การหมุนเวียนของบรรยากาศ

          ธรรมดาอากาศย่อมเคลื่อนตัวอยู่เสมอ  การเคลื่อนตัวของอากาศก็คือลมซึ่งพัดตามแนวนอนนั่นเอง  แต่ตามความจริงแล้วอากาศเคลื่อนตัวทั้งแนวนอนและแนวตั้ง     ลมทางแนวนอนมักจะมีอัตราเร็วมากกว่าตามแนวตั้งมาก     ลมตามแนวนอนอาจจะพัดตั้งแต่ ๕ กิโลเมตรต่อชั่วโมง     ถึง ๓๐๐ กิโลเมตรต่อชั่วโมง เช่น ลมใน พายุทอร์นาโด หรือพายุไต้ฝุ่นอาจจะมีความเร็ว ๒๐๐ ถึง ๖๐๐ กิโลเมตรต่อชั่วโมง ความเร็วของลมเฉลี่ยในบริเวณหนึ่งอาจจะอยู่ในขนาด ๑๕ ถึง ๒๕ กิโลเมตรต่อชั่วโมง แต่ในบางบริเวณ เช่น แถวประเทศนิวซีแลนด์  ในซีกโลกใต้ซึ่งอยู่ระหว่างละติจูด ๔๐ ถึง ๕๐ องศาใต้   ลมตะวันตกมักจะพัดแรงอยู่ในขนาด ๖๐ ถึง ๘๐ กิโล เมตรต่อชั่วโมงเสมอ   นอกจากนี้แล้วในกระแสลมกรด (jetstream)   ซึ่งอยู่ในระดับสูงประมาณ ๙ ถึง ๑๐ กิโล เมตรจากพื้นดิน ลมอาจจะแรงได้ ๒๐๐ ถึง ๔๐๐ กิโลเมตรต่อชั่วโมง

ลมในความกดอากาศสูงและความกดอากาศต่ำ

            ลมในความกดอากาศสูง และความกดอากาศต่ำ กับกฎของ บายส์-บัลลอต (Buys-Ballot’s Law) ในซีกโลกเหนือ (ลูกศรแสดงทิศของลม)

          ส่วนลมในแนวตั้งนั้นมักจะมีความเร็วน้อยในบรรยากาศส่วนใหญ่โดยทั่วไป  ลมนี้อาจจะมีความเร็วประมาณ ๕ เซนติเมตรต่อวินาที  หรือ ๑๘๐ เมตรต่อชั่วโมง  แต่ในพายุฟ้าคะนองขนาดใหญ่กระแสลมแนวตั้งอาจจะมีความเร็วถึง ๑๐๐ กิโลเมตรต่อชั่วโมง   กระแสลมเกิดขึ้นได้ก็เพราะอากาศมีความกดอากาศต่างกัน   ซึ่งจะทำให้เกิดแรงดันขึ้น  ความแตกต่างของความกดอากาศนี้เกิดขึ้นได้   เนื่องจากความแน่นของอากาศต่างกัน  การที่มีความแน่นต่างกันก็เพราะอุณหภูมิของอากาศไม่เท่ากัน  ซึ่งเกิดจากความแตกต่างของความร้อนตามบริเวณต่างๆ ของโลก

          ตามธรรมดาแล้วอากาศในบริเวณที่มีความกดสูงย่อมเคลื่อนตัวไปยังบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ รูป ร่างของความกดอากาศ   มีลักษณะคล้ายๆ กับรูปร่างของภูเขาและเหว  มีทั้งบริเวณความกดอากาศสูงและบริเวณความกดอากาศต่ำเส้นที่ลากตามจุดต่างๆ   ซึ่งมีความกดอากาศเท่ากัน   เรียกว่า  เส้นไอโซบาร์ (isobar) และเส้นที่ลากตามจุดต่างๆ ซึ่งมีอุณหภูมิเท่ากัน  เรียกว่า  เส้นไอโซเทอร์ม (isotherm)  และความแตกต่างของ ความกดอากาศหารด้วยระยะทางที่ใกล้ที่สุดระหว่างเส้นไอโซบาร์  เรียกว่า  เกรเดียนต์ของความกดหรือความชันของความกด (pressure gradient)

แสดงกรรมวิธีต่างๆที่ทำให้เกิดกระแสลมแนวตั้ง

แสดงกรรมวิธีต่างๆ ที่ทำให้เกิดกระแสลมตามแนวตั้ง กระแสลมแนวตั้งเกิดจากลมพัดเข้าหากัน

          ถ้าหากว่าโลกของเราไม่หมุนรอบตัวเองตามหลักแล้วอากาศซึ่งอยู่ในที่ซึ่งมีความกดสูงย่อมจะเคลื่อนตัวไปสู่ที่ซึ่งมีความกดต่ำ     แต่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่า โลกหมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันตกไปทิศตะวันออกทุกทุก ๒๔ ชั่วโมงต่อรอบการหมุนของโลกนี้  มีอิทธิพลสำคัญต่อทิศทางของการเคลื่อนตัวหรือหมุนเวียนของอากาศทั่วโลก ซึ่งเราจะได้กล่าวต่อไปอีก

มวลอากาศร้อน

มวลอากาศร้อนซึ่งมีความแน่นน้อยกว่าและเบากว่า  เคลื่อนตัวทับมวลอากาศเย็นซึ่งมีความแน่นมากกว่า  ทำให้เกิดเมฆและฝนได้

          การเคลื่อนตัวของอากาศจะอยู่ใต้อิทธิพลของแรงเฉ(deflecting force)ซึ่งเกิดจากการหมุนรอบตัวเองของโลก  แรงเฉนี้มีชื่อว่า แรงคอริ  โอลิส (Coriolis force) ซึ่งตั้งชื่อไว้เพื่อเป็นเกียรติแก่ จี จี คอริ โอลิส (Gaspard Gustave de Coriolis, ค.ศ. ๑๗๙๒-๑๘๔๓ ชาวฝรั่งเศส นักคณิตศาสตร์) ซึ่งเป็นผู้ดำเนินงานเกี่ยวกับแรงเฉนี้ตั้งแต่แรก

               ในซีกโลกเหนือแรงเฉจะทำให้ลมพัดเฉไปทางขวาของทิศเดิม  ในซีกโลกใต้แรงเฉจะทำให้ลมพัดเฉไปทางซ้ายของทิศเดิม

               เนื่องจากการพิจารณาแรงเฉนี้     จึงทำให้เรามีหลักเกี่ยวกับ   การสังเกตบริเวณความกดอากาศต่ำและสูงได้     เรียกว่า กฎของบายส์ – บัลลอต (Christoph H.D. Buys-Ballot, ค.ศ. ๑๘๑๗-๑๘๙๐ ชาวฮอลันดานักอุตุนิยมวิทยา) ซึ่งเขาเป็นผู้ค้นคิดกฎอันนี้ขึ้น คือ  เมื่อเราหันหน้าไปตามทิศที่ลมพัดในซีกโลกเหนือ  บริเวณความกดอากาศต่ำจะอยู่ทางซ้ายมือ  และบริเวณความกดอากาศสูงจะอยู่ทางขวามือของเรา  หรือเมื่อเราหันหน้าไปตามทิศที่ลมพัดในซีกโลกใต้ บริเวณความกดอากาศต่ำจะอยู่ทางขวามือ และบริเวณความกดอากาศสูงจะอยู่ทางซ้ายมือของเรา

กระแสลมแนวตั้ง

          ได้กล่าวมาแล้วว่า  กระแสลมแนวตั้งมีความเร็วน้อยกว่ากระแสลมแนวนอนมาก  โดยปกติแล้วจะน้อยกว่ากัน ๑๐ เท่า   แต่กระแสลมแนวตั้งก็มีความสำคัญมาก เพราะเป็นปัจจัยสำคัญยิ่งอย่างหนึ่งที่ทำให้เกิดเมฆและฝน

ลมพัดผ่านภูเขา อากาศจะพัดขึ้นในแนวตั้ง

ลมพัดผ่านภูเขา อากาศจะพัดขึ้นในแนวตั้ง และพัดลงเมื่อผ่านภูเขาแล้ว

          กระแสลมแนวตั้งอาจเกิดได้จากกรรมวิธีธรรมชาติหลายอย่าง  เช่น  ลมแนวนอนพัดผ่านภูเขาอากาศ จำต้องพัดขึ้นภูเขา  และเมื่อผ่านยอดแล้วก็จะพัดลงต่ำ เป็นต้น  หรือเมื่อกระแสลมอุ่นพัดมาปะทะกับกระแสลมเย็นอากาศทั้งสองนี้จะไม่ผสมกันทันที  แต่กระแสลมอุ่นจะพัดลอยขึ้นเหนือกระแสลมเย็นของมวลอากาศเย็นซึ่งหนักกว่าและย่อมจะอยู่เบื้องล่าง

แผ่นดินร้อน

แผ่นดินร้อนมากในตอนบ่าย ทำให้อากาศร้อนและเบาลอยตัวขึ้น อาจเกิดเมฆและพายุได้เช่นกัน

           หรือบางครั้งมีกระแสลมที่บริเวณพื้นดินพัดสอบเข้าหากัน (converge) คล้ายกับถนนสองสาย หรือมากกว่า ซึ่งมีแนวเข้าหากัน เมื่อเป็นเช่นนี้ จะทำให้ลมที่ปะทะกันนั้นลอยตัวขึ้นไปยังระดับสูง  เป็นกระแสลมแนวตั้งจึงทำให้เกิดเมฆหรือฝนได้

          ในตอนบ่ายพื้นดินถูกรังสีจากดวงอาทิตย์เผาให้ร้อนขึ้น  ทำให้ความแน่นของอากาศมีน้อยและอากาศจะลอยตัวขึ้น  อากาศซึ่งลอยตัวขึ้นนี้จะขยายตัวและเย็นลง  ไอน้ำใน อากาศก็จะกลั่นตัวกลายเป็นเมฆ ซึ่งในลักษณะนี้  เรามักจะเห็นเมฆพายุฟ้าคะนองในตอนบ่ายบ่อยๆ  ฉะนั้นเราจึงพอจะกล่าวโดยทั่วไปได้ว่า อากาศร้อนจะลอยตัวขึ้น (convection) อากาศเย็นมักจะเคลื่อนลงต่ำ (จมลง subsidence) การลอยตัวขึ้นของมวลอากาศซึ่งเกิดจากความร้อนแตกต่างกัน ภาษาอังกฤษเรียกว่า thermal convection  และเมฆซึ่งเกิดจากความร้อนนี้มักจะเป็นเมฆที่ก่อตัวทางแนวตั้ง ซึ่งเราเรียกว่า เมฆคิวมูลัส (cumulus) หรือคิวมูโลนิมบัส (cumulonimbus)

ลมภูเขาและลมหุบเขา

          ตามบริเวณภูเขาในขณะที่มีระบบลมอ่อน   ลมมักจะพัดลงตามลาดของภูเขาในเวลากลางคืน   และพัดขึ้นลาดภูเขาในเวลากลางวัน   ทั้งนี้เพราะในเวลากลางคืนตามบริเวณภูเขาที่ระดับสูง มีอากาศเย็นกว่าตามที่ต่ำความแน่นของอากาศในที่สูง จึงมีมากกว่าในระดับต่ำ ลมจึงพัดลงตามเขา    เราเรียกลมนี้ว่า ลมภูเขา (mountain wind or mountain breeze)

รูปลมภูเขาลมภูเขา เกิดในเวลากลางคืน

          ส่วนในเวลากลางวัน ดวงอาทิตย์แผ่รังสีให้แก่ภูเขา และหุบเขา ทำให้อุณหภูมิของระดับสูง หรือยอด เขาสูงกว่าอุณหภูมิตามที่ต่ำหรือหุบเขา ความแน่นของอากาศในระดับสูงจึงน้อยกว่าและลอยตัวสูงขึ้น ฉะนั้น ฉะนั้นอากาศจากที่ต่ำหรือหุบเขาจึงพัดขึ้นไปแทนที่ เราเรียกว่า ลมหุบเขา(valley wind or valley breeze) ตามธรรมดาแล้วลมภูเขา (พัดลง) ย่อมมีความแรงกว่าลมหุบเขา (พัดขึ้น)

รูปลมหุบเขา

ลมหุบเขา  เกิดขึ้นในเวลากลางวัน

ลมบกและลมทะเล

          ลมบกและลมทะเล  เกิดจากความร้อนซึ่งแตกต่างกันระหว่างบริเวณทะเลและพื้นดินตามชายฝั่งในตอนเช้าและตอนบ่าย   เวลากลางวัน     ผืนแผ่นดินตามชายฝั่งได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์ ทำให้มีอุณหภูมิสูงกว่าบริเวณทะเล ดังนั้น อากาศในบริเวณแผ่นดินจึงมีความแน่นน้อยกว่า    และความกดก็ลดลงด้วยจึงลอยตัวขึ้น  ดังนั้น  อากาศเย็นตามบริเวณทะเลจะพัดเข้ามาแทนที่ลมซึ่งพัดจากทะเลนี้เรียกว่า “ลมทะเล” (sea breeze)   ซึ่งเกิดขึ้นในตอนบ่ายและเย็น  นอกจากตามชายฝั่งทะเลแล้ว  ลักษณะคล้ายลมทะเลนี้อาจจะเกิดขึ้นตามทะเลสาบใหญ่ๆ ก็ได้

รูปลมทะเล

          ส่วนมากลมบก (land breeze)นั้น เกิดขึ้นในทิศตรงกันข้ามกับลมทะเลและมีกำลังแรงน้อยกว่า กล่าว คือ ในตอนกลางคืน พื้นน้ำมีอุณหภูมิสูงกว่าผืนแผ่นดิน ดังนั้น อากาศในบริเวณทะเลซึ่งมีความแน่นน้อยกว่าจะลอยตัวขึ้น อากาศเย็นในบริเวณแผ่นดินจะพัดออกไปแทนที่

รูปลมบก

            จากความรู้เรื่องลมบกลมทะเลนี้  ชาวประมงได้อาศัยกำลังของลมดังกล่าวเป็นเครื่องช่วยในการแล่นเรือเข้าหรือออกจากฝั่งได้ดีในการดำเนินอาชีพหาปลาของเขา

พายุฟ้าคะนอง

          พายุฟ้าคะนอง คือ ปรากฏการณ์ของอากาศซึ่งมีกระแสลมแรง ฟ้าแลบฟ้าร้อง และฝน ซึ่งเกิดขึ้นจากเมฆคิวมูโลนิมบัส   เมฆพายุฟ้าคะนองมีลักษณะต่างกับเมฆคิวมูลัสที่มีฝน ในข้อที่ว่า พายุฟ้าคะนองมีทั้งฟ้าแลบ ฟ้าร้อง และมีกระแสลมพัดขึ้นตาม แนวตั้งอย่างรุนแรง  เมฆของพายุฟ้าคะนองส่วนมากมียอดแบนและแผ่ออกไปเป็นบริเวณกว้างจนเป็นรูปร่างคล้ายรูปทั่ง (anvil shape) รูปทั่งนี้เป็นสัญลักษณ์ที่ชัดเจน  แสดงว่า เป็นเมฆซึ่งมีชื่อว่า “คิวมูโลนิมบัส” อันเป็นลักษณะของเมฆพายุฟ้าคะนองและยอดของเมฆนี้ อาจจะสูงถึง ๒๐ กิโลเมตร (ดูภาพเมฆชนิดนี้ในตอนต้น) จากพื้นดิน ได้ พายุฟ้าคะนองมักจะเกิดขึ้น ในบริเวณอากาศร้อนและมีความชื้นมาก  และอัตราเปลี่ยนของอุณหภูมิตามความสูง (temperature lapse rate) มีค่าสูง

Ploy is ME

นางสาว ภัทรนันท์  บุษปวัต 

รหัสนักศึกษา 06520364  ชั้นปีที่ 4

เอกสังคมศึกษา  คณะศึกษาศาสตร์  มหาวิทยาลัยศิลปากร

I LOVE MY FAMILY 

I LOVE HARRY  POTTER FOREVER 

My Favorite Movie

ปรากฏการณ์ของอากาศ

อากาศย่อมเคลื่อนตัวอยู่เสมอ การเคลื่อนตัวของอากาศทำให้เรารู้สึกว่า มีลมเกิดขึ้นบางครั้ง  บรรยากาศมีลมแรงพอสามารถทำให้ว่าวของเราลอยอยู่ในอากาศได้ ถ้าไม่มีลมหรือลมเบาเกินไปว่าว  ก็จะตกลงมายังพื้นดิน แต่ถ้าลมแรงเกินไปว่าวอาจจะขาดลอยไปได้ นอกจากลมแล้ว ยังมีเมฆลอยอยู่ในอากาศด้วย เมฆก็คือไอน้ำซึ่งกลั่นตัวรวมกันซึ่งเราสามารถมองเห็นได้ ถ้าเมฆหนาหรือสูงและทึบมากแล้ว ฝนอาจจะตกลงมาอีกด้วย ลม เมฆ และฝน ก็เป็นปรากฏการณ์ของอากาศ