5℃다. 기온은 어제보다 높아졌는데, 이상하게 오늘 날씨가 어제보다 더 매섭고 춥다. 왜 그렇게 느끼는 걸까?

추위를 느끼는 요소에는 기온만 있는 것이 아니기 때문이다. 바람이나 습도, 햇볕에 따라 추위를 느끼는 정도가 달라진다. 그래서 덥거나 춥다고 느끼는 정도를 숫자로 나타낸 온도를 만들었는데, 이 온도가 바로 ‘체감온도’다.

공기의 온도를 뜻하는 기온은 온도계를 이용해 재는 기계적인 온도다. 그러나 체감온도는 온도계로 재는 온도가 아니라 계산하는 온도다. 춥다, 덥다고 느끼는 정도는 사람마다 달라 숫자로 나타내는 작업이 좀처럼 쉽지 않다.

체감온도를 처음 계산한 사람은 미국의 탐험가 폴 사이플과 찰스 파셀이다. 이들은 남극을 6번이나 정복하면서 체감온도의 필요성을 절실하게 느꼈다.

1939년 사이플과 파셀은 남극에서 플라스틱 실린더에 물을 채워 건물 위에 매달고 실험을 했다. 바람과 기온에 따라 실린더의 물이 어는 시간을 5분 간격으로 측정하고, 그런 다음 피부의 단위 면적당 열이 손실되는 양을 계산해 체감온도를 구하는 식을 만들었다. 최초의 체감온도 계산식이다.

사이플과 파셀이 만든 체감온도 계산식은 당시 겨울철 야외활동과 군 작전 훈련에 널리 쓰였다. 그러나 물이 어는 것을 피부의 열손실에 적용했다는 점과 이 계산식으로 체감온도를 구하면 과장된 값이 나온다는 점 때문에 학자들의 비판을 받기도 했다.
 

온도도 여려 가지

물체가 차갑고 뜨거운 정도를 숫자로 나타낸 것을 온도라고 한다. 온도는 종류도 여러가지고, 각각의 쓰임과 특성도 다르다.
 

기온이 높아도 더 추운 이유

체감온도를 구하는 방법에는 여러 종류가 있다. 체감온도는 환경이나 사람에 따라 주관적인 느낌을 숫자로 나타낸 것이기 때문이다. 여러 가지 체감온도 계산식이 있지만 우리나라 기상청에서 쓰는 계산식은 2001년 캐나다와 미국에서 만든 JAG/TI 모델이다.

캐나다와 미국은 매년 극심한 추위 때문에 체감온도에 대한 관심이 높다. 추위 때문에 목숨을 잃는 사람도 많다. 여기서 만든 체감온도 계산식은 직접 사람을 대상으로 실험해 만든 것이다.

실험에 참가한 12명의 사람은 얼굴 중 코, 턱, 이마, 뺨에 센서를 붙였다. 그리고 기온과 바람의 속력을 다르게 했을 때 피부의 온도와 열손실이 어떻게 되는지 측정해 아래와 같은 공식을 만들었다.

사이플과 파셀의 계산식은 물이 어는 시간을 재서 만들었지만, 2001년 캐나다와 미국에서 만든 JAG/TI 계산식은 사람을 대상으로 실험해 만들었다는 점에서 의미가 있다.

식이 다소 복잡해 직접 값을 구하기 어려워 보인다. 계산기를 이용해 체감온도를 구하면 기온이 영하 10℃, 바람의 속력이 시속 5km일 때 체감온도는 영하 13℃이고, 기온이 영하 5℃, 바람의 속력이 시속 40km면 체감 온도는 영하 14℃다. 두 경우를 비교하면 기온이 5℃ 더 높더라도 바람이 더 셀 때는 체감온도가 더 낮아진다는 사실을 알 수 있다.
 

기상청은 온도와 바람의 속력에 따라 체감온도를 계산한 뒤 그 값을 4단계로 나눴다. 체감온도에 따른 증상과 대처 방법을 제시해 추위를 대비할 수 있게 한 것이다.

그러나 이 계산식에도 여전히 한계는 있다. 체감온도에 영향을 주는 또 다른 요소인 태양열, 습도, 추위에 대한 개인적인 차이를 고려하지 않은 점이다.

한편, 체감온도는 인종에 따라서도 다를 수 있다. 알래스카에 사는 사람과 열대지방에 사는 사람은 같은 온도여도 느끼는 추위가 다르다. 그래서 우리나라는 현재 캐나다와 미국에서 개발한 체감온도 계산식을 쓰고 있지만, 우리 실정에 맞는 체감온도를 구하려고 연구하고 있다.

실제로 우리나라 사람 20대 남녀 18명을 선발해 실험한 결과, 성별에 따라서는 남성의 피부온도가 여성의 피부온도보다 높아 여성이 남성보다 추위를 더 많이 타는 것으로 밝혀졌다. 또 남성과 여성의 피부온도 차이는 기온이 낮아질수록 컸다.

날씨 정보에서 알려 주는 체감온도에 귀 기울여 보자. 그리고 체감온도 결과표를 보고 얼마나 추울지 예상해 보자. 올 겨울 매서운 추위가 찾아와도 거뜬하게 추위를 대비할 수 있을 것이다.


모자보다 목도리!

겨울철 보온을 위해 목도리, 장갑, 모자처럼 갖춰야 할 것이 많다. 이 중 하나를 선택해야 한다면 어떤 걸 골라야 할까? 모자나 장갑보다는 목도리의 보온 효과가 크다. 목은 추위에 민감할 뿐 아니라, 목이 차가우면 뇌로 올라가는 혈관이 수축되면서 혈액공급이 되지 않아 위험하기도 하다. 일반적으로 추위는 심장에서 멀수록 더 많이 느끼므로 손이나 발, 귀, 코 등 몸 끝을 따뜻하게 하는 것이 체감온도를 높이는 방법이다.