การเกิดลมฟ้าอากาศและภูมิอากาศ

การเกิดกิ ลมฟ้าฟ้อากาศและภูมิภู อ มิ ากาศ Digital Game Presentation

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์หรือหนังสือ E-BOOK ซึ่งหนังสือเล่มนี้เป็นส่วนหนึ่งของรายวิชาว 20106 โลกดาราศาสตร์และอวกาศซึ่งจะจัดทำ โดยให้ผู้สนใจได้ทราบถึงเนื้อหาในหนังสือและได้รับความรู้ เกี่ยวกับการเกิดล้มฟ้า ฟ้ อากาศมีหัวข้อดังนี้ปัจจัยสำ คัญที่ส่งผลต่อการรับรังสีดวงอาทิตย์ของพื้นผิว โลกปลายหมุนเวียนของอากาศการหมุนเวียนของผิวน้ำ มหาสมุทรปรากฏการณ์เ ณ์ อลนีโญและลา นีญา ทั้งนี้พวกเราได้รวบรวมเนื้อหาจากหนังสือรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีวิทยาศาสตร์ โลกและอวกาศชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 คณะผู้จัดทำ หวังเป็นอย่างยิ่งว่าหนังสืออิเล็กทรอนิกส์เล่มนี้จะ เป็นประโยชน์แ น์ ก่ผู้ที่สนใจหรือนักเรียนนักศึกษาและผู้ที่ได้อ่านหนังสืออิเล็กทรอนิกส์เล่มนี้ของ พวกเรา คำ นำ

ส า ร บั ญ บั เ รื่ อ ง ห น้ า น้ ก า ร เ กิ ด ล ม ฟ้ า ฟ้ อ า ก า ศ ล ะ ภู มิ อ า ก า ศ คำ นำ ส า ร บั ญ สั ณ ฐ า นโ ล ก แ ล ะ ก า ร เ อี ย ง ข อ ง แ ก นโ ล ก เ ม ฆ แ ล ะ ล ะ อ อ ง ลั ก ษ ณ ะ ข อ ง พื้ น ผิ ว โ ล ก ก า ร ห มุ น เ วี ย น ข อ ง อ า ก า ศ ค ว า ม แ ต ก ต่ า ง ข อ ง ค ว า ม ก ด อ า ก า ศ กั บ ก า ร ห มุ น เ วี ย น อ า ก า ศ ก า ร ห มุ น ร อ บ ตั ว เ อ ง ข อ ง โ ล ก ก า ร ห มุ น เ วี ย น ข อ ง อ า ก า ศ บ นโ ล ก ก า ร ห มุ น เ วี ย น ข อ ง ผิ ว น้ำ ม ห า ส มุ ท ร ป ร า ก ฏ ก า ร ณ์ เ ณ์ อ ล นีโ ญ แ ล ะ ล า นี ญ า 2345679 บ ร ร ณ า นุ ก นุ ร ม 1 0 1 3 1 4 1 6 1 7 1 8

การเกิดลมฟ้า ฟ้ อากาศละภูมิอากาศ พื้นผิวโลกในแต่ละบริเวณมีสภาพแวดล้อม ที่แตกต่างกัน บางบริเวณมีอากาศหนาว และมีหิมะ ปกคลุม บางบริเวณมีความชื้น มากและมีสภาพเป็นป่า ป่ ทึบ แต่บางกรวย อาจแห้งแล้งจนมีสภาพเป็นทะเลทราย ที่เป็นเช่นนี้เพราะในแต่ละบริเวณรอย มีลม ฟ้า ฟ้ อากาศและภูมิอากาศแตกต่างกัน ความเข้มรังสีดวงอาทิตย์ที่พื้นผิว โลก แต่ละบริเวณได้รับแตกต่างกัน เนื่องจาก ปัจจัยสำ คัญต่าง ๆ ได้แก่ สัณฐานโลก และการเอียงของแกนโลก เมฆและ ละอองลอย ลักษณะของพื้น ผิวโลก ปัจ ปั จัยสำ คัญที่ส่งผลต่อการรับรังสีดวง อาทิตย์ของพื้นผิวโลก

สัณฐานโลกและการเอียงของแกนโลก เนื่องจากการที่โลกมีสัณฐานคล้ายทรงกลม จึงทำ ให้รังสีดวงอาทิตย์ตกกระทบพื้นผิวโลก ณ บริเวณ ละติจูดต่าง ๆ ย้ายมุมที่แตกต่างกัน จึงส่งผลให้ความเข้มรังสีดวงอาทิตย์บน พื้นผิวโลก ในแต่ละบริเวณไม่เท่ากัน โดยบริเวณพื้นผิวโลกที่ได้รับรังสีดวงอาทิตย์ ตกกระทบในแนวตั้งฉากจะมี ความเข้มข้น, ทิตย์มากกว่าบริเวณที่รังสีตกกระทบในแนว เฉียงนอกจากสัณฐานของโลกที่คล้ายทรงกลมแล้ว การที่แกนหมุนโลกเอียง 23.5 องศา กับแนวตั้งฉาก กับระนาบการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ และการที่โลกโคจรรอบดวง อาทิตย์ ทำ ให้ตำ แหน่งที่ รังสีดวงอาทิตย์ตกตั้งฉากพื้นผิวโลกเปลี่ยนแปลงไปใน1 ปี

โลกมีชั้นบรรยากาศห่อหุ้มหลายชั้น เมื่อรังสีดวงอาทิตย์ผ่านเข้ามา ในบรรยากาศของโลก ไม่สามารถทะลุผ่านบรรยากาศชั้นต่าง ๆ ของ โลกได้ทั้งหมด โดยเฉพาะบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์ ซึ่งมีเมฆและ ละอองลอยทำ ให้รังสีดวงอาทิตย์ถูกดูดกลืน สะท้อน และกระเจิง หาก ท้องฟ้า ฟ้ มีเมฆหรือ ละอองลอยมาก รังสีดวงอาทิตย์จะถูกดูดกลืน สะท้อน และกระเจิงได้มาก ทำ ให้รังสี ตรงอาทิตย์ที่ตกกระทบพื้นผิว โลกมีความเข้มน้อ น้ ยลง แต่ถ้าท้องฟ้า ฟ้ปลอดโปร่งรังสีดวงอาทิตย์ เมฆและละอองลอย อนุภ นุ าคของแข็งหรือของเหลวที่มี ขนาดเล็กและแขวนลอยอยู่ใน อากาศ ละอองลอยมีหลายชนิด เช่น ฝุ่น ฝุ่ เกลือ เขาจากการเผาไหม้ ละออง ประเภทซัลเฟต ละอองลอย (aerosol)

ลักษณะของพื้น พื้ ผิว ผิโลก ในวันที่มีแดดจัด เมื่อมองไปยังพื้นหญ้าและพื้นคอนกรีตจะสังเกตพบว่าการมอง พื้นหญ้าด้วย ตาเปล่าจะรู้สึกสบายตากว่าการมองพื้นคอนกรีต เนื่องจากพื้นหญ้า สะท้อนรังสีดวงอาทิตย์ เข้าสู่ตาเราน้อ น้ ยกว่าพื้นคอนกรีตซึ่งเป็นผลมาจากสีและ ความเรียบของพื้นผิวที่แตกต่างกัน

ในทํานองเดียวกัน พื้นผิวโลกแต่ละบริเวณที่มีลักษณะแตกต่างกัน เช่น ปกคลุม Dru ความเรียบของพื้นผิว ทำ ให้มีความสามารถในการสะท้อนรังสีดวงอาทิตย์ แตกต่างกัน ซึ่งแสดงให้ด้ว อัตราส่วนของความเข้มรังสีที่สะท้อนออกจากพื้นผิว วัตถุต่อความเข้มข้น เทมด ตกกระทบ พื้นผิววัตถุ อัตราส่วนดังกล่าวเรียกว่า อัตราส่วนรังสีสะท้อน (albel) อัตราส่วนรังสีสะท้อน ความเข้มรังสีที่สะท้อนออกจากพื้นผิววัตถุ ความเข้มรังสีทั้งหมดที่ส่งกระทบพื้นผิววัตถุ =

การหมุนเวีย วี นของอากาศ เมื่อแต่ละบริเวณบนโลกมีอุณหภูมิแตกต่างกัน อากาศจะเคลื่อนที่เพื่อถ่ายโอนความร้อนจาก บริเวณ หนึ่งไปสู่บริเวณหนึ่ง และยังมีปัจจัย สำ คัญที่ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของอากาศทำ ให้ เกิดเป็นรูปแบบ การหมุนเวียนของอากาศบน โลก ซึ่งจะได้ศึกษาจากหัวข้อต่อไปนี้

ความแตกต่างของความกดอากาศกับการหมุนเวียนของอากาศ เมื่ออุณหภูมิอากาศระหว่างสองบริเวณแตกต่างกันจะเกิดความแตกต่างของความกด อากาศ ส่งผลให้อากาศเกิดการเคลื่อนที่จากบริเวณหนึ่งไปสู่บริเวณหนึ่ง ยกตัวอย่างเช่น เมื่อความกดอากาศในขวดทั้งสองใบไม่เท่ากันส่งผลให้อากาศเคลื่อนที่ และ หมุนเวียนระหว่างขวดสองใบ ซึ่งสังเกตได้จากการเคลื่อนที่ของควันธูปภายในขวด ในธรรมชาติก็เช่นเดียวกัน บริเวณ พื้นผิวโลกที่มีอุณหภูมิสูงส่งผลให้บริเวณ นั้นมีความ กดอากาศต่ำ กว่าบริเวณ โดยรอบ ในทางกลับกันบริเวณพื้นผิว โลกที่มีอุณหภูมิต่ำ มีความ กดอากาศสูง กว่าบริเวณโดยรอบ เมื่อความกดอากาศ ระหว่างสองบริเวณแตกต่างกันจะ เกิดแรง

ที่ทําให้อากาศเคลื่อนที่ เรียกแรงนี้ว่า แรงที่เกิดจากความ แตกต่างของความกดอากาศ ( pressure gradient force) โดยอากาศจะเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความกด อากาศสูงกว่าไปยังบริเวณที่มีความค อากาศต่ากว่า และ อากาศจะเคลื่อนที่หมุนเวียนต่อเนื่องกันดังรูป เกิด เป็นการหมุนเวียนของอากาศ การหมุนเวียนของอากาศทั้งในแนวราบและแนวดิ่งจะส่ง ผลให้เกิดลมฟ้า ฟ้ อากาศแตกต่างกันไป ทั้งนี้ นอยู่กับ ปัจจัยหลายอย่าง เช่น อุณหภูมิ ความชื้น ลักษณะพื้นดิน และพื้นนำ หากพิจารณาบริเวณที่มี การเคลื่อนที่ของ อากาศในแนวดิ่ง อากาศในบริเวณความกดอากาศตายก ตัวขึ้นทำ ให้มีโอกาส เกิดเมฆมาก ส่วนอากาศในบริเวณ ความกดอากาศสูงจมตัวลงทําให้มีเมฆน้อ น้ ย ท้องฟ้า ฟ้ เหนือ บริเวณ ดังกล่าวค่อนข้างปลอดโปร่ง

การเคลื่อนที่ของอากาศในแนวราบทำ ให้เกิดลมรูปแบบต่าง ๆ ซึ่งมีผลต่อลมฟ้า ฟ้ อากาศ เช่น ช่วงเดือนพฤศจิกายนถึงกุมภาพันธ์เกิดมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ อากาศเคลื่อนที่ ในแนวราบ บริเวณความกดอากาศสูงจากประเทศจีนมายังประเทศไทยซึ่งมีความกด อากาศต่ำ กว่า การเคลื่อนทีของอากาศดังกล่าวจะนำ อากาศอุณหภูมิต่ำ และความชื้นต่ำ เข้ามาปกคลุม ประเทศไทย ผลให้เกือบทุกภาคของประเทศมีอุณหภูมิลดลงจนบางพื้นที่มีอากาศหนาว เย็น ในขณะที่ภาคใต้ ฝั่งตะวันออกมีฝนเพิ่มขึ้นเนื่องจากได้รับความชื้นจากลมมรสุม ตะวันออกเฉียงเหนือที่เคลื่อนที่ผ่าน อ่าวไทย ส่วนในช่วงเดือนพฤษภาคมถึงตุลาคมเกิด มรสุมตะวันตกเฉียงใต้ อากาศเคลื่อนที่ในแนวราบ ถูกบริเวณความกดอากาศสูงบริเวณ มหาสมุทรอินเดียมายังประเทศไทยและประเทศใกล้เคียง พร้อมกับนำ อากาศที่มี ความชื้นสูงเข้ามาปกคลุมประเทศไทย ประกอบกับในช่วงเวลาดังกล่าวประเทศไทยมี อุณหภูมิสูงทำ ให้อากาศยกตัวได้ดีจึงเกิดเมฆมากและมีฝนตก ในปี พ.ศ. 2278 จอร์จ แฮดลีย์ ได้พยายามอธิบายการ หมุนเวียนอากาศบนโลก จากข้อเท็จจ ที่ว่าบริเวณ ศูนย์สูตรได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์มากกว่าบริเวณขั้ว โลก อากาศบริเวณขั้วโลก ซึ่งมี อุณหภูมิต่ำ กว่าจึงเคลื่อนที่ มายังบริเวณศูนย์สูตรด้วยแรงที่เกิดจากความแตกต่าง ของความกดอากาศ ในขณะที่อากาศบริเวณศูนย์สูตรซึ่งมี อุณหภูมิสูงกว่าจะยกตัวขึ้นและเคลื่อนที่ไปแทนที่อากาศ บริเวณ ขั้วโลกเกิดเป็นการหมุนเวียนอากาศระหว่าง บริเวณขั้วโลกและบริเวณศูนย์สูตร ซึ่งลักษณะ การ หมุนเวียนอากาศดังกล่าวนี้เกิดขึ้นเช่นเดียวกันทั้งในซีก โลกเหนือและซีกโลกใต้ เรียกการหมุนเวียน อากาศแบบ นี้ว่า แบบจำ ลองการหมุนเวียนอากาศแบบเซลล์เดียว (single-cell mode) หรือ การหมุนเวียนอากาศแบบแฮ ดลีย์

จากแบบจำ ลองการหมุนเวียนอากาศแบบเซลล์เดียวที่อธิบายว่าอากาศบริเวณ ผิวพื้นมีทิศทาง - การเคลื่อนที่เป็นแนวตรงจากขั้วโลกมายังศูนย์สูตรซึ่งการ เคลื่อนที่ดังกล่าวเป็นผลมาจากแรงที่เกิดจาก ความแตกต่างของความกด อากาศ แต่ในความเป็นจริงทิศทางของลมค้ามีการเคลื่อนที่แบนจาก แนวเหนือ ใต้ไปทางทิศตะวันตกแสดงว่ามีแรงอื่นมากระทำ นอกเหนือจากแรงที่เกิดจาก ความแตกต่างของความกดอากาศ การหมุนรอบตัวเองของโลกกับการหมุนเวีย วี นของอากาศ

การหมุนเวียนของอากาศเกิดขึ้นจากความกดอากาศที่แตกต่าง กันระหว่างสองบริเวณ โดยอากาศเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความ กดอากาศสูงไปยังบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ จากการที่แต่ละ บริเวณของโลกมีความกดอากาศไม่เท่ากันทำ ให้ ผลจากแรงคอริ ออลิสต์ทำ ให้เกิดการหมุนเวียนอากาศตามเขตละติจูด ดังนี้ การหมุนเวีย วี นของอากาศบนโลก

การหมุนเวียนอากาศแถบเขตร้อนหรือแฮดลีย์เซลล์ (Hadly cell) หรือแถบความกดอากาศต่ำ บริเวณเส้นศูนย์สูตร (Equator low) เป็นเขตที่ได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์มากที่สุด กระแสลมค่อนข้างสงบ เนื่องจากอากาศร้อนชื้นยกตัวขึ้น ควบแน่นเป็นเมฆคิวมูลัสขนาด ใหญ่ และมีการคายความร้อนแฝงจำ นวนมาก ทำ ให้เป็นเกิดพายุฝนฟ้า ฟ้ คะนอง อากาศชั้นบนซึ่งสูญเสียไอน้ำ ไปแล้วจะเคลื่อนตัวไปทางขั้วโลก การหมุนเวียนอากาศแถบขั้วโลกหรือโพลาเซลล์ (Polar tha cell) แถบความกดอากาศสูงกึ่งศูนย์สูตร (Subtropical high) ที่บริเวณละติจูดที่ 30° เป็นเขตแห้งแล้ง เนื่องจากเป็นบริเวณที่อากาศแห้งจากแฮดลีย์เซลล์และเฟอร์เรลเซลล์ ปะทะกันแล้วจมตัวลง ทำ ให้พื้น ดินแห้งแล้งเป็นเขตทะเลทราย และพื้นน้ำ มีกระแสลมอ่อนมาก เราเรียกเส้นละติจูดที่ 30° ว่า “เส้นรุ้งม้า” (horse latitudes) เนื่องจากเป็น บริเวณที่กระแสลมสงบ (จนเรือใบยุคโบราณไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ลูกเรือต้องโยนข้าวของสินค้า รวมทั้งม้าที่บรรทุกมาทิ้งทะเลเพื่อที่จะให้เรือ แล่นได้) อากาศเหนือผิวพื้นบริเวณเส้นรุ้งม้าเคลื่อนตัวไปยังแถบความกดอากาศต่ำ บริเวณเส้นศูนย์สูตร ทำ ให้เกิด “ลมค้า” (Trade winds) แรง โคริออริสซึ่งเกิดจากการหมุนรอบตัวของโลกเข้ามาเสริม ทำ ให้ลมค้าทางซีกโลกเหนือเคลื่อนที่มาจากทิศตะวันออกเฉียงเหนือ และลมค้าทางซีก โลกใต้เคลื่อนที่มาจากทิศตะวันออกเฉียงใต้ ลมค้าทั้งสองปะทะชนกันและยกตัวขึ้นบริเวณเส้นศูนย์สูตร แถบความกดอากาศต่ำ นี้จึงมีอีกชื่อหนึ่ง ว่า “แนวปะทะอากาศยกตัวเขตร้อน” หรือ “ITCZ” ย่อมาจาก Intertropical Convergence Zone การหมุนเวียนอากาศแถบละติจูดกลางหรือเฟอร์เรลเซลล์ (Ferrel cell) แถบความกดอากาศต่ำ กึ่งขั้วโลก (Subpolar low) ที่บริเวณละติจูดที่ 60° เป็นเขตอากาศยกตัว เนื่องจากอากาศแถบความกดอากาศสูงกึ่งศูนย์สูตร (H) เคลื่อนตัวไปทางขั้วโลก ถูกแรงโคริออริส เบี่ยงเบนให้เกิดลมพัดมาจากทิศตะวันตก เรียกว่า “ลมเวสเทอลีส์” (Westerlies) ปะทะกับ “ลมโพลาร์อีสเทอลีส์” (Polar easteries) ซึ่งพัดมา จากทิศตะวันออก โดยถูกแรงโคริออริสเบี่ยงเบนมาจากขั้วโลก มวลอากาศจากลมทั้งสองมีอุณหภูมิแตกต่างกันมาก ทำ ให้เกิด ”แนวปะทะอากาศ ขั้วโลก” (Polar front) มีพายุฝนฟ้า ฟ้ คะนอง อากาศชั้นบนซึ่งสูญเสียไอน้ำ ไปแล้วจะเคลื่อนตัวไปยังจมตัวลงที่เส้นรุ้งม้าและบริเวณขั้วโลก ทำ ให้ เกิดภูมิอากาศแห้งแล้ง

การหมุนของน้ำ ผิว ผิ หน้า น้ มหาสมุทร ในแต่ละแถบละติจูดจะมีลมพัดอยู่ประจำ ในบริเวณนั้น เช่น ลมค้า ลมตะวันตก เมื่อลมดังกล่าวพัดผ่าน ผิวหน้า น้ มหาสมุทรจะทำ ให้มวลน้ำ ผิวหน้า น้ เคลื่อนที่ไปตามทิศทางของลมเกิด เป็นกระแสน้ำ และยังมีผล จากแรงคอริออลิสที่เป็นผลจากการหมุนรอบตัวเองของโลกทำ ให้ทิศทาง รวมของกระแสน้ำ เบี่ยงออกไป จากทิศทางของกระแสลม ซึ่งอธิบายได้ดังนี้ หากพิจารณาบริเวณแถบศูนย์สูตรซึ่งได้รับอิทธิพลจาก ลมค้าในแฮดลีย์เซลล์ที่พัดผ่านผิวหน้า น้ มหาสมุทรทำ ให้มวล น้ำ ผิวหน้า น้ เคลื่อนที่ตามกระแสลม แต่อิทธิพลของแรงคอริ ออลิส ทำ ให้ทิศทางรวมของกระแสน้ำ เบี่ยงออกไปจากทิศทาง ของ กระแสลม โดยในซีกโลกเหนือกระแสน้ำ ผิวหน้า น้ จะไหล เบนออก ไปทางขวาของทิศทางลม ในขณะที่อีกโลกใต้กระ แสนํ้าผิวหน้า น้ จะไหลเป็นออกไปทางซ้ายของทิศทางลม ดัง นั้น กระแสน้ำ ผิวหน้า น้ มหาสมุทรในแถบศูนย์สูตรจะไหลไป ทางทิศตะวันตก

ปรากฏการณ์ดั ณ์ ดั งกล่าวเกิดขึ้นเนื่องจากการหมุนเวียนของอากาศและน้ำ ใน มหาสมุทร โดยปกติบริเวณศูนย์สูตรของมหาสมุทรแปซิฟิกมีลมค้าพัดไปทาง ทิศตะวันตกอยู่เสมอทำ ให้ น้ำ ผิวหน้า น้ มหาสมุทรซึ่งมีอุณหภูมิสูงไหลไปสะสมยัง ชายฝั่งด้านตะวันตกของมหาสมุทรแปซิฟิก อากาศเหนือพื้นน้ำ บริเวณนี้จึงมี อุณหภูมิและความชื้นสูงเกิดเมฆและฝนฟ้า ฟ้ คะนอง ในขณะที่ชายฝั่ง ด้านตะวัน ออกของมหาสมุทรแปซิฟิก น้ำ ชั้นล่างซึ่งมีอุณหภูมิต่ำ และมีสารอาหารสูงยกตัว ขึ้นมาทางบ้า น้ำ ผิวหน้า น้ ที่ถูกพัดไป ส่งผลให้บริเวณชายฝั่งประเทศเปรูและ เอกวาดอร์ มีความอุดมสมบูรณ์ และสัตว์น้ำ ชุกชุมจึงเป็นแหล่งประมงที่สำ คัญ ปรากฎการณ์เ ณ์ อลนีโนี ญ และลานีญ นี า

บรรณานุก นุ รม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ //(2560)./วิทยาศาสตร์โลกและ อวกาศ./สืบค้นเมื่อ 30 มกราคม 2566.//พิมพ์ ครั้งที่ 3.// โรงพิมพ์ สกสค. ลาดพร้าว.

สมาชิก ชิ นายปวรุตม์ ขันติยู ม.4/6 เลขที่ 1 นายปฏิภาณ จันทร์เที่ยง ม.4/6 เลขที่ 4 นายธัชกร โคดจันท์ทัด ม.4/6 เลขที่ 15 นายธีรดนัย เกสรธรรม ม.4/6 เลขที่ 16