Ci sono un paio di ragioni. Prima di tutto, è importante notare che la sensazione di calore o freschezza è solo indirettamente correlata alla temperatura. I recettori della pelle che si occupano della temperatura sono principalmente sensibili al trasferimento di calore e ai cambiamenti di temperatura , non tanto ai valori di temperatura assoluti. Ad esempio, ecco un estratto interessante dall'articolo di EB sulla termorecezione :
I recettori del freddo rispondono al raffreddamento improvviso con un aumento transitorio della frequenza di scarica (chiamata risposta dinamica) direttamente correlata alla temperatura precedente e all'entità e alla velocità della diminuzione della temperatura. Se viene mantenuta la temperatura più fredda, la frequenza di scarica si adatta a una frequenza di scarica statica direttamente correlata alla temperatura del dispositivo di raffreddamento.
Quindi la sensazione di freschezza ha a che fare con la velocità con cui il calore viene trasferito via dalla pelle. Il trasferimento di calore avviene in tre modalità: radiazione, conduzione e convezione. È l'ultimo che è importante, perché la convezione si basa sul movimento; senza movimento, c'è solo radiazione e conduzione. L'aria è un buon isolante, rendendo la conduzione meno efficace; ed è trasparente su un ampio spettro, il che significa che non esiste uno scambio di calore radiativo significativo. E la tua pelle ha molti peli minuscoli (e forse peli più grandi, a seconda della persona) che agiscono contro eventuali flussi convettivi minori, come da una brutta copia o da un piccolo disturbo.
Fondamentalmente, in assenza di convezione (aria in movimento), la pelle riscalderà localmente l'aria proprio attorno a sé e quell'aria non verrà sostituita molto rapidamente con aria più fresca . Mentre si riscalda, conduce ancora meno calore lontano dalla pelle (perché il differenziale di temperatura più piccolo è un driver più debole).
Ma il fattore molto più significativo nella maggior parte dei casi è probabilmente l' aumento del raffreddamento per evaporazione . Proprio come quello strato d'aria intorno alla pelle conduce calore e viene riscaldato dalla pelle, evapora anche l'umidità e diventa più umido. (La pelle può sempre perdere una certa quantità di umidità nell'aria secca, anche se non ti senti sudato.) Proprio come il trasferimento di calore verrà ridotto mentre l'aria si riscalda e si avvicina alla temperatura corporea, così anche l'evaporazione verrà ridotta l'aria che circonda immediatamente il tuo corpo diventa leggermente più umida. Ma quando l'aria si muove, diventa molto più efficace nell'evaporare l'umidità dalla pelle. Puoi leggere il meccanismo del sudore per ulteriori informazioni.
In entrambi i casi, l'aria in movimento agisce in modo relativamente più simile a un dissipatore a energia costante poiché poiché il tuo corpo contribuisce all'energia termica e / o all'umidità, quelle molecole di energia più elevata si allontanano dall'interfaccia con la pelle e vengono sostituite da aria più fresca e secca . Dal punto di vista analitico, se l'aria si muove abbastanza rapidamente, non è necessario renderla più calda o più umida nel tempo, poiché scambia calore e umidità con la pelle.
Come sottolinea questo commento , è importante riconoscere che mentre il sudore è specificamente un meccanismo di raffreddamento, la convezione funziona in entrambi i modi; se l'aria circostante è più calda della tua pelle, una brezza la farà sentire ancora più calda. Se sei davvero interessato a questo argomento, il Center for the Environment Environment di UC Berkeley ha uno strumento di comfort termico pulito con cui puoi giocare, che va molto più in dettaglio per quanto riguarda le variabili individuali e ambientali.