การเกิดเมฆ

การเกิดเมฆ

โลก คือ ห้องเรียนธรรมชาติขนาดใหญ่ และบนท้องฟ้าไม่ได้มีเพียงดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ หรือ ดาวเท่านั้น แต่ยังมีหมู่มวลก้อนเมฆที่มีรูปร่างแตกต่างกันไป จนบางครั้ง…เราอาจยืนจ้องมอง มวลเมฆรูปร่างสวยงามแปลกตา พร้อมกับปล่อยจินตนาการไปอย่างไม่รู้ตัว เมื่อรังสีจากดวงอาทิตย์ส่องลงมายังโลก ท าให้บริเวณต่าง ๆ บนผิวโลกได้รับความร้อนไม่เท่ากัน พื้นน้ าบนโลกได้รับความร้อน จะระเหยกลายเป็นไอน้ า ลอยขึ้นไปบนท้องฟ้า เมื่อลอยขึ้นไปกระ ทบกับอากาศเย็นในบรรยากาศชั้นบน เกิดการกลั่นตัวเป็นละอองไอน้ าเล็ก ๆ และรวมตัวกันเป็น กลุ่มก้อน ลอยสูงขึ้นบนท้องฟ้า เรียกว่า เมฆ ถ้าไอน้ ามีจ านวนน้อย เราจะเห็นเป็นเมฆบาง ๆ เมฆมีรูปร่างแตกต่างได้หลายแบบ ตามชนิดของ เมฆ บางครั้งเราเห็นเมฆมีรูปร่างเป็นก้อนคล้ายส าลีลอยอยู่บนท้องฟ้าที่ระดับความสูงต่าง ๆ กัน บางครั้งเราเห็นเมฆมีรูปร่างคล้ายขนนก และบางครั้งอาจเห็นเมฆมีขนาดใหญ่เป็นแผ่นหนา คล้ายก าแพง เมฆ เกิดจากไอน้ าที่ลอยในอากาศ เมื่อลอยตัวสูงขึ้น จะมีการรวมกันเป็นกลุ่มก้อนบนท้องฟ้า ใน ระดับความสูงที่แตกต่างกัน เมฆมีรูปร่างที่หลากหลาย ช่วยแต่งแต้มให้ท้องฟ้าสวยงามแตกต่าง กันไป…ในทุก ๆ วัน

กระบวนการเกิดเมฆ การที่โลกได้รับความร้อนจากรังสีของดวงอาทิตย์ท าให้ผิวโลกมีอุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้กลุ่ม อากาศ ลอยตัวสูงขึ้นและมีปริมาตรเพิ่มขึ้นเนื่องจากมีความกดอากาศลดลง จากนั้นเมื่อกลุ่ม อากาศลอยตัวสูงขึ้น เรื่อยๆ อุณหภูมิของอากาศก็จะลดลงเรื่อยๆ ด้วยอัตรา 10 องศาเซลเซียส ต่อความสูง 1,000 เมตรจนกระทั่ง ถึงความสูงระดับหนึ่งอุณหภูมิของกลุ่มอากาศลดลงเท่ากับ อุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม กลุ่มอากาศจึงหยุดลอยตัว ณ จุดๆ นี้อากาศจะมีสภาพอิ่มตัวด้วยไอน้ า เนื่องจากมีอุณหภูมิต่ ากว่าจุดน้ าค้าง เรียกระดับความสูงนี้ว่า “ระดับการควบแน่น” หากกลุ่ม อากาศมีการลอยตัวสูงขึ้นต่อไปอีกจะลอยขึ้นโดยมีอัตราการลดลงของ อุณหภูมิเป็น 5 องศา เซลเซียสต่อความสูง 1,000 เมตร เมื่อกลุ่มอากาศยกตัว ปริมาตรจะเพิ่มขึ้นและมีอุณหภูมิลดต่ าลง ถ้ากลุ่มอากาศมีอุณหภูมิต่ ากว่า สภาวะแวดล้อม กลุ่มเมฆดังกล่าวจะจมตัวกลับสู่ที่เดิม เนื่องจากมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศ โดยรอบ และจะยกตัวสูงขึ้นจนเหนือกว่าระดับควบแน่น ก่อให้เกิดเมฆในแนวราบและไม่ สามารถยกตัวต่อไปได้อีก เรียก สภาวะเช่นนี้ว่า “อากาศมีเสถียรภาพ” (Stable air) ซึ่งมักเกิดขึ้น ในช่วงเวลาที่มีอุณหภูมิต่ าหรือช่วงเวลาเช้า แต่ในวันที่มีอากาศร้อน กลุ่มอากาศจะยกตัวขึ้น อย่างรวดเร็ว แม้จะมีความสูงเหนือระดับควบแน่นขึ้นไปแล้วก็ตาม กลุ่มอากาศก็ยังมีอุณหภูมิสูง กว่าอากาศโดยรอบ จึงลอยตัวสูงขึ้นไปอีก ท าให้เกิดเมฆก่อตัวใน แนวตั้ง เช่น เมฆคิวมูลัสและ เมฆคิวมูโลนิมบัส เรียกสภาวะเช่นนี้ว่า “อากาศไม่มีเสถียรภาพ” (Unstable air) อากาศไม่มี เสถียรภาพมักเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่มีอุณหภูมิสูง หรือช่วงเวลาบ่ายของฤดูร้อน การที่ฐานของเมฆแบนเรียบเป็นระดับเดียวกัน เป็นเพราะว่าเมื่อกลุ่มอากาศ (ก้อนเมฆ) จมตัวลง ต่ ากว่าระดับควบแน่น อากาศด้านล่างมีอุณหภูมิสูงกว่าจุดน้ าค้างและยังไม่อิ่มตัว ละอองน้ าที่ หล่นลงมาจึงระเหย เปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซ (ไอน้ า) หรืออาจกล่าวได้ว่า ฐานของเมฆถูกตัดด้วย ความร้อนของอากาศ ด้านล่าง ความชื้นสัมพัทธ์ในเมฆเป็น 100% จึงเกิดการควบแน่น แต่ ความชื้นสัมพัทธ์ใต้ฐานเมฆไม่ ถึง 100% จึงไม่มีการควบแน่น การควบแน่นต้องอาศัยอนุภาค เล็กๆ ที่ลอยอยู่ในอากาศเป็นแกนควบแน่น (Condensation nuclei) เพื่อให้ไอน้ าในอากาศเกาะ ตัวจึงจะเกิดการควบแน่นได้ หากปราศจากแกนควบแน่นแล้ว ไอน้ าไม่สามารถ ควบแน่นได้ แม้ว่าจะมีความชื้นสัมพัทธ์ 100% ก็ตาม อนุภาคแกนกลางการควบแน่น มีขนาดประมาณ 0.2 ไมครอนละอองน้ าขนาดเล็กมีขนาด 20 ไมครอน ละอองน้ าขนาดใหญ่มีขนาด 50 ไมครอน หยดน้ าฝนมี ขนาดประมาณ 2,000 ไมครอน โดยการเปลี่ยนแปลงขนาดของละอองน้ าจะขึ้นอยู่ กับปัจจัยต่างๆ ได้แก่ การควบแน่นซ้ าหลายครั้งบนละอองน้ าและการเคลื่อนที่ชนกันของละออง น้ าเนื่องจากความปั่นป่วนของกระแส แรงที่กระท าต่อละอองน้ าในเมฆมีอยู่อย่างน้อย 2 ชนิด ได้แก่ แรงโน้มถ่วงของโลก (Gravitational force) และแรงลอยตัว (Buoyant force) ซึ่งทิศทางของแรงทั้งสองจะสวนทางกัน หากแรงลอยตัวมีค่ามากกว่าแรงโน้มถ่วงของโลกจะท าให้ละอองน้ าลอยตัวอยู่ในเมฆได้แต่ถ้า หากแรงโน้มถ่วงของโลกมีค่ามากกว่าแรงลอยตัวละอองน้ าจะตกลงมาเป็นหยาดน้ าฟ้า

ประเภทของเมฆ นักอุตุนิยมวิทยา แบ่งเมฆออกเป็นทั้งสิบชนิดออกเป็น 4 ประเภท ดังนี้ เมฆชั้นสูง (High Clouds) เกิดขึ้นที่ระดับสูงมากกว่า 6 กิโลเมตร เมฆเซอโรคิวมูลัส (Cirrocumulus) เมฆสีขาว เป็นผลึกน้ าแข็ง มีลักษณะเป็นริ้วคลื่นเล็กๆ มักเกิดขึ้นปกคลุมท้องฟ้าบริเวณกว้าง เมฆเซอโรสเตรตัส (Cirrostratus) เมฆแผ่นบาง สีขาว เป็นผลึกน้ าแข็ง ปกคลุมท้องฟ้าเป็นบริเวณกว้าง โปร่งแสงต่อแสงอาทิตย์ บางครั้งหักเหแสง ท าให้เกิดดวงอาทิตย์ทรงกลด และดวงจันทร์ทรงกลด เป็นรูปวงกลม สีคล้าย รุ้ง เมฆเซอรัส (Cirrus) เมฆริ้ว สีขาว รูปร่างคล้ายขนนก เป็นผลึกน้ าแข็ง มักเกิดขึ้นในวันที่มีอากาศดี ท้องฟ้าเป็นสีฟ้า เข้ม

เมฆชั้นกลาง (Middle Clouds) เกิดขึ้นที่ระดับสูง 2 - 6 กิโลเมตร เมฆอัลโตคิวมูลัส (Altocumulus) เมฆก้อน สีขาว มีลักษณะคล้ายฝูงแกะ ลอยเป็นแพ มีช่องว่างระหว่างก้อนเล็กน้อย เมฆอัลโตสเตรตัส (Altostratus) เมฆแผ่นหนา ส่วนมากมักมีสีเทา เนื่องจากบังแสงดวงอาทิตย์ ไม่ให้ลอดผ่าน และเกิดขึ้นปกคลุม ท้องฟ้าเป็นบริเวณกว้างมาก หรือปกคลุมท้องฟ้าทั้งหมด เมฆชั้นต่ า (Low Clouds) เกิดขึ้นที่ระดับต่ ากว่า 2 กิโลเมตร เมฆสเตรตัส (Stratus) เมฆแผ่นบาง ลอยสูงเหนือพื้นไม่มากนัก เช่น ลอยปกคลุมยอดเขามักเกิดขึ้นตอนเช้า หรือหลังฝนตก บางครั้งลอยต่ าปกคลุมพื้นดินเราเรียกว่า “หมอก”

เมฆสเตรโตคิวมูลัส (Stratocumulus) เมฆก้อน ลอยติดกันเป็นแพ ไม่มีรูปทรงที่ชัดเจน มีช่องว่างระหว่างก้อนเพียงเล็กน้อย มักเกิดขึ้น เวลาที่อากาศไม่ดี และมีสีเทา เนื่องจากลอยอยู่ในเงาของเมฆชั้นบน เมฆนิมโบสเตรตัส (Nimbostratus) เมฆแผ่นสีเทา เกิดขึ้นเวลาที่อากาศมีเสถียรภาพ ท าให้เกิดฝนพร าๆ ฝนผ่าน หรือฝนตกแดดออก ไม่มีพายุฝนฟ้าคะนอง ฟ้าร้อง ฟ้าผ่า มักปรากฏให้เห็นสายฝนตกลงมาจากฐานเมฆ เมฆก่อตัวในแนวตั้ง (Clouds of Vertical Development) เมฆคิวมูลัส (Cumulus) เมฆก้อนปุกปุย สีขาวเป็นรูปกะหล่ า ก่อตัวในแนวตั้ง เกิดขึ้นจากอากาศไม่มีเสถียร ภาพ ฐานเมฆเป็นสีเทาเนื่องจากมีความหนามากพอที่จะบดบังแสง จนท าให้เกิดเงา มักปรากฏ ให้เห็นเวลาอากาศดี ท้องฟ้าเป็นสีฟ้าเข้ม

เมฆคิวมูโลนิมบัส (Cumulonimbus) เมฆก่อตัวในแนวตั้ง พัฒนามาจากเมฆคิวมูลัส มีขนาดใหญ่มากปกคลุมพื้นที่ครอบคลุมทั้ง จังหวัด ท าให้เกิดพายุฝนฟ้าคะนอง หากกระแสลมชั้นบนพัดแรง ก็จะท าให้ยอดเมฆรูปกะหล่ า กลายเป็นรูปทั่งตีเหล็ก ต่อยอดออกมาเป็น เมฆเซอโรสเตรตัส หรือเมฆเซอรัส ลักษณะก้อนเมฆ แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ 1.เมฆแบบก้อน จะเรียกว่า เมฆคิวมูลัส (Cumulus) 2.เมฆแบบแผ่น จะเรียกว่า เมฆสตราตัส (Stratus) หากเมฆทั้ง 2 แบบลอยมาติดกัน จะเรียกว่า เมฆสตราโต คิวมูลัส (Stratocumulus) เมฆพายุฟ้ าคะนอง เริ่มก่อตัวขึ้นจากเมฆก ้อนธรรมดาก่อน จากนั้นมีการขยายตัวขึ้นด ้วยภาวะที่พอเหมาะของ อากาศรอ้นชนื้ทไี่รเ้สถยีรภาพและมกีลไกทที่ าใหม้วลอากาศชนื้ลอยตัวสงูขนึ้ท าใหเ้มฆกอ้น ขยายตัวขึ้นมีกระแสลมแนวตั้งแรงขึ้นเมฆก ้อนขยายตัวสูงใหญ่เป็นเมฆพายุฟ้าคะนองมีฟ้าแลบ ฟ้าร้อง ฟ้าผ่าและมีกระแสอากาศไหลขึ้นและลง มีลมกระโชกรุนแรงอากาศจะเย็นลงมีฝนเกิดใน บริเวณระดับต ่าของเมฆ ในระดับสูงอาจมีทั้งหิมะ ลูกเห็บและฝนปะปนกัน เมฆพายุฝนฟ้าคะนอง เป็นเมฆที่เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อกิจการบิน เมฆม้วนตัว (Rotor cloud) บางครั้งเรียกว่า เมฆกลิ้ง (roll cloud) เป็นเมฆในแบบของเมฆแอลโตคิวมูลัส ที่มีลักษณะ มว้นตัวหรอืกลงิ้ตัวแกนหมนุของมันอยใู่นแนวนอน อาจเกดิขนึ้ตรงสว่นบนของกระแสลมวนทมี่ี บริเวณกว ้างและไม่เคลื่อนตัว(large stationary eddies) และบางทีเกิดในบรรยากาศในระดับต ่า ทางดา้นหลังเขา (ดา้นปลายลม) ซงึ่มคีลนื่ภเูขา(mountain waves) เกิดขึ้นโดยที่แกนหมุน ของกระแสอากาศในเมฆจะขนานกับเทือกเขา

หมอก (Fog) หมอก เกดิจากไอน ้าเปลยี่นสถานะควบแน่นเป็นหยดน ้าเล็กๆ เชน่เดยีวกับเมฆ เพยีงแต่ เมฆเกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเนื่องจากการยกตัวของกลุ่มอากาศ แต่หมอกเกิดขึ้นจาก ความเย็นของพื้นผิว หรือการเพิ่มปริมาณไอน ้าในอากาศ ในวนัทมี่อีากาศชนื้และทอ้งฟ้าใส พอตกกลางคนืพนื้ดนิจะเย็นตัวอยา่งรวดเร็ว ท าให้ ไอน ้าในอากาศเหนอืพนื้ดนิควบแน่นเป็นหยดน ้า หมอกซงึ่เกดิขนึ้ โดยวธินีจี้ะมอีณุหภมูติ า่และมี ความหนาแน่นสงูเคลอื่นตัวลงสทู่ตี่ า่และมอียอู่ยา่งหนาแน่นในหบุเหว เมอื่อากาศอนุ่มคีวามชนื้สงูปะทะกับพนื้ผวิทมี่คีวามหนาวเย็น เชน่ผวิน ้าในทะเลสาบ อากาศจะควบแน่นกลายเป็นหยดน ้า ในลักษณะเชน่เดยีวกับหยดน ้าซงึ่เกาะอยรู่อบแกว้น ้าแข็ง เมอื่อากาศรอ้นซงึ่มคีวามชนื้สงูปะทะกับอากาศเย็นซงึ่อยขู่า้งบน แลว้ควบแน่นเป็น หยดน ้า เชน่เวลาหลังฝนตก ไอน ้าทรี่ะเหยขนึ้จากพนื้ถนนซงึ่รอ้น ปะทะกับอากาศเย็นซงึ่อยู่ ข ้างบน แล ้วควบแน่นกลายเป็นหมอก หรือไอน ้าจากลมหายใจเมื่อปะทะกับอากาศเย็นของฤดู หนาว แลว้ควบแน่นกลายเป็นละอองน ้าเล็กๆ ใหเ้รามองเห็นเป็นควนั สขีาว น ้าค้าง (Dew) น ้าค ้าง เกดิจากการควบแน่นของไอน ้าบนพนื้ผวิของวตัถุซงึ่มกีารแผร่ ังสอีอกจนกระทั่ง อณุหภมูลิดต า่ลงกวา่จดุน ้าคา้งของอากาศซงึ่อยรู่อบๆ เนอื่งจากพนื้ผวิแตล่ะชนดิมกีารแผร่ ังสที ี่ แตกต่างกัน ดังนั้นในบริเวณเดียวกัน ปริมาณของน ้าค ้างที่ปกคลุมพื้นผิวแต่ละชนิดจึงไม่เท่ากัน เชน่ ในตอนหัวค ่า อาจมีน ้าค ้างปกคลุมพื้นหญ้า แต่ไม่มีน ้าค ้างปกคลุมพื้นคอนกรีต เหตุผลอีก ประการหนงึ่ซงึ่ท าใหน้ ้าคา้งมักเกดิขนึ้บนใบไมใ้บหญา้ก็คอื ใบของพชืคายไอน ้าออกมา ท าให้ อากาศบรเิวณนัน้มคีวามชนื้สงู หยาดน ้าฟ้ า หยาดน ้าฟ้า (Precipitation) เป็นชอื่เรยกรวมของ หยดน ้า และน ้าแข็ง ที่เกิดจาการ ี ควบแน่นของไอน ้าแลว้ตกลงมาสพู่นื้เชน่ ฝน ลกูเห็บ หมิะ เป็นตน้หยาดน ้าฟ้าแตกตา่งจาก จากหยดน ้าหรือละอองน ้าในก ้อนเมฆ (Cloud droplets) ตรงที่หยาดน ้าต ้องมีขนาดใหญ่และมี น ้าหนักมากพอทจี่ะชนะแรงตา้นอากาศ และตกสพู่นื้ โลกไดโ้ดยไมร่ะเหยเป็นไอน ้าเสยีกอ่น ขณะทอี่ยใู่ตร้ะดับควบแน่น ฉะนัน้กระบวนการเกดิหยาดน ้าฟ้าจงึมคีวามสลับซบัซอ้นมากกวา่ กระบวนการควบแน่นที่ท าให ้เกิดเมฆ โดยทั่วไปกอ้นเมฆจะมหียดน ้าเล็กๆ ขนาดเทา่กัน ตกลงมาอยา่งชา้ๆ ดว้ยความเร็ว เดียวกัน ดังนั้นหยดน ้าเหล่านั้นจะไม่มีโอกาสที่จะชนหรือรวมตัวกันให ้มีขนาดใหญ่ขึ้นได ้เลย แต่ ในเมฆซงึ่กอ่ตัวในแนวตัง้เชน่เมฆควิมโูลนมิบัสจะมหียดน ้าหลายขนาด หยดน ้าขนาดใหญจ่ะ ตกลงมาด ้วยความเร็วที่มากกว่าหยดน ้าขนาดเล็ก ดังนั้นหยดน ้าขนาดใหญ่จึงมีโอกาสชนและ รวมตัวกับหยดน ้าขนาดเล็กที่อยู่เบื้องล่าง ท าให ้เกิดการรวมตัวจนมีขนาดใหญ่ขึ้น นอกจากนั้น กระแสอากาศไหลขึ้น (Updraft) ยังชว่ยใหเ้รง่อัตราการชนและรวมตัวใหเ้กดิขนึ้

อย่างรวดเร็ว เมื่อหยดน้ ามีขนาดใหญ่ประมาณ 1 มิลลิเมตร มันจะมีน้ าหนักมากพอที่จะชนะแรง พยุง และตกลงมาด้วยแรงโน้มถ่วงของโลก หยดน้ าที่ตกลงมาจากยอดเมฆชนและรวมตัวกับ หยดน้ าอื่นๆ ในขาลง“หยดน้ าฝน” (Rain droplets) ตกลงจากฐานเมฆ โดยมีขนาดประมาณ 2 - 5 มิลลิเมตร ในเขตที่มีอากาศหนาวเย็น เช่น ในเขตละติจูดสูง หรือบนเทือกเขาสูง รูปแบบ ของการเกิดหยาดน้ าฟ้าจะแตกต่างไปจากเขตร้อน หยดน้ าบริสุทธิ์ในก้อนเมฆไม่ได้แข็งตัวที่ อุณหภมิ 0°C หากแต่แข็งตัวที่อุณหภูมิประมาณ -40°C เราเรียกน้ าในสถานะของเหลวที่อุณหภูมิ ต่ ากว่า 0°C นี้ว่า “น้ าเย็นยิ่งยวด” (Supercooled water) น้ าเย็นยิ่งยวดจะเปลี่ยนสถานะเป็น ของแข็งได้ก็ต่อเมื่อกระทบกับวัตถุของแข็งอย่างทันทีทันใด ยกตัวอย่าง เมื่อเครื่องบินเข้าไปใน เมฆชั้นสูง ก็จะเกิดน้ าแข็งเกาะที่ชายปีกด้านหน้า การระเหิดกลับเช่นนี้ (Deposition) จ าเป็น จะต้องอาศัยแกนซึ่งเรียกว่า “แกนน้ าแข็ง” (Ice nuclei) เพื่อให้ไอน้ าจับตัวเป็นผลึกน้ าแข็ง ใน ก้อนเมฆมีน้ าครบทั้งสามสถานะและมีแรงดันที่แตกต่างกัน ไอน้ าระเหยจากละอองน้ าโดยรอบ แล้วระเหิดกลับรวมตัวเข้ากับผลึกน้ าแข็งอีกทีหนึ่ง ท าให้ผลึกน้ าแข็งมีขนาดใหญ่ขึ้น เราเรียก กระบวนการนี้ว่า “กระบวนการเบอร์เจอรอน” (Bergeron process) เมื่อผลึกน้ าแข็งมีขนาดใหญ่และมีน้ าหนักมากพอที่จะชนะแรงพยุง (Updraft) มันจะตกลงมาด้วย แรงโน้มถ่วงของโลก และปะทะกับหยดน้ าเย็นยิ่งยวดซึ่งอยู่ด้านล่าง ท าให้เกิดการเยือกแข็งและ รวมตัวให้ผลึกมีขนาดใหญ่ยิ่งขึ้นไปอีก นอกจากนั้นผลึกอาจจะปะทะกันเอง จนท าให้เกิดผลึก ขนาดใหญ่ที่เรียกว่า “เกล็ดหิมะ” (Snow flake) ในเขตอากาศเย็น หิมะจะตกลงมาถึงพื้น แต่ใน วันที่มีอากาศร้อน หิมะจะเปลี่ยนสถานะกลายเป็น “ฝน” เสียก่อนแล้วจึงตกถึงพื้น ฝน เป็นน ้าฟ้าชนิดหนึ่งที่เกิดจากปรากฎการณ์ทางธรรมชาติฝนท าใหท้ ัศนะวสิยัเสยีเป็นสภาวะ อากาศที่เป็นอุปสรรคต่อการบิน ฝนเกิดจาก อนุภาคของไอน้ าขนาดต่างๆในก้อนเมฆเมื่อมีขนาดใหญ่ขึ้นจนไม่สามารถลอยตัวอยู่ใน ก้อนเมฆได้ก็จะตกลงมาเป็นฝน ฝนจะตกลงมายังพื้นดินได้นั้นจะต้องมีเมฆเกิดในท้องฟ้าก่อน เมฆมีอยู่หลายชนิด มีเมฆบางชนิดเท่านั้นที่ท าให้มีฝนตก เราทราบแล้วว่าไอน้ าจะกลั่นตัวเป็น เมฆก็ต่อเมื่อมีอนุภาคกลั่นตัวเล็กๆอยู่เป็นจ านวนมากเพียงพอและไอน้ าจะเกาะตัวบนอนุภาค เหล่านี้รวมกันท าให้เกิดเป็นเมฆ เมฆจะกลั่นตัวเป็นน้ าฝนได้ก็ต้องมีอนุภาคแข็งตัว (Freezing nuclei)หรือเม็ดน้ าขนาดใหญ่ซึ่งจะดึงเม็ดน้ าขนาดเล็กมารวมตัว กันจนเป็นเม็ดฝน สภาวะของน้ าที่ตกลงมาจากท้องฟ้าอาจเป็นลักษณะของฝน ฝนละออง หิมะหรือลูกเห็บ ซึ่งเรา รวมเรียกว่าหยาดน้ าฟ้า (Precipitation) ซึ่งจะตกลงมาในลักษณะไหน ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศในพื้นที่นั้นๆ หยาดน้ าฟ้าต้องเกิดจากเมฆ แต่เมื่อมีเมฆไม่ จ าเป็นต้องมีหยาดน้ าฟ้าเสมอไปพายุฟ้าคะนอง เป็นปรากฎการณ์ทางธรรมชาติที่มีสภาวะ อากาศร้ายเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อการบิน พายุฟ้าคะนองจะเริ่มก่อตัวขึ้นจากเมฆก้อน (เมฆคิวมูลัส)ก่อนในสภาวะบรรยากาศแวดล้อมที่เหมาะสม คือมีอากาศร้อนชื้น มีสภาพอากาศ เป็นแบบไม่มีเสถียรภาพ หรือ เป็นแบบไม่มีเสถียรภาพแบบมีเงื่อนไข และมีกลไกท าให้อากาศยก ตัวขึ้น

ชนิดของหยาดน้ าฟ้าในประเทศไทย ฝน (Rain) เป็นหยดน้ ามีขนาดประมาณ 0.5 – 5 มิลลิเมตร ฝนส่วนใหญ่ตกลงมาจากเมฆนิมโบสเตรตัส และเมฆคิวมูโลนิมบัส ฝนละออง (Drizzle) เป็นหยดน้ าขนาดเล็กกว่า 0.5 มิลลิเมตร เกิดจากเมฆสเตรตัส พบเห็นบ่อยบนยอดเขาสูง ตกต่อเนื่องเป็นเวลานานหลายชั่วโมง ละอองหมอก (Mist) เป็นหยดน้ าขนาด 0.005 – 0.05 มิลลิเมตร เกิดจากเมฆสเตรตัส ท าให้เรารู้สึกชื้นเมื่อเดินผ่าน มักพบบนยอดเขาสูง ลูกเห็บ (Hail) เป็นก้อนน้ าแข็งขนาดใหญ่กว่า 5 เซนติเมตร เกิดขึ้นจากกระแสในอากาศไหลขึ้น (updraft) และไหลลง (downdraft) ภายในเมฆคิวมูโลนิมบัส พัดให้ผลึกน้ าแข็งปะทะกับน้ าเย็นยิ่งยวด กลายเป็นก้อนน้ าแข็งห่อหุ้มกันเป็นชั้นๆ จนมีขนาดใหญ่ และตกลงมา หิมะ (Snow) เป็นผลึกน้ าแข็งขนาดประมาณ 1 – 20 มิลลิเมตร ซึ่งเกิดจากไอน้ าจากน้ าเย็นยิ่งยวด ระเหิดกลับ เป็นผลึกน้ าแข็ง แล้วตกลงมา อุปกรณ์วัดน้ าฝน ในการวัดปริมาณน้ าฝน เราใช้หน่วยวัดเป็นมิลลิเมตร เช่น ถ้าฝนตกลงมาท าให้ระดับ น้ าฝนในภาชนะที่รองรับสูงขึ้น 10 มิลลิเมตร หมายความว่า ฝนตกวัดได้ 10 มิลลิเมตร ถ้าฝนตก ลงมาท าให้ระดับน้ าฝนในภาชนะที่รองรับสูงขึ้น 25 มิลลิเมตร หมายความว่า ฝนตกวัดได้ 25 มิลลิเมตร อุปกรณ์วัดน้ าฝน (Rain gauge) ขนาดมาตรฐานเป็นทรงกระบอกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 เซนติเมตร บนปากกระบอกมีกรวยรอรับน้ าฝน ให้ตกลงสู่กระบอกตวงซึ่งอยู่ภายในซึ่งมีเส้น ผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กกว่ากระบอกนอก 10 เท่า (เส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เซนติเมตร) ทั้งนี้เพื่อ ขยายมาตราส่วนขยายขึ้น 10 เท่า ท าให้เกิดความสะดวกในการอ่านค่าปริมาณ น้ าฝนได้ละเอียดยิ่งขึ้น

วงจรชวีติของ THUNDERSTORM มี 3 ขั้น 1.ขั้นคิวมูลัส(Cumulus Stage) กินเวลาประมาณ10-15 นาที ในเมฆคิวมูลัสที่จะขยายตัวเป็นพายุฟ้าคะนองควรมีขนาดกว้าง 12 กิโลเมตรขึ้นไป มีอากาศอุ่นและชื้นที่ปั่นป่วน และมีกระแสลมพัดขึ้นทางแนวตั้งตลอดตั้งแต่ ฐานจนถึงยอดเมฆ (Updraft)บางครั้งมีความรุนแรงถึง50 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ภายในก้อนเมฆจะ มีความปั่นป่วนรุนแรงขึ้นเป็นล าดับ ภายนอกจะเงียบสงบแม้นในบริเวณฐานเมฆจะมีกระแส อากาศเบาๆพอที่เครื่องบินจะบินผ่านไปได้ อุณหภูมิในก้อนเมฆจะสูงกว่าอากาศบริเวณใกล้เคียง และความแตกต่างของอุณหภูมิภายนอกภายในยิ่งนานจะยิ่งเพิ่มขึ้น เม็ดน้ าในก้อนเมฆมีขนาด เล็กในระยะแรกและจะโตขึ้นเรื่อยๆตามขนาดของก้อนเมฆ 2.ขั้นเจริญเติบโตเต็มที่(Mature Stage) กินเวลาประมาณ 15-30 นาที เป็นชว่งทเี่มฆกอ้นใหญน่เี้ตบิ โตเต็มที่พลงังานความปั่นป่วน ทอี่ยภู่ายในมกี าลังแรงขยายใหญส่ดุจนไมม่ที ไี่ป ตอ้งปลดปลอ่ยพลังงานนอี้อกมาแลว้ ชว่งนี้ แหละทเี่ป็นอันตรายทสี่ดุทที่ าใหเ้กดิอบุตัเิหตทุางการบนิมากมาย เพราะเป็นชว่งทรี่นุแรงสดุ ของพายุฝนฟ้าคะนอง จุดเริ่มต ้นของ Mature Stageนจี้ะสงัเกตเห็นฝนเรมิ่ โปรยลงมาตามดว้ยลมกระโชกทรี่นุแรงและไรท้ ศิทาง ซงึ่เกดิจากเม็ดน ้าและเม็ดน ้าแข็งจ านวน มากภายในเมฆ ซงึ่มขีนาดโตขนึ้จนเกนิกวา่่กระแสอากาศพัดขนึ้จะตา้นไวไ้ด้จงึตกลงมาเป็นฝน ในขณะเดียวกันจะเริ่มมีกระแสอากาศพัดลงตามแนวดิ่งจนเกิดเป็นกระแสอากาศพัดขึ้น-ลงตาม แนวดิ่ง โดยกระแสอากาศพัดลง เมื่อไหลลงกระทบพื้นดินก็จะแผ่ออกไปข ้างๆ ท าให ้เกิดลมกระโชกที่รุนแรง และไร้ทิศทาง อากาศจะเย็นลง แต่ฝนที่เริ่มตกลงมานั้นยังไม่ท า ใหท้ ัศนะวสิยัลดต า่ลงมากแตอ่ยา่งไรซงึ่นักบนิทกี่ าลังจะน าเครอื่งบนิลงในขณะนั้นจะยังคง มองเห็นภาพของสนามบินอยู่ตลอดเวลา เปรียบเสมือนเป็นกับดักล่อให ้นักบินตายใจ ยังคงน า เครอื่งบนิบนิผา่นใกลฐ้านเมฆ แตอ่กี สกัครเู่ดยีวฝนก็จะกระหน ่าลงมาอยา่งหนักตามดว้ยฟ้าผา่ ลมกระโชกและกระแสอากาศพัดในแนวดิ่งที่รุนแรงและไร้ทิศทาง ท้องฟ้ามืดมัวมีฝนตกหนัก ทัศนะวสิยัเลว บางครัง้มลีกูเห็บดว้ยมฟี้าแลบ ฟ้ารอ้ง เครอื่งบนิทบี่นิเขา้ไปในเมฆพายฟุ้า คะนองจะได ้รับอันตรายจากความกระแทกกระเทือนจากกระแสอากาศพัด ขึ้น-ลง ในแนวดิ่ง ลม กระโชกแรงมลีกูเห็บซงึ่อาจไดร้ับอันตรายถงึกับเป็นอบุัตเิหตตุกได้ 3.ขั้นสลายตัว (DISSIPATING STAGE) ใช้เวลาประมาณ 30นาที ในขั้นสลายตัวนี้เมื่อพลังงานถูกปลดปล่อยออกมาแล้ว สภาพอากาศภายในกับภายนอกเมฆก็จะค่อยๆปรับสมดุลย์เข้าหากัน ภายในก้อนเมฆจะมีแต่ กระแสอากาศพัดลงอย่างเดียวฝนที่ตกจะค่อยลดน้อยลงและหยุดในที่สุด อุณหภูมิในก้อนเมฆจะ เปลี่ยนไปจนเท่ากับบริเวณข้างเคียงทิศและความเร็วลมจะเปลี่ยน ไปจนเท่ากับบริเวณใกล้เคียง เมฆก้อนนี้ก็จะสลายตัวไปในที่สุด จุดสังเกตุของขั้นตอนนี้ คือที่ ยอดเมฆจะเป็นรูปทั่งเนื่องจากอากาศที่ปั่นป่วนนั้นหมดแรงที่ยกตัวเองให้สูงกว่านี้อีก ยอดเมฆจึง กระจายออกด้านหน้าของการเคลื่อนที่ วงจรชีวิตของ Thunderstorm โดยทั่วไปจะไม่เกิน 1-2 ชั่วโมง ช่วงที่มีอันตรายและน่ากลัวที่สุดคือ Mature Stage

แนวปะทะอากาศ •เป็นแนวแคบๆ ระหว่างมวลอากาศสองมวลที่มีสมบัติแตกต่างกัน ไม่ใช่ เป็นเพียงแนวเส้น แต่ หากมีลักษณะอากาศหรือเมฆที่เกิดขึ้นพร้อมๆ กับแนวปะทะอากาศอาจปก คลุมพื้นที่หลาย กิโลเมตรจากแนวเส้นที่วิเคราะห์ในแผนที่อากาศซึ่งอาจสังเกตได้จากการพิจารณา แผนที่ อากาศผิวพื้นประจ าวัน -แนวปะทะอากาศอุ่น (Warm Front) เป็นบริเวณที่มวลอากาศอุ่น (อากาศที่มีอุณหภูมิสูงกว่า มวลอากาศเดิมที่ปกคลุมพื้นที่ซึ่ง อุณหภูมิต ่ากว่า) เคลื่อนที่เข้ามาแทนที่อากาศเย็น ตามปกติ บริเวณที่มีมวลอากาศเย็นปกคลุม อยู่ ความหนาแน่นของอากาศสูงและโดยทั่วไปอากาศจะมี ลักษณะจมตัว ซึ่งแตกต่างจากมวล อากาศอุ่นซึ่งมีอุณหภูมิสูงกว่า อากาศ -แนวปะทะอากาศเย็น (cold front) เกิดจากมวลอากาศเย็นเข้าไปแทนที่มวลอากาศอุ่น โดยยกมวลอากาศอุ่นขึ้นบนแบบ ปกติมวล อากาศร้อนจะพาเอาความชื้นมาด้วย มวลอากาศร้อนเมื่อถูกยกตัวขึ้นบนสัมผัสกับความเย็น ด้านบนก็จะควบแน่นเป็นเมฆฝน หรือ Cumulonimbus ท าให้เกิดฝนตก ฟ้าร้องและพายุในพื้นที่ แนวปะทะ และเรียกแนวปะทะนี้ว่า แนวพายุฝน -แนวปะทะอากาศรวม (Occluded Front) มักเกิดในบริเวณที่มีแนวปะทะอากาศปรากฏอยู่แล้ว และมีมวลอากาศอีกชนิดเคลื่อนที่เข้ามาและ ดันให้มวลอากาศเดิมเคลื่อนที่สูงขึ้นไป ท าให้ ตอนบนปรากฏความแตกต่างของมวลอากาศเกิด เป็นปะทะอากาศ ซึ่งแนวปะทะอากาศแบบนี้ -แนวปะทะมวลอากาศคงที่ (Stationary front) เกิดจากการที่มวลอากาศอุ่นและมวลอากาศเย็นเคลื่อนที่เข้าหากัน แค่ไม่มีการเคลื่อนที่เข้า แทนที่กัน และสภาพอากาศเหมือนกับแนวปะทะอากาศอุ่น ถ้าแรงผลักดันเท่ากัน