本文作者：羅譽寅
據研究指出，全球陸地上平均風速大約為時速 11.7km/h，對跑者來說大概是 5~10 瓦的影響，看起來並不明顯。但其實有 13% 的地區其平均風速高達 24.7km/h！而就算是其餘的 87％ 地區，在每月當中可能有 5~10 天會出現 48km/h 以上的強風，對跑者來說相當於接近 100 瓦的額外功率輸出。 根據一份研究發現，跑步時的氧氣消耗跟風速之間會呈平方增加，因此當遇到越大的逆風，氧氣消耗會增加更多。而且跑步速度越快，空氣阻力的影響也會越明顯，在中長跑項目中會有 7.5% 的能量消耗是用於克服空氣阻力，而速度更快的衝刺項目更會高達 13%。 過去沒有任何一款跑步穿戴式裝置能夠即時量化出空氣阻力，因此當跑者面對逆風時都只能憑感覺跑，沒經驗的跑者很可能會因此消耗過多體力，導致比賽沒有跑出理想的表現，或是不知道訓練強度有沒有達到抑或超過。 革命性的一刻發生在 2019 年，Stryd 推出最新一代的跑步功率計，主要的特色在於加入了對空氣阻力的測量，從而計算出跑步時所需要額外輸出的功率，為跑者帶來更準確的跑步功率，解決了這個「無形」的難題。
新一代 Stryd 的底部新增了一個洞口，用來收集空氣資訊，分析跑步時的空氣阻力。
Stryd 是根據以下公式去計算空氣阻力(FA)：
ρ : 空氣密度 Cd : 阻力係數 A : 身體迎風面積 v : 跑者與通過空氣的相對速度
其中 ρ 跟 v 都是透過 Stryd 內建的空氣感測器去直接測量跑者周遭的空氣變化去推算。Cd 跟 A 則是相對固定的，主要是根據跑者所設定的身高跟體重去計算，根據一份研究顯示（下圖），計算出來的結果有高達 95％ 的受試者在 ±2 個標準差之內。
v 的意思是跑者前進的速度與空氣速度之間的相對關係。舉例，當我們以時速 12km/h 的速度前進時，假如是在完全無風的環境（空氣沒有流動），那麼我們所面對的空氣阻力就是身體前進時所產生的風，所以是 12km/h；假如面對時速 4km/h 的逆風，加上前進速度 12km/h，空氣阻力將變成 16km/h。 相反，當以同樣是 12km/h 的速度前進但遇到 4km/h 的順風時，空氣阻力就會降低至 8km/h。因此，只有當順風的風速跟跑步速度一致（或超過）的時候，空氣阻力才會下降至 0。
風阻功率 Air Power
Stryd 通過直接測量當下空氣阻力的方式，計算出跑步時需要額外需要多少功率去克服當下所面對的風阻 -- 即風阻功率（Air Power），並直接加到總功率當中，呈現在手錶上。
因此，在逆風時跑同樣的配速，你的功率輸出會增加；相反，在順風時跑同樣的配速，功率會降低，變化的幅度則會因應風力大小而改變。
透過 Stryd PowerCenter 可以查看風阻功率在跑步過程中的變化，上圖是一次間歇訓練的紀錄數據，可以看到曲線上的灰色陰影區域就是代表風阻功率比例的高低。陰影區域越多，代表空氣阻力的影響越大，用於克服風阻的功率（佔總功率比例）也就越高。以上圖為例，在 409W 功率輸出當中，有 21% 是屬於風阻功率，代表有 86W 是用於克服空氣阻力。 有了風阻功率，你將會更容易去理解風力在跑步過程中會帶來哪些影響。無論在訓練或比賽中，你都可以即時因應風向去調整配速，以維持在最適當的強度（功率）範圍，最大程度地減小風對你的影響。 舉個例子，假設你已經知道比賽的目標功率範圍落在 250~260W 之間，剛出發時沒什麼風，配速大概能維持在 4:10~4:15/km 之間；然而在十公里處突然遇上一段大逆風，此時看功率已經來到 285W，你就知道應該要放慢配速，讓功率回降到 260W 內，雖然配速掉到 4:30/km，但你不需要慌亂，因為這才是當前面對這段逆風最適當的配速。 另一方面，你也可以利用跟跑的方式，降低逆風對你的影響。研究證實，跟在另一位跑者身後一公尺內，可以減少約 80％ 的空氣阻力，這將能有效降低能量消耗（在中長跑項目中，約可減少 6.5％ 氧氣消耗）。
菁英選手在比賽中經常利用跟跑策略減少風阻，既可節省體力又能維持節奏。 （圖片來源: Nike）
你可以利用 Stryd 確認這一點。回到前面的例子，在遇上逆風時如果剛好有速度差不多跑者在你附近，你可以試著緊貼在他／她身後（但請不要踩到別人腳跟），也許同樣是 260W，而現在配速只掉到 4:20/km，這樣做既能省力又可在逆風中維持較快的配速，對於爭分奪秒想破 PB 的跑者來說特別重要。 風，無處不在，你可以討厭它，但你沒辦法改變它。唯一能做的，是順應風的變化，面對逆風時，學習利用功率冷靜調整配速，伺機而動；順風時則順勢加速，享受高速奔跑的快感。
【參考資料】
Running Against the Wind: Adding Air Resistance Costs to Power Estimates in Running.
Pugh LG.The influence of wind resistance in running and walking and the mechanical efficiency of work against horizontal or vertical forces, J Physiol, 1971.
C.T.Davies, Effects of wind assistance and resistance on the forward motion of a runner, 1980.
Testing In The Wind Tunnel with Stryd’s New Running Power Meter
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