ลมและพายุ

ลมและพายุ

ลมและพายุ
สภาพ พื้นผิวโลกแต่ละแห่งแตกต่างกัน ทำให้ความสามารถในการดูดซับรังสีจากดวงอาทิตย์ของแต่ละพื้นที่ไม่เท่ากัน บริเวณป่าทึบจะดูดรังสีได้ดีที่สุด รองลงมาคือพื้นดินและพื้นน้ำ ตามลำดับ เป็นผลให้อากาศที่อยู่เหนือพื้นที่ดังกล่าวมีอุณหภูมิและความกดอากาศต่างกัน และส่งผลทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศ

การเกิดลมและพายุ
อากาศเมื่อได้รับความร้อนจะขยายตัว และหากบริเวณนั้นมีความกดอากาศต่ำอากาศจะลอยตัวสูงขึ้น บริเวณที่อากาศเย็นกว่ามีความกดอากาศสูงกว่าจะเคลื่อนเข้ามาแทนที่อากาศร้อน ทำให้เกิด ลม ถ้าบริเวณทั้งสองแห่งมีความกดอากาศต่างกันมาก ลมจะพัดแรงจนบางครั้งเรียกว่า พายุ ซึ่งทำให้เกิดความเสียหายแก่สิ่งต่างๆ ในบริเวณที่พายุพัดผ่าน

ชนิดของลมและพายุ
1. ลมประจำภูมิภาคต่างๆ ของโลก ลมประจำภูมิภาคต่างๆ เช่น ลมที่พัดในซีกโลกใต้ พัดจากทิศตะวันออกเฉียงใต้ไปยังตะวันตกเฉียงเหนือ เรียกว่า "ลมค้า"
2. ลมประจำฤดู เป็น ลมที่พัดเป็นประจำตามฤดูกาล ลมมรสุมเป็นส่วนหนึ่งของลมที่พัดตามฤดูกาล มีทิศแน่นอนและสม่ำเสมอ สาเหตุใหญ่เกิดจากความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของพื้นดินและพื้นน้ำ ในฤดูหนาวอุณหภูมิของพื้นดินเย็นกว่าอุณหภูมิของน้ำในมหาสมุทร เป็นเหตุทำให้เกิดลมพัดในทิศทางตรงกันข้าม ประเทศไทยอยู่ภายใต้อิทธิพลของลมมรสุม 2 ชนิด คือ ลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้และลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ
2.1 ลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ ---เป็น ลมที่พัดปกคลุมประเทศไทยระหว่างกลางเดือนพฤษภาคมถึงกลางเดือนตุลาคม โดยมีแหล่งกำเนิดบริเวณความกดอากาศสูงในซีกโลกใต้ในแถบมหาสมุทรอินเดีย ลมมรสุมนี้จะนำมวลอากาศชื้นจากมหาสมุทรอินเดียมาสู่ประเทศไทย ทำให้มีเมฆมาก ฝนตกชุกทั่วไป
2.2 ลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ ---เป็น ลมที่พัดปกคลุมประเทศไทยระหว่างกลางเดือนตุลาคมจนถึงกลางเดือนกุมภาพันธ์ มีแหล่งกำเนิดจากบริเวณความกดอากาศสูงในซีกโลกเหนือแถบประเทศมองโกเลียและ จีน จึงพัดเอามวลอากาศเย็นและแห้งเข้ามาปกคลุมประเทศไทย ทำให้ท้องฟ้าโปร่ง อากาศหนาวเย็นและแห้งแล้งทั่วไป โดยเฉพาะภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ส่วนภาคใต้จะมีฝนตกชุก โดยเฉพาะภาคใต้ฝั่งตะวันออก เนื่องจากมรสุมนี้นำความชุ่มชื้นจากอ่าวไทยเข้ามาปกคลุม
3. ลมประจำถิ่น เป็นลมที่เกิดเฉพาะแห่ง ในฤดูร้อนกลางเดือนกุมภาพันธ์จนถึงกลางเดือนพฤษภาคม ซึ่งของประเทศไทยมีอากาศร้อนจัด เมื่อมีอากาศเย็นจากประเทศจีนพัดลงมาปะทะทำให้เกิดเป็นพายุ เรียกว่า พายุฤดูร้อน มีกำลังลมแรงจัดกว่าพายุดีเปรสชัน ทำความเสียหายแก่อาคารบ้านเรือนและต้นไม้หักโค่นได้
4. ลมประจำเวลา เป็นลมที่เกิดในช่วงเวลาที่ต่างกัน เช่น ในเวลากลางคืนอากาศเหนือพื้นดินเย็นว่าอากาศเหนือพื้นน้ำ เนื่องจากพื้นดินคายความร้อนได้เร็วกว่า อากาศจึงเคลื่อนที่จากฝั่งออกสู่ทะเล เรียกว่า ลมบก ส่วนในเวลากลางวันอากาศเหนือพื้นดินร้อนกว่าอากาศเหนือพื้นน้ำ เนื่องจากพื้นดินดูดความร้อนมากกว่าพื้นน้ำ อากาศจึงเคลื่อนที่จากพื้นน้ำเข้าสู่ฝั่งเรียกว่า ลมทะเล
5. พายุหมุนเขตร้อน เกิดเหนือมหาสมุทรในเขตร้อนที่มีอุณหภูมิของน้ำสูงกว่า 26.5 องศาเซลล์เซียส ความกดอากาศโดยทั่วไปต่ำกว่า 1,000 มิลลิบาร์ เกิดพร้อมกับลมที่พัดรุนแรงมาก โดยพัดเวียนเป็นวงทวนเข็มนาฬิกาในซีกโลกเหนือ ส่วนทางซีกโลกใต้พัดเวียนเป็นวงตามเข็มนาฬิกาเข้าสู่ศูนย์กลางพายุ ตามข้อตกลงระหว่างประเทศได้กำหนดการเรียกชื่อพายุหมุนตามความรุนแรงดังนี้

ประเภทพายุหมุนเขตร้อน	ความเร็วลมใกล้ศูนย์กลาง km/hr
พายุดีเปรสชัน พายุโซนร้อน พายุไต้ฝุ่น	ไม่เกิน 63 63-118 มากกว่า 118

พายุหมุนเขตร้อนมีชื่อเรียกต่างกันไปตามแหล่งกำเนิด เช่น

- พายุที่เกิดในอ่าวเบงกอลและมหาสมุทรอินเดียเรียกว่า "ไซโคลน (Cyclone)"
- พายุที่เกิดในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ ทะเลแคริบเบียน อ่าวเม็กซิโก และทางด้านตะวันตกของเม็กซิโก เรียกว่า "เฮอร์ริเคน (Hurricane)"
- พายุที่เกิดในมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือด้านตะวันตก มหาสมุทรแปซิฟิกใต้ และทะเลจีนใต้เรียกว่า "ไต้ฝุ่น (Typhoon)"
- พายุที่เกิดแถบทวีปออสเตรเลียเรียกว่า "วิลลี-วิลลี (Willy-Willy)"
6. พายุฟ้าคะนอง เป็นลมพายุที่พัดแรงฝนตกหนักและมีฟ้าแลบ ฟ้าร้อง ฟ้าผ่าเกิดขึ้นและบางครั้งอาจมีลูกเห็บเกิดขึ้นด้วย เราจะพบปรากฏการพายุฟ้าคะนองได้ทั่วไปในเขตภูมิอากาศร้อนชื้น
ที่มาhttp://www.maceducation.com/e-knowledge/2412212100/22.htm

บรรยากาศ

บรรยากาศ

การพยากรณ์อากาศ
การพยากรณ์อากาศ หมายถึง การคาดหมายสภาวะของลมฟ้าอากาศรวมทั้งปรากฏการณ์ธรรมชาติที่จะเกิดขึ้นล่วงหน้า โดยใช้สภาวะอากาศปัจจุบันเป็นข้อมูลเริ่มต้น
หน่วยงานของประเทศไทยที่ทำหน้าที่ในการตรวจสภาพอากาศและปรากฏการณ์ธรรมชาติเพื่อการพยากรณ์อากาศและเตือนภัยที่เกิดจากธรรมชาติ คือ กรมอุตุนิยมวิทยา

ขั้นตอนการพยากรณ์อากาศ
1. ตรวจสภาพอากาศ โดยสถานีตรวจอากาศบนบกหรือทะเล จะตรวจวัดอุณหภูมิของอากาศ ความชื้น ความกดอากาศ ลม เมฆ หยาดน้ำฟ้า ทัศนวิสัย บอลลูนตรวจสภาพอากาศจะนำเครื่องมือที่จะทำการวัดอุณหภูมิ ความกดอากาศ และความชื้นไปสู่ชั้นโทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์ ดาวเทียมตรวจสภาพอากาศจะอยู่ในชั้นเอกโซสเฟียร์ และสามารถถ่ายภาพพื้นผิวโลก เมฆ และพายุ ส่งข้อมูลมายังสถานีรวบรวมข้อมูลได้
2. สื่อสารข้อมูลที่ได้จากการตรวจสภาพอากาศจากสถานีต่างๆ ไปยังศูนย์พยากรณ์อากาศ
3. เขียนแผนที่อากาศ วิเคราะห์ข้อมูล และพยากรณ์อากาศ โดยใช้ระบบคอมพิวเตอร์ช่วยในการคำนวณ แล้วส่งข้อมูลการพยากรณ์อากาศไปยังหน่วยงานสื่อสารมวลชน

การอ่านแผนที่อากาศ
แผนที่อากาศ คือ แผนที่ที่แสดงองค์ประกอบทางอุตุนิยมวิทยา ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง ข้อมูลต่างๆ ในแผนที่อากาศได้รับมาจากสถานีตรวจอากาศ แล้วนำข้อมูลมาเขียนเป็นตัวเลข รหัส และสัญลักษณ์ต่างๆ ทางอุตุนิยมวิทยา ข้อมูลที่อยู่ในแผนที่อากาศจะนำไปใช้ในการคาดหมายการเปลี่ยนแปลงลักษณะอากาศ ที่จะเกิดขึ้น
ตัวอย่างสัญลักษณ์ทางอุตุนิยมวิทยาบนแผนที่อากาศ
1. เส้นโค้งที่เชื่อมต่อระหว่างบริเวณที่มีความกดอากาศเท่ากัน เรียกว่า เส้นไอโซบาร์ (Isobar) ตัวเลขบนเส้นไอโซบาร์แสดงค่าความกดอากาศที่อ่านได้ซึ่งอาจอยู่ในหน่วยมิลลิบาร์ หรือนิ้วของปรอท
2. เส้นโค้งที่เชื่อมต่อระหว่างบริเวณที่มีอุณหภูมิของอากาศเท่ากัน เรียกว่า เส้นไอโซเทอร์ม (Isotherm) ค่าอุณหภูมิอาจบอกในหน่วยองศาเซลเซียส หรือองศาฟาเรนไฮต์ หรือทั้งสองหน่วย
3. อักษร H คือ ศูนย์กลางของบริเวณที่มีความกดอากาศสูง
4. อักษร L คือ ศูนย์กลางของบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ

ภาพตัวอย่างแผนที่อากาศ
ที่มา http://www.maceducation.com/e-knowledge/2412212100/23.htm

สมบัติของอากาศ
1. ความหนาแน่นของอากาศ
ความหนาแน่นของอากาศ คือ อัตราส่วนระหว่างมวลกับปริมาตรของอากาศ
• ที่ระดับความสูงจากระดับน้ำทะเลต่างก้น อากาศจะมีความหนาแน่นต่างกัน
• เมื่อระดับความสูงจากระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของอากาศจะลดลง
• ความหนาแน่นของอากาศจะเปลี่ยนแปลงตามมวลของอากาศ อากาศที่มวลน้อยจะมีความหนาแน่นน้อย
• อากาศที่ผิวโลกมีความหนาแน่นมากว่าอากาศที่อยู่ระดับความสูงจากผิวโลกขึ้นไป เนื่องจากมีชั้นอากาศกดทับผิวโลกหนากว่าชั้นอื่นๆ และแรงดึงดูดของโลกที่มีต่อมวลสารใกล้ผิวโลก
2. ความดันของอากาศ
ความดันของอากาศหรือความดันบรรยากาศ คือ ค่าแรงดันอากาศที่กระทำต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ที่รองรับแรงดันนั้น
เครื่องมือวัดความดันอากาศ เรียกว่า บารอมิเตอร์
เครื่องมือวัดความสูง เรียกว่า แอลติมิเตอร์
ความสัมพันธ์ระหว่างความดันอากาศกับระดับความสูงจากระดับน้ำทะเล สรุปได้ดังนี้
1. ที่ระดับน้ำทะเล ความดันอากาศปกติมีค่าเท่ากับความดันอากาศที่สามารถดันปรอทให้สูง 76 cm หรือ 760 mm หรือ 30 นิ้ว
2. เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความกดของอากาศจะลดลงทุกๆ ระยะความสูง 11 เมตรระดับปรอทจะลดลง
1 มิลลิเมตร
3. อุณหภูมิของอากาศ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิตามความสูงในบรรยากาศชั้นนี้พบว่า โดยเฉลี่ยอุณหภูมิจะลดลงประมาณ 6.5 ๐C
4. ความชื้นของอากาศ
ความชื้นของอากาศ คือ ปริมาณไอน้ำที่ปะปนอยู่ในอากาศ
อากาศที่มีไอน้ำอยู่ในปริมาณเต็มที่ และจะรับไอน้ำอีกไม่ได้อีกแล้ว เรียกว่า อากาศอิ่มตัว
การบอกค่าความชื้นของอากาศ สามารถบอกได้ 2 วิธี คือ
1. ความชื้นสัมบูรณ์ คือ อัตราส่วนระหว่างมวลของไอน้ำในอากาศกับปริมาตรของอากาศขณะนั้น
2. ความชื้นสัมพัทธ์ คือ ปริมาณเปรียบเทียบระหว่างมวลของไอน้ำที่มีอยู่จริงในอากาศขณะนั้นกับมวลของ ไอน้ำอิ่มตัว ที่อุณหภูมิและปริมาตรเดียวกัน มีหน่วยเป็นเปอร์เซ็นต์
เครื่องมือวัดความชื้นสัมพัทธ์ เรียกว่า ไฮกรอมิเตอร์ ที่นิยมใช้มี 2 ชนิด คือ
1. ไฮกรอมิเตอร์แบบกระกระเปียกกระเปาะแห้ง
2. ไฮกรอมิเตอร์แบบเส้นผม
ที่มา http://varee.ac.th/v2/kruju/2009/12/12/%E0%B8%AA%E0%B8%A1%E0%B8%9A%E0%B8%B1%E0%B8%95%E0%B8%B4%E0%B8%82%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B8%AD%E0%B8%B2%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A8/

บรรยากาศ
หน่วยที่ 1 อากาศที่ห่อหุ้มโลก

1. ความสำคัญของบรรยากาศ

บรรยากาศ(Atmosphere) หมายถึง อากาศที่อยู่รอบตัวเราและห่อหุ้มโลกไว้ทั้งหมด

อากาศ(Weather) หมายถึง บรรยากาศบริเวณใกล้ผิวโลก และที่อยู่รอบๆ ตัวเรา

ความสำคัญของบรรยากาศ

· ช่วยทำให้เกิดกระบวนการต่างๆ ที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต

· ช่วยปรับอุณหภูมิของโลกให้พอเหมาะกับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต

· ช่วยกรองรังสีอัลตราไวโอเลต

· ป้องกันอนุภาคต่างๆ ที่มาจากนอกโลก

· ทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางลมฟ้าอากาศ

2. ส่วนประกอบของอากาศ

อากาศแห้ง คือ อากาศที่ไม่มีไอน้ำผสมอยู่เลย

อากาศชื้น คือ อากาศที่ไอน้ำผสมอยู่

1. ส่วนประกอบของอากาศแห้ง

2. ส่วนประกอบของอากาศชื้น

ส่วนประกอบของอากาศชื้นจะเปลี่ยนแปลงไปตามสถานที่ เช่น ชายทะเล ภูเขา ป่าไม้ ชุมชน พื้นที่อุตสาหกรรม

3. การแบ่งชั้นบรรยากาศ

· การแบ่งชั้นบรรยากาศโดยใช้อุณหภูมิเกณฑ์ แบ่งได้ 5 ชั้น

1. โทรโพสเฟียร์(Troposphere) สูงจากพื้นดินสูงขึ้นไป 10 กิโลเมตร มีลักษณะดังนี้

· มีอากาศประมาณร้อยละ 80 ของอากาศทั้งหมด

· อุณหภูมิจะลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 6.5 ^๐C ต่อ 1 กิโลเมตร

· มีความแปรปรวนมาก เนื่องจากเป็นบริเวณที่ไอน้ำ เมฆ ฝน พายุต่างๆ ฟ้าแลบฟ้าร้องและฟ้าผ่า

2. สตราโทสเฟียร์(Mesosphere) อยู่สูงจากพื้นดิน 10-50 กิโลเมตร มีอากาศเบาบาง มีเมฆน้อยมาก เนื่องจากมีปริมาณไอน้ำน้อยอากาศไม่แปรปรวน เครื่องบินบินอยู่ในชั้นนี้ มีแก๊สโอโซนมาก ซึ่งอยู่ที่ความสูงประมาณ 25 กิโลเมตร ช่วยดูดกลืนรังสีอัตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ไว้บางส่วน

3. มีโซสเฟียร์(Mesosphere) สูงจากพื้นดินประมาณ 50-80 กิโลเมตร อุณหภูมิลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้นสุดเขตของบรรยากาศชั้นนี้เรียกว่า มีโซพอส ซึ่งมีอุณหภูมิประมาณ -140 ^๐C เป็นบรรยกาศชั้นที่ส่งดาวเทียมขึ้นไปโคจรรอบโลก

4. เทอร์โมสเฟียร์(Thermosphere) อยู่สูงจากพื้นดินประมาณ 80-500 กิโลเมตร ดาวตกและอุกาบาตร จะเริ่มลุกไหม้ในบรรยากาศชั้นนี้ อุณหภูมิจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วง 80-100 km จากนั้นอุณหภูมิจะค่อยๆ ลดลง โดยทั่วไป อุณหภูมิจะอยู่ในช่วง 227-1,727 ^๐C บรรยากาศชั้นนี้มีความหนาแน่นของอนุภาคต่างๆ จางมาก แต่แก๊สต่างๆ ในชั้นนี้จะอยู่ในลักษณะที่เป็นอนุภาคที่ประจุไฟฟ้าเรียกว่า ไอออน สามารถสะท้อนคลื่นวิทยุบางความถี่ได้ เรียกชื่ออีกอย่างหนึ่งว่า ไอโอโนสเฟียร์(Ionosphere)

5. เอกโซสเฟียร์(Exosphere) อยู่ในระดับความสูงจากผิวโลก 500 กิโลเมตรขึ้นไป ไม่มีแรงดึงดูดของโลก ดาวตกและอุกบาตรจะไม่ลุกไหม้ในชั้นนี้ เนื่องจากมีแก๊สเบาบางมาก จนไม่ถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของบรรยากาศ

· การแบ่งชั้นบรรยากาศโดยใช้สมบัติทางอุตุนิยมวิทยาเป็นเกณฑ์

1. บริเวณที่มีอิทธิพลของความฝืด อยู่สูงจากผิวโลกประมาณ 2 กิโลเมตร

2. โทรโพสเฟียร์ชั้นกลางและชั้นบน อุณหภูมิชั้นนี้จะลดลงอย่างสม่ำเสมอตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น

3. โทรโพสเฟียร์ อยู่ระหว่างโทรโพสเฟียร์และสตราโทสเฟียร์

4. สตราโตสเฟียร์ มีลักษณะอากาศเหมือนกับสตราโทสเฟียร์ที่แบ่งโดยใช้อุณหภูมิเป็นเกณฑ์

5. บรรยากาศชั้นสูง เป็นชั้นที่อยู่เหนือสตราโตสเฟียร์ถึงขอบนอกสุดของบรรยากาศ

หน่วยที่ 2 สมบัติของอากาศ

1. ความหนาแน่นของอากาศ

ความหนาแน่นของอากาศ คือ อัตราส่วนระหว่างมวลกับปริมาตรของอากาศ

Ø ที่ระดับความสูงจากระดับน้ำทะเลต่างก้น อากาศจะมีความหนาแน่นต่างกัน

Ø เมื่อระดับความสูงจากระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของอากาศจะลดลง

Ø ความหนาแน่นของอากาศจะเปลี่ยนแปลงตามมวลของอากาศ อากาศที่มวลน้อยจะมีความหนาแน่นน้อย

Ø อากาศที่ผิวโลกมีความหนาแน่นมากว่าอากาศที่อยู่ระดับความสูงจากผิวโลกขึ้นไป เนื่องจากมีชั้นอากาศกดทับผิวโลกหนากว่าชั้นอื่นๆ และแรงดึงดูดของโลกที่มีต่อมวลสารใกล้ผิวโลก

2. ความดันของอากาศ

ความดันของอากาศหรือความดันบรรยากาศ คือ ค่าแรงดันอากาศที่กระทำต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ที่รองรับแรงดันนั้น

เครื่องมือวัดความดันอากาศ เรียกว่า บารอมิเตอร์

เครื่องมือวัดความสูง เรียกว่า แอลติมิเตอร์

ความสัมพันธ์ระหว่างความดันอากาศกับระดับความสูงจากระดับน้ำทะเล สรุปได้ดังนี้

1. ที่ระดับน้ำทะเล ความดันอากาศปกติมีค่าเท่ากับความดันอากาศที่สามารถดันปรอทให้สูง 76 cm หรือ 760 mm หรือ 30 นิ้ว

2. เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความกดของอากาศจะลดลงทุกๆ ระยะความสูง 11 เมตรระดับปรอทจะลดลง 1 มิลลิเมตร

3. อุณหภูมิของอากาศ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิตามความสูงในบรรยากาศชั้นนี้พบว่า โดยเฉลี่ยอุณหภูมิจะลดลงประมาณ 6.5 ^๐C

4. ความชื้นของอากาศ

ความชื้นของอากาศ คือ ปริมาณไอน้ำที่ปะปนอยู่ในอากาศ

อากาศที่มีไอน้ำอยู่ในปริมาณเต็มที่ และจะรับไอน้ำอีกไม่ได้อีกแล้ว เรียกว่า อากาศอิ่มตัว

Ø การบอกค่าความชื้นของอากาศ สามารถบอกได้ 2 วิธี คือ

1. ความชื้นสัมบูรณ์ คือ อัตราส่วนระหว่างมวลของไอน้ำในอากาศกับปริมาตรของอากาศขณะนั้น

2. ความชื้นสัมพันธ์ คือ ปริมาณเปรียบเทียบระหว่างมวลของไอน้ำที่มีอยู่จริงในอากาศขณะนั้นกับมวลของไอน้ำอิ่มตัว ที่อุณหภูมิและปริมาตรเดียวกัน มีหน่วยเป็นเปอร์เซ็นต์

Ø เครื่องมือวัดความชื้นสัมพัทธ์ เรียกว่า ไฮกรอมิเตอร์ ที่นิยมใช้มี 2 ชนิด คือ

1. ไฮกรอมิเตอร์แบบกระกระเปียกกระเปาะแห้ง

2. ไฮกรอมิเตอร์แบบเส้นผม

หน่วยที่ 3 ปรากฏการณ์ทางลมฟ้าอากาศ

เมฆ

1.1 เมฆและการเกิดเมฆ
เมฆ คือ น้ำในอากาศเบื้องสูงที่อยู่ในสถานะเป็นหยดน้ำและผลึกน้ำแข็ง และอาจมีอนุภาคของของแข็งที่อยู่ในรูปของควันและฝุ่นที่แขวนลอยอยู่ในอากาศรวมอยู่ด้วย

1.2 ชนิดของเมฆ
การสังเกตชนิดของเมฆ
กลุ่มคำที่ใช้บรรยายลักษณะของเมฆชนิดต่างๆ มีอยู่ 5 กลุ่มคำ คือ

เซอร์โร(CIRRO) เมฆระดับสูง
อัลโต(ALTO) เมฆระดับกลาง
คิวมูลัส(CUMULUS) เมฆเป็นก้อนกระจุก
สเตรตัส(STRATUS) เมฆเป็นชั้นๆ
นิมบัส(NUMBUS) เมฆที่ก่อให้เกิดฝน

นักอุตุนิยมวิทยาแบ่งเมฆออกเป็น 4 ประเภท คือ

1. เมฆระดับสูง เป็นเมฆที่พบในระดับความสูง 6500 เมตรขึ้นไป

ประกอบด้วยผลึกน้ำแข็งเป็นส่วนใหญ่ มี 3 ชนิด คือ

Ø เซอร์โรคิวมูลัส

Ø เซอร์รัส

Ø เซอร์โรสเตรตัส

2. เมฆระดับกลาง

Ø อัลโตสเตรตัส

Ø อัลโตคิวมูลัส

3. เมฆระดับต่ำ

Ø สเตรตัส

Ø สเตรโตคิวมูลัส

Ø นิมโบสเตรตัส

4. เมฆซึ่งก่อตัวในทางแนวตั้ง

Ø คิวมูลัส

Ø คิวมูโลนิมบัส

หยาดน้ำฟ้า

หยาดน้ำฟ้า หมายถึง น้ำที่อยู่ในสถานะของแข็งหรือของเหลวที่ตกลงมาจากบรรยากาศสู่พื้นโลก

หมอก(Fog) คือ เมฆที่เกิดในระดับใกล้พื้นโลก จะเกิดตอนกลางคืนหรือเช้ามืด

น้ำค้าง(Dew) คือ ไอน้ำที่กลั่นตัวเป็นหยดน้ำเกาะติดอยู่ตามผิว ซึ่งเย็นลงจนอุณหภูมิต่ำกว่าจุดน้ำค้างของขณะนั้น

จุดน้ำค้าง คือ ขีดอุณหภูมิที่ไอน้ำในอากาศเริ่มควบแน่นออกมาเป็นละอองน้ำ

น้ำค้างแข็ง(Frost) คือ ไอน้ำในอากาศที่มีจุดน้ำค้างต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง แล้วเกิดการกลั่นตัวเป็นเกล็ดน้ำแข็ง โดยเกิดเฉพาะในเวลากลางคืน หรือตอนเช้ามืด

หิมะ(Snow) คือ ไอน้ำที่กลั่นตัวเป็นเกล็ดน้ำแข็ง เมื่ออากาศอิ่มตัว และอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง

ลูกเห็บ(Hail) คือ เกล็ดน้ำแข็งที่ถูกลมพัดหวนขึ้นหลายครั้ง แต่ละครั้งผ่านอากาศเย็นจัด ไอน้ำกลายเป็นน้ำแข็งเกาะเพิ่มมากขึ้น จนมีขนาดใหญ่มากเมื่อตกถึงพื้นดิน

ฝน(Rain) เกิดจากละอองน้ำในก้อมเมฆซึ่งเย็นจัดลง ไอน้ำกลั่นตัวเป็นละอองน้ำเกาะกันมาก และหนักขึ้นจนลอยอยู่ไม่ได้ และตกลงมาด้วยแรงดึงดูดของโลก

ปริมาณน้ำฝน หมายถึง ระดับความลึกของน้ำฝนในภาชนะที่รองรับน้ำฝน เครื่องมือปริมาณน้ำฝนเรียกว่า เครื่องวัดน้ำฝน(rain gauge)

http://www.lesa.in.th/atmosphere/

ลม

ลม(Wind) คือ มวลของอากาศที่เคลื่อนที่ไปตามแนวราบ

- สภาพอากาศเหนือพื้นดินและพื้นน้ำ

พื้นดินและพื้นน้ำรับและคายความร้อนจากดวงอาทิตย์ได้ไม่เท่ากันพื้นดินจะรับและคายความร้อนได้ดีกว่าพื้นน้ำ ในเวลากลางวันอุณหภูมิของพื้นดินจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว พื้นน้ำจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นอย่างช้าๆ ทำให้อากาศเหนือพื้นดินมีอุณหภูมิสูงกว่าอากาศเหนือพื้นน้ำ ส่วนในเวลากลางคืนพื้นดินคายความร้อนได้เร็วกว่าพื้นน้ำ ทำให้อากาศเหนือพื้นดินมีอุณหภูมิต่ำกว่าอากาศเหนือพื้นน้ำ ทำให้เกิดลมขึ้น

- การเกิดลม
สาเหตุเกิดลม คือ 1. ความแตกต่างของอุณหภูมิ 2. ความแตกต่างของหย่อมความกดอากาศ
หย่อมความกดอากาศ(Pressure areas)

Ø หย่อมความกดอากาศสูง หมายถึง บริเวณที่มีความกดอากาศสูงกว่าบริเวณข้างเคียง ใช้ตัวอักษร H

Ø หย่อมความกดอากาศต่ำ หมายถึง บริเวณที่มีความกดอากาศต่ำกว่าบริเวณข้างเคียง ใช้ตัวอักษร L

ชนิดของลม ลมแบ่งออกเป็นชนิดต่างๆ คือ

Ø ลมประจำปีหรือลมประจำภูมิภาค เช่น ลมสินค้า

Ø ลมประจำฤดู เช่น ลมมรสุมฤดูร้อน และลมมรสุมฤดูหนาว

Ø ลมประจำเวลา เช่น ลมบก ลมทะเล

Ø ลมที่เกิดจากการแปรปรวนหรือลมพายุ เช่น พายุฝนฟ้าคะนอง พายุหมุนเขตร้อน

เครื่องมือที่ใช้ในการวัดกระแสลม

Ø ศรลม

Ø อะนิโมมิเตอร์

Ø แอโรแวน

ผลของปรากฏการณ์ทางลมฟ้าอากาศที่มีต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

ประโยชน์ของปรากฏการณ์ทางลมฟ้าอากาศ

1. การเกิดลมจะช่วยให้เกิดการไหลเวียนของบรรยากาศ

2. การเกิดลมสินค้า

3. การเกิดเมฆและฝน

4. การเกิดลมประจำเวลา

ผลกระทบและภัยอันตราย

1. ผลกระทบจากอิทธิพลของลมมรสุม เช่น น้ำท่วม น้ำท่วมฉับพลัน

2. ผลกระทบจากอิทธิพลของลมพายุ เช่น ต้นไม้ล้มทับ คลื่นสูงในทะเล

หน่วยที่ 4 การพยากรณ์อากาศ

การพยากรณ์อากาศและอุตุนิยมวิทยา

การพยากรณ์อากาศ หมายถึง การคาดหมายภาวะของลมฟ้าอากาศและปรากฏารณ์ทางธรรมชาติที่จะเกิดขึ้นล่วงหน้า แบ่งออกเป็น 3 ระยะ คือ

1. ระยะสั้น ช่วงระยะเวลาไม่เกิน 72 ชั่วโมง

2. ระยะปานกลาง ช่วงระยะเวลามากว่า 72 ชั่วโมง จนถึง 10 วัน

3. ระยะนาน ตั้งแต่ 10 วันขึ้นไป

หลักการพยากรณ์อากาศ

ระบบของการพยากรณ์อากาศ แบ่งเป็น 3 ระบบ คือ

1. ระบบการตรวจอากาศ

2. ระบบการสื่อสาร

3. ศูนย์พยากรณ์อากาศ

ความสำคัญของการพยากรณ์อากาศ

ช่วยให้บุคคลทุกอาชีพมีการเตรียมพร้อมที่จะป้องกันแก้ไขภัยอันตรายหรือความสูญเสียอันเกิดจากปรากฏการณ์ทางลมฟ้าอากาศได้

ที่มา http://www.boonyapradit.com/sience11.htm

ความกดอากาศมาตรฐาน

อากาศมีสถานะเป็นก๊าซ แต่อากาศก็มีน้ำหนักเช่นเดียวกับของแข็งและของเหลว เราเรียกน้ำหนักซึ่งกดทับกันลงมานี้ว่า “ความกดอากาศ” (Air pressure) ความกดอากาศจะมีความแตกต่างกับแรงที่เกิดจากน้ำหนักกดทับตรงที่ความกดอากาศ มีแรงดันอากาศทุกทิศทาง เช่นเดียวกับแรงดันอากาศในลูกโป่ง เมื่ออากาศเย็นซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศร้อน จึงมีความกดอากาศมากกว่าเรียกว่า “ความกดอากาศสูง” (High pressure) ในแผนที่อุตุนิยมจะใช้อักษร “H” สีน้ำเงินเป็นสัญลักษณ์ ในทางกลับกันหากอากาศร้อนก็จะมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศเย็น จึงมีความกดอากาศน้อยกว่าเรียกว่า “ความกดอากาศต่ำ” (Low pressure) ในแผนที่อุตุนิยมจะใช้อักษร “L” สีแดง เป็นสัญลักษณ์ นักอุตุนิยมวิทยาใช้เครื่องมือ "บารอมิเตอร์" อย่างละเอียดสำหรับวัดความกดอากาศ หน่วยที่ใช้วัดความกดของอากาศนั้นอาจจะเป็นความสูงของปรอทเป็นนิ้วหรือ เซนติเมตร ปอนด์ต่อตารางนิ้ว หรือกิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรก็ได้ แต่ในปัจจุบันส่วนมากนิยมใช้หน่วยเป็นมิลลิบาร์ (millibar) เพราะเป็นหน่วยที่สะดวกกว่า ซึ่งเราจะเปรียบเทียบกันได้ตามหลักการคำนวณต่อไปนี้

เศษส่วนของ 1 atm	ความสูงโดยเฉลี่ย
	(เมตร)	(ฟุต)
1	0	0
1/2	5,486	18,000
1/3	8,376	27,480
1/10	16,132	52,926
1/100	30,901	101,381
1/1000	48,467	159,013
1/10000	69,464	227,899
1/100000	96,282	283,076

ความกดอากาศเป็น ความกดดันอยู่จุดใดหนึ่งของชั้นบรรยากาศของ โลก โดยทั่วไปความกดอากาศจะประมาณเท่ากับความกดดันที่เกิดขึ้นย้อนน้ำหนักของ อากาศอยู่บนจุดนั้น ๆ ซึ่งหมายความว่า จุดที่มีความกดอากาศต่ำจะมีอากาศที่มีมวลสารต่ำกว่าจะอยู่ข้างบนมัน ด้วยเหตุผลแบบเดียวกัน ความกดอากาศจะต่ำลงเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความกดอากาศที่ความสูงระดับน้ำทะเล จะเท่ากับ 1 atm (หนึ่งหน่วยบรรยากาศ) หรือ 101.325 kPa (กิโลปาสคาล) หรือ 760 mmHg (มิลลิเมตรปรอท)
ที่มา http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%A7%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B8%81%E0%B8%94%E0%B8%AD%E0%B8%B2%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A8

ความรู้อุตุนิยมวิทยา

ความรู้อุตุนิยมวิทยา

บรรยากาศ

อากาศ
อากาศ (air) ที่ห่อหุ้มโลกอยู่ทั้งหมด เรียกว่า บรรยากาศ ส่วนอากาศที่ห่อหุ้มโลกอยู่เฉพาะส่วนเรียกว่า อากาศ อากาศเป็นสิ่งที่อยู่ในสถานะที่เป็นแก๊ส มีส่วนประกอบต่างๆ ในอัตราส่วนที่ต่างกันไป อากาศจะประกอบด้วยสิ่งต่างๆ ดังนี้

รูปแสดงส่วนประกอบของอากาศ

1. ไนโตรเจน (nitrogen) เป็นส่วนประกอบอยู่ในอากาศประมาณร้อยละ 78 โดยปริมาตร ไนโตรเจนทำให้ออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศไม่เข้มข้น ทำให้การสันดาปซึ่งเป็นปฏิกิริยาทางเคมีลดความรวดเร็วลง ไนโตรเจนในอากาศบางส่วนจะถูกแบคทีเรียที่อยู่ในดิน ในรากพืชบางชนิด ตรึงเอาไปไว้เพื่อประโยชน์ของพืช เมื่อพืชและสัตว์ตายลงจะสลายตัวเป็นไนโตรเจนกลับสู่อากาศอีกครั้ง
2. ออกซิเจน (oxygen) เป็นส่วนประกอบอยู่ในอากาศประมาณร้อยละ 21 โดยปริมาตร ออกซิเจนเป็นส่วนประกอบสำคัญในการสันดาป พืชและสัตว์ต้องใช้ออกซิเจนในการหายใจ (กระบวนการเมแทบอลิซึมของเซลล์) และออกซิเจนเกิดมาจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช
3. คาร์บอนไดออกไซด์ (carbondioxide) เป็นส่วนประกอบอยู่ในอากาศประมาณร้อยละ 0.04 โดยปริมาตร พืชใช้คาร์บอนไดออกไซด์ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง การหายใจออกของสิ่งมีชีวิตจะหายใจเอาคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่ภายนอก
4. แก๊สเฉื่อย (inert gas) เป็นแก๊สที่ไม่มีความว่องไวต่อปฏิกิริยาทางเคมีใดๆ เช่น

1) อาร์กอน (Ar) มีอยู่ในอากาศมากที่สุดในกลุ่มของแก๊สเฉื่อยด้วยกัน มีอยู่ประมาณร้อยละ 0.09 โดยปริมาตร นำไปใช้ในการทำหลอดไฟฟ้าเรืองแสง เพราะพบว่า ถ้านำอาร์กอนกับไนโตรเจนใส่ลงในหลอดไฟฟ้า ไอของอาร์กอนจะทำให้หลอดไฟฟ้า เกิดการเรืองแสงขึ้นได้
2) ฮีเลียม (He) เป็นแก๊สที่มีความหนาแน่นต่ำ นำไปใช้ในการบินของเรือเหาะในยุคก่อน ซึ่งปัจจุบันไม่มีแล้ว
3) นีออน (Ne) เป็นแก๊สที่เปล่งแสงได้สวยงามเมื่อกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่าน นิยมนำมาทำป้ายโฆษณาในเวลากลางคืน
4) คริปทอน (Kr) และซีนอน (Xe) เป็นแก๊สที่มีน้อยที่สุดในกลุ่มของแก๊สเฉื่อยในอากาศ นำมาใช้ประโยชน์ในการทำไฟโฆษณา
5) ไอน้ำ เป็นส่วนของน้ำที่กลายเป็นไอน้ำเนื่องจากความร้อนของแหล่งความร้อนต่างๆ แล้วไปอยู่ในอากาศเป็นส่วนประกอบของอากาศ ถ้าในอากาศมีความชื้นสัมพัทธ์ร้อยละ 60 ณ อุณหภูมิ 68 องศาฟาเรนไฮต์ เราจะรู้สึกสบายที่สุด
6) ฝุ่นละออง ในอากาศมีฝุ่นละอองจำนวนไม่มากนักเมื่อเปรียบเทียบกับส่วนประกอบของอากาศ อื่นๆ ฝุ่นละอองจะเป็นตัวช่วยสะท้อนแสงทำให้แสงจากดวงอาทิตย์สว่างมากขึ้น
7)สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กในอากาศจะมีสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเป็นส่วนประกอบด้วย เช่น แบคทีเรีย รา ไวรัส เป็นต้น

ข้อควรทราบ
-อากาศ เป็นของผสมที่ประกอบด้วยสารแตกต่างกันหลายชนิด เพราะส่วนประกอบของอากาศเปลี่ยนแปลงได้ แยกออกจากกันได้ด้วยวิธีทางกายภาพ ออกซิเจนและไนโตรเจนมีคุณสมบัติเช่นเดียวกับออกซิเจนและไนโตรเจนบริสุทธิ์

# จากผิวโลกสูงขึ้นไปในระยะ 800 - 1,000 กิโลเมตร โดยนับจากระดับน้ำทะเลจัดเป็นบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลก ถัดจากความสูงนี้ขึ้นไปเป็นบริเวณที่มีอนุภาคต่างๆ น้อยมากและไม่อยู่ภายใต้แรงดึงดูดของโลก เรียกส่วนนี้หรือบริเวณนี้ว่า อวกาศ

รูปแสดงระดับชั้นบรรยากาศและอวกาศ

สมบัติของอากาศ
อากาศมีสมบัติเฉพาะตัวที่สำคัญ คือ
1. เป็นสสาร มีมวล มีตัวตน ต้องการที่อยู่ และสัมผัสได้
2. เป็นของไหลถ่ายเทไปได้ตลอดเวลา อากาศจะไหลจากบริเวณที่มีความกดดันอากาศสูงไปยังบริเวณที่ความกดดันอากาศต่ำ จึงทำให้เกิดลม
3. ทำให้เป็นของเหลวได้โดยการเพิ่มความดันสูงๆ หรือทำให้เย็นจัดๆ อากาศจะเปลี่ยนไปเป็นของเหลว เรียกว่า อากาศเหลว มีลักษณะเป็นของเหลวไม่มีสี
4. อากาศมีความหนาแน่น มีความดัน มีความชื้น และมีระดับอุณหภูมิ

ความหนาแน่นของอากาศ
ความหนาแน่นของอากาศ (density) เป็นอัตราส่วนระหว่างมวลกับปริมาตรของอากาศ

จากการทำการทดลองพบว่า ความหนาแน่นของอากาศจะลดลงเมื่อความสูงเพิ่มมากขึ้นทุกๆ ความสูงที่เพิ่มขึ้น 2 กิโลเมตร จากระดับน้ำทะเล

ตารางแสดงความหนาแน่นของอากาศในระดับความสูงจากระดับน้ำทะเลและระดับต่างๆ

ความสูงจากระดับน้ำทะเล (km)	ความหนาแน่นของอากาศ (kg/ )
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20	1.225 1.007 0.819 0.660 0.526 0.414 0.312 0.228 0.166 0.122 0.089

การจัดแบ่งชั้นบรรยากาศ
การจำแนกเพื่อจัดชั้นของบรรยากาศ โดยทั่วไปจะจัดจำแนกตามลักษณะที่มีลักษณะเด่นชัด ตัวอย่างเช่น จัดจำแนกตามอุณหภูมิ จัดจำแนกตามสมบัติของแก๊สที่มีอยู่ จัดจำแนกตามสมบัติทางอุตุนิยมวิทยา

การจัดจำแนกชั้นบรรยากาศโดยใช้ระดับอุณหภูมิเป็นเกณฑ์
การจัดจำแนกชั้นบรรยากาศโดยใช้ระดับอุณหภูมิจะแบ่งชั้นบรรยากาศได้ 4 ชั้น คือ
1. โทรโพสเฟียร์ (troposhere) เป็นชั้นบรรยากาศที่มีลักษณะดังนี้
1) เริ่มตั้งแต่ผิวโลกขึ้นไปถึงระยะ 10 กิโลเมตร
2) อุณหภูมิจะเปลี่ยนไปตามระดับความสูง โดยระดับอุณหภูมิจะลดลงตามระดับความสูง โดยทั่วไปจะลดลงประมาณ 6.5 องศาเซลเซียสต่อความสูงหนึ่งกิโลเมตร และมีลักษณะเฉพาะ คือ บริเวณที่อยู่เหนือภาคพื้นทวีปในฤดูร้อน บริเวณที่อยู่เหนือภาคพื้นมหาสมุทรในฤดูหนาว อุณหภูมิจะลดลงตามความสูงอย่างรวดเร็ว
3) ในส่วนของโทรโพสเฟียร์ที่เป็นส่วนแคบๆ จะเกิดการผันกลับของอุณหภูมิ โดยอุณหภูมิจะลดลงตามระดับความสูง การผันกลับของอุณหภูมิจะเกิดขึ้นเหนือภาคพื้นทวีปในฤดูหนาวและเหนือมหาสมุทร ในฤดูร้อน เนื่องจากการเย็นตัวของผิวดินด้วยการแผ่รังสี หรือจากการที่อากาศที่มีอุณหภูมิสูงสัมผัสกับผิวดินที่เย็นกว่า
4) มีปรากฏการณ์ต่างๆ เกิดขึ้นในบรรยากาศชั้นนี้ เช่น ลมพายุ ฝนฟ้าคะนอง ฟ้าแลบ ฟ้าร้อง ฟ้าผ่า เป็นต้น
2. สตราโทสเฟียร์ (stratosphere) เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่สูงถัดจากบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์ขึ้นไปอีก 50 กิโลเมตร มีลักษณะเฉพาะที่ชัดเจน เช่น
1) จะมีอุณหภูมิคงที่ในส่วนที่อยู่ติดกับชั้นโทรโพสเฟียร์ขึ้นไป 20 กิโลเมตร ถัดจากความสูง 20 กิโลเมตรนี้ไปอีก 10-15 กิโลเมตร หรือที่ความสูงจากชั้นโทรโพสเฟียร์ขึ้นไป 30-35 กิโลเมตรอุณหภูมิจะเพิ่มสูงขึ้น และต่อจากนั้นอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วด้วยอัตรา 0.5 องศาเซลเซียสต่อความสูง 1 กิโลเมตร
2) สตราโทสเฟียร์เป็นชั้นบรรยากาศที่มีความชื้นในระดับ ต่ำมาก มีปริมาณของฝุ่นละอองน้อย
3) เป็นชั้นบรรยกาาศที่มีปริมาณแก๊สโอโซน (O3) เข้มข้นมาก
3. มีโซสเฟียร์ (mesophere) เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่ถัด จากสตราโทสเฟียร์ขึ้นไปอีกเป็นระยะความสูงประมาณ 80 กิโลเมตร มีลักษณะเฉพาะก็คือ อุณหภูมิของชั้นบรรยากาศจะลดลงตามระดับของความสูงที่เพิ่มขึ้น
4. เทอร์โมสเฟียร์ (thermosphere) เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่ถัดจากมีโซสเฟียร์ขึ้นไปเป็นระยะความสูง 400-500 กิโลเมตร มีลักษณะเฉพาะ คือ
1) ในระยะความสูง 100 กิโลเมตรแรก ระดับอุณหภูมิของชั้นบรรยากาศนี้จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และถัดจาก 100 กิโลเมตรแรกขึ้นไปอีกระดับ อุณหภูมิของชั้นบรรยากาศจะลดลงตามความสูงที่เพิ่มขึ้น
2) ระดับอุณหภูมิของบรรยากาศชั้นนี้จะร้อนมาก โดยจะมีระดับอุณหภูมิสูงถึง 227-1,727 องศาเซลเซียส
3) ปริมาณของอนุภาคต่างๆ มีความหนาแน่นน้อยมาก
4) บรรยากาศชั้นนี้จะเป็นบริเวณที่บรรยากาศเปลี่ยนไปเป็นแก๊สระหว่างดวงดาวที่มีความเบาบางมาก ซึ่งเรียกเอกโซสเฟียร์ (exosphere)

รูปแสดงการแบ่งชั้นบรรยากาศโดยใช้อุณหภูมิเป็นเกณฑ์

การจัดจำแนกชั้นบรรยากาศโดยใช้ส่วนประกอบของอากาศที่มีแก๊สต่างๆ เป็นเกณฑ์
การจัดจำแนกชั้นบรรยากาศโดยใช้ส่วนประกอบของอากาศที่มีแก๊สต่างๆ เป็นเกณฑ์ จัดแบ่งชั้นบรรยากาศได้เป็น 4 ชั้น ดังนี้
1. โทรโพสเฟียร์ (troposhere) เป็นชั้นบรรยากาศที่มีลักษณะเฉพาะดังนี้
1) เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่ตั้งแต่ส่วนที่ติดผิวโลกขึ้นไปในอากาศที่ระยะความสูง 10 กิโลเมตรโดยประมาณ
2) มีส่วนประกอบของอากาศที่สำคัญมากคือ ไอน้ำ โดยทั่วไปจะมีส่วนประกอบของอากาศตามปกติ
2. โอโซโนสเฟียร์ (ozonosphere) เป็นชั้นบรรยากาศที่มีลักษณะเฉพาะดังนี้
1) เป็นชั้นของบรรยากาศที่อยู่ถัดจากบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์ขึ้นไปอีก ถึงระยะประมาณ 50-55 กิโลเมตรจากผิวโลก
2) บรรยกาาศชั้นนี้จะมีปริมาณของแก๊สโอโซน (O3) อยู่มากที่สุด อาจเรียกบรรยากาศชั้นนี้ว่า ชั้นโอโซน ก็ได้
3. ไอโอโนสเฟียร์ (ionosphere) เป็นชั้นบรรยากาศที่มีลักษณะเฉพาะดังนี้
1) เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่ถัดจากชั้นโอโซโนสเฟียร์ขึ้นไปถึงระยะความสูงประมาณ 600 กิโลเมตรจากผิวโลก
2) มีปริมาณอิเล็กตรอนอิสระอยู่เป็นจำนวนมาก
3) ระยะจากผิวโลกขึ้นไปถึงชั้นไอโอโนสเฟียร์ พบว่าคลื่นความถี่ของวิทยุสามารถส่งสัญญาณไปได้ทั่วทุกหนทุกแห่งบนโลกไปได้ ไกลเป็นระยะทางประมาณ 1,000 กิโลเมตร
4. เอกโซสเฟียร์ (exosphere) เป็นชั้นบรรยากาศที่มีลักษณะเฉพาะดังนี้
1) เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่สูงสุดถัดจากชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ขึ้นไปถึงระยะความสูงกว่าผิวโลกประมาณ 660 กิโลเมตร
2) ในชั้นบรรยากาศนี้ความหนาแน่นขององค์ประกอบของอากาศจะมีน้อยลง

รูปแสดงการจัดแบ่งชั้นบรรยากาศโดยใช้ส่วนประกอบของอากาศเป็นเกณฑ์

การจำแนกชั้นบรรยากาศโดยใช้ความเกี่ยวข้องกับ อุตุนิยมวิทยา
การจัดจำแนกชั้นของบรรยากาศโดยใช้ความเกี่ยวข้องกับเรื่องของอุตุนิยมวิทยา จัดจำแนกได้ถึง 5 ชั้น คือ
1. ชั้นที่มีอิทธิพลของความฝืด บรรยากาศชั้นนี้จะอยู่ถึงระดับความสูง 2 กิโลเมตรจากพื้นผิวของโลก เป็นบริเวณที่มีการไหลเวียนไปมาของอากาศ ความร้อนจากผิวโลกจะทำให้อากาศในบรรยากาศชั้นนี้มีโครงสร้างที่แปรเปลี่ยนไป ด้วยการถ่ายทอดความร้อนให้กับอากาศในบริเวณนั้นๆ
2. โทรโพสเฟียร์ส่วนชั้นกลางและชั้นบน บรรยากาศชั้นนี้จะมีการลดลงของอุณหภูมิขณะความสูงเพิ่มขึ้น อิทธิพลของความฝืดจะมีผลทำให้การไหลเวียนของอากาศน้อยลง
3. โทรโพพอส (tropopause) บรรยากาศชั้นนี้อยู่ระหว่างบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์และสตราโทสเฟียร์ บรรยากาศชั้นนี้จะแบ่งเป็นชั้นที่มีไอน้ำและชั้นที่ไม่มีไอน้ำ
4. สตราโทสเฟียร์ (startosphere) บรรยากาศชั้นนี้จะมีความชื้น ฝุ่นละอองเพียงเล็กน้อย และมีโอโซนหนาแน่น
5. บรรยากาศชั้นสูง เป็นบรรยากาศชั้นที่อยู่ถัดจากชั้นสตราโทสเฟียร์ไปจนไปจดขอบนอกสุดของชั้นบรรยากาศโลกอุณหภูมิของอากาศ

อุณหภูมิ (temperature) ของอากาศ เป็นระดับปริมาณความร้อนที่อากาศมีอยู่ในแต่ละช่วงเวลาและแต่ละสถานที่ จากการศึกษาและการตรวจวัดอุณหภูมิของอากาศโดยตรวจจากระดับผิวโลกขึ้นไปใน ชั้นบรรยากาศที่ระดับความสูง 10 กิโลเมตร ผู้ตรวจวัดพบว่า อุณหภูมิของอากาศจะมีการลดลงเมื่อระดับความสูงจากผิวโลกเพิ่มขึ้น ทั้งนี้อธิบายได้ว่า ในเวลากลางวันผิวโลกรับแสงแดดหรือแสงจากดวงอาทิตย์ แล้วเก็บไว้ใช้ด้วยการดูดกลืน จากนั้นความร้อนที่เก็บสะสมไว้จะถูกคายออกมา บรรยากาศจะได้รับความร้อนนั้นโดยเฉพาะบริเวณที่อยู่ใกล้ผิวโลก จึงทำให้อุณหภูมิของบรรยากาศชั้นที่อยู่ใกล้ผิวโลกสูงกว่าบรรยากาศชั้นที่ อยู่สูงขึ้นไป

รูปแสดงลักษณะการเกิดอุณหภูมิของบรรยากาศ

อุณหภูมิของบรรยากาศในชั้นบรรยากาศต่างๆ ตามระดับความสูงของผิวโลกจะมีความแตกต่างกันดังตาราง

ตารางแสดงอุณหภูมิของอากาศที่ระดับความสูงต่างๆ กัน

ระดับความสูงจาก ระดับน้ำทะเล (km)	อุณหภูมิของอากาศ ( ํC)
0 0.089 7.504 3.138 4.396 5.848 7.557 7.647	27.0 25.3 18.2 8.0 2.2 -6.1 -17.6 -32.3

จากข้อมูลตามตารางที่แสดงทำให้ทราบว่า
1. ช่วงความหนาแน่นของบรรยากาศจากผิวโลกขึ้นไปประมาณ 10 กิโลเมตร อุณหภูมิของอากาศจะลดลงเมื่อความสูงเพิ่มขึ้น
2. ตัวเลขแสดงอัตราการเปลี่ยนแปลงระดับอุณหภูมิ 5.5 องศาเซลเซียส ต่อระยะทาง 1 กิโลเมตร หรือระดับอุณหภูมิจะลดลง 5.5 องศาเซลเซียส เพื่อความสูงเพิ่มขึ้น 1 กิโลเมตร
3. ถ้าเรานำเอาข้อมูลนี้ไปเขียนกราฟ จะพบว่ากราฟมีลักษณะเป็นเส้นกราฟที่ค่อยๆ โค้งลง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงว่า ค่าของอุณหภูมิจะค่อยๆ ลดลงเมื่อระดับของบรรยากาศสูงขึ้น

กราฟแสดงอุณหภูมิของอากาศที่ระดับความสูงต่างกัน

จากกราฟจะเห็นได้ชัดเจนว่า อุณหภูมิจะลดลงเมื่อความสูงเพิ่มมากขึ้น สิ่งนี้ทำให้เราทราบว่า ถ้าเราต้องเดินทางสูงจากผิวของพื้นโลกขึ้นไปในระดับความสูงไม่เกิน 10 กิโลเมตร เราต้องเตรียมพร้อมกับสภาพการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิมิฉะนั้นอาจเกิดความ เสียหายต่อยานพาหนะและอาจเป็นอันตรายถึงขั้นเสียชีวิตได้ในที่สุด

ความดันอากาศ
ความดันอากาศ (air presour) หมายถึง แรงดันของอากาศ ซึ่งก็เป็นเรื่องของสมบัติของอากาศที่ต้องการที่อยู่ อากาศจะเคลื่อนที่โดยโมเลกุลของอากาศจะเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา เนื่องจากอยู่ในสถานะของแก๊ส อากาศจะเคลื่อนที่ไปทุกทิศทุกทางทำให้เกิดแรงที่เรียกว่า แรงดันอากาศ แรงดันอากาศจะขึ้นอยู่กับอิทธิพลของขนาดพื้นที่ อุณหภูมิ และอื่นๆ

การวัดความดันของอากาศ
การวัดความดันของอากาศ มีนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการศึกษาค้นคว้าไว้จนสามารถสร้างเครื่องวัดความดันของอากาศได้
นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเรื่องความดันของอากาศที่ควรรู้จักมี 2 ท่านด้วยกัน คือ กาลิเลโอ (Galileo) และเทอริเชลลี (Torricelli) โดยศึกษาพบว่า อากาศสามารถดันของเหลว เช่น น้ำหรือปรอทให้เข้าไปอยู่ในหลอดแก้วที่เป็นสุญญากาศได้ จึงนำความรู้ดังกล่าวมาประยุกต์ใช้สร้างเครื่องวัดความดันบรรยากาศที่มีชื่อ เรียกว่า บารอมิเตอร์ (barometer) บารอมิเตอร์จะใช้ปรอทบรรจุไว้ภายในหลอดแก้วเนื่องจากมีคุณสมบัติที่ดีกว่าของเหลวอื่นๆ

ข้อควรทราบ
1. ความดัน 1 บรรยากาศ คือ ความดันของอากาศที่ทำให้ปรอทเคลื่อนสูงขึ้นไปได้ 76 เซนติเมตร หรือ 760 มิลลิเมตร
2. 1 บรรยากาศ มีค่าเท่ากับ 1,013.25 มิลลิบาร์
3. 1,000 มิลลิบาร์ มีค่าเท่ากับ 1 บาร์
4. 1 บรรยากาศ มีค่าเท่ากับ 1.013105 นิวตันต่อตารางเมตร
5. ในทางอุตุนิยมวิทยาจะใช้หน่วยของบารอมิเตอร์ เป็นนิ้ว มิลลิเมตร มิลลิบาร์ หรือบาร์
6. 1 นิ้ว มีค่าเท่ากับ 25.4 มิลลิเมตร
7. 1 มิลลิบาร์ มีค่าเท่ากับ 0.02953 นิ้วของปรอท
8. 1 มิลลิบาร์ มีค่าเท่ากับ 0.750062 มิลลิเมตรของปรอท

เครื่องมือวัดความดันอากาศ
เครื่องมือที่ใช้วัดความดันของอากาศเราเรียกว่า บารอมิเตอร์ (barometer) เป็นเครื่องมือที่ทำให้ทราบว่า ณ บริเวณหนึ่ง บริเวณใดมีความกดของอากาศมากน้อยเท่าไร ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการทำงานของอุตุนิยมวิทยา ชนิดของบารอมิเตอร์มีดังต่อไปนี้
1. บารอมิเตอร์แบบปรอท (barometer) ประกอบด้วยหลอดแก้วยาวที่ปิดปลายด้านหนึ่งไว้ และทำให้เป็นสุญญากาศ นำไปคว่ำลงในอ่างที่บรรจุปรอทไว้ อากาศภายนอกจะกดดันให้ปรอทเข้าไปอยู่ในหลอดแก้วในระดับหนึ่งของหลอดแก้ว ระดับของปรอทจะเปลี่ยนแปลงไปตามความกดดันของอากาศ โดยความดัน 1 บรรยากาศจะดันปรอทให้สูงขึ้นไปได้ 76 เซนติเมตร หรือ 760 มิลลิเมตร

รูปแสดงบารอมิเตอร์แบบปรอท

2. แอนนิรอยด์บารอมิเตอร์ (aneriod barometer) ชนิดไม่ใช้ปรอทหรือของเหลวแบบอื่นๆ เป็นบารอมิเตอร์ที่จะทำเป็นตลับโลหะแล้วนำเอาอากาศออกจนเหลือน้อย (คล้ายจะทำให้เป็นสุญญากาศ) เมื่อมีแรงจากอากาศมากดตลับโลหะ จะทำให้ตลับโลหะมีการเคลื่อนไหว ทำให้เข็มที่ติดไว้กับตัวตลับชี้บอกความกดดันของอากาศโดยทำสเกลบอกระดับความ ดันของอากาศไว้ แอนนิรอยด์บารอมิเตอร์ประดิษฐ์โดยวีดี (Vidi) ในปี พ.ศ. 2388 มีขนาดเล็กพกพาไปได้สะดวก

รูปแสดงแอนนิรอยด์บารอมิเตอร์

3. บารอกราฟ (barograph) เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวัดความดันอากาศที่ใช้หลักการเดียวกับแอนนิรอยด์บารอมิเตอร์ แต่จะบันทึกความกดดันอากาศแบบต่อเนืองลงบนกระดาษตลอดเวลาในลักษณะเป็นเส้นกราฟ

รูปแสดงบารอกราฟ

4. แอลติมิเตอร์ (altimeter) เป็นแอนนิรอยด์บารอมิเตอร์ ที่นำมาประยุกต์ให้ใช้ความกดดันของอากาศวัดระดับความสูง แอล-ติมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการบิน เครื่องมือที่นักกระโดดร่มใช้เพื่อการกระโดดร่ม

รูปแสดงแอลติมิเตอร์ความชื้นของอากาศ

ความชื้นของอากาศ (humidity) หมายถึง ปริมาณของไอน้ำที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศ ในกรณีที่มีความชื้นในอากาศสูงหมายถึงว่าอากาศมีปริมาณไอน้ำมาก และถ้าอากาศมีความชื้นต่ำหมายถึงว่าอากาศมีปริมาณไอน้ำน้อย

ข้อควรทราบ

อากาศอิ่มตัว หมายถึง อากาศที่มีปริมาณไอน้ำสูงมาก จึงเป็นอากาศที่ไม่สามารถจะรับไอน้ำจากที่ต่างๆ ได้อีก ในกรณีที่มีไอน้ำเกินกว่าระดับปกติมาก ไอน้ำจะจัดการตัวเองโดยการกลายเป็นหยดน้ำตกลงมาเป็นฝน

ความชื้นสัมบูรณ์
ความชื้นสัมบูรณ์ หรือความชื้นแท้ (absolute humidity) เป็นความชื้นที่มีมวลของไอน้ำที่มีอยู่จริงในอากาศหนึ่งหน่วยปริมาตร ในเวลาใดเวลาหนึ่ง มีหน่วยในการวัดเป็นกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ความชื้นสัมบูรณ์ในอีกความหมายก็คือ ความหนาแน่นของไอน้ำ หรือปริมาณไอน้ำในอากาศ ความชื้นสัมบูรณ์จะมีค่าเท่ากับอัตราส่วนระหว่างมวลของไอน้ำที่มีจริงในอากาศ กับปริมาตรของอากาศ ดังสมการ

ตัวอย่างที่ 1 ห้องแห่งหนึ่งมีปริมาณ 1,200 ลูกบาศก์เมตร มีไอน้ำกระจายอยู่ 40,000 กรัม ความชื้นสัมบูรณ์ภายในห้องนี้มีค่าเท่าใด
วิธีทำ ความชื้นสัมบูรณ์
ตอบ

ตัวอย่างที่ 2 ห้องเรียนแห่งหนึ่งมีขนาดกว้าง 10 เมตร ยาว 20 เมตร มีไอน้ำอยู่ 80,000 กรัม ความชื้นสัมบูรณ์ภายในห้องนี้มีค่าเท่าไร
วิธีทำ ความชื้นสัมบูรณ์
ตอบ
ตัวอย่างที่ 3 ในป่าแห่งหนึ่งมีปริมาตรของอากาศ 1,700,000 ลูกบาศก์เมตร หลังฝนตกมีไอน้ำกระจายอยู่ทั่วไป 5,000,000 กรัม ความชื้นสัมบูรณ์ภายในป่าแห่งนี้มีค่าเท่าใด
วิธีทำ ความชื้นสัมบูรณ์
ตอบ

ความชื้นสัมพัทธ์
ความชื้นสัมพัทธ์ (relative humidity) เป็นวิธีการวัดความชื้นโดยการเปรียบเทียบเป็นเปอร์เซ็นต์ ระหว่างความชื้นสัมบูรณ์หรือมวลของไอน้ำที่มีอยู่จริงในอากาศ กับมวลของไอน้ำที่อากาศจำนวนนั้นๆ จะมีได้อย่างเต็มที่ ณ อุณหภูมิและปริมาตรเดียวกัน

หรือ

ตัวอย่างที่ 4 ที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส อากาศอิ่มตัวที่ปริมาณไอน้ำ 24 กรัมต่อลูกบาศก์เมตร ไอน้ำจริงในอากาศขณะนั้น 8 กรัมต่อลูกบาศก์เมตร จงหาค่าความชื้นสัมพัทธ์
วิธีทำ ความชื้นสัมพัทธ์
ตอบ

ตัวอย่างที่ 5 ค่าความชื้นสัมบูรณ์ของอากาศมีค่า 80 กรัมต่อลูกบาศก์เมตร ถ้าอากาศแห่งนี้สามารถรับไอน้ำได้เต็มที่ 140 กรัมต่อลูกบาศก์เมตร ความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศนี้มีค่าเท่าใด
วิธีทำ ความชื้นสัมพัทธ์
ตอบ

ความชื้นจำเพาะ
ความชื้นจำเพาะ (specific humidity) เป็นอัตราส่วนระหว่างมวลของไอน้ำมีหน่วยเป็นกรัมต่อมวลของอากาศทั้งหมด 1 กิโลกรัม

การวัดความชื้นในบรรยากาศ
การวัดความชื้นในบรรยากาศ เราจะวัดเป็นความชื้นสัมพัทธ์ด้วยเครื่องมือที่มีชื่อเรียกว่า ไฮโกรมิเตอร์ (hygrometer) ไฮโกรมิเตอร์แบ่งเป็นหลายชนิด
1. ไฮโกรมิเตอร์แบบกระเปาะเปียกกระเปาะแห้ง จะ ประกอบด้วยเทอร์มอมิเตอร์ 2 อัน โดยอันหนึ่งวัดอุณหภูมิตามปกติ อีกอันหนึ่งวัดอุณหภูมิในลักษณะที่เอาผ้ามาหุ้มกระเปาะ โดยให้ผ้าเปียกน้ำอยู่ตลอดเวลาเพื่อให้มีการระเหยของน้ำจากผ้า ทำให้ได้อุณหภูมิต่ำกว่า จากนั้นนำเอาอุณหภูมิไปใช้หาค่าความชื้นสัมพัทธ์ จากค่าความต่างของระดับอุณหภูมิของเทอร์มอมิเตอร์ทั้งสองโดยการอ่านค่าจาก ตารางสำเร็จรูป


รูปแสดงเทอร์มอมิเตอร์กระเปาะแห้งและกระเปาะเปียก

ตารางหาค่าความชื้นสัมพัทธ์

การหาค่าความชื้นสัมพันธ์ จากไฮโกรมิเตอร์แบบกระเปาะเปียกและกระเปาะแห้ง เช่น ถ้าอุณหภูมิจากเทอร์มอมิเตอร์กระเปาะแห้งอ่านได้ 37 ํC และอุณหภูมิของเทอร์มอมิเตอร์กระเปาะเปียกอ่านได้ 278 ํC จะหาค่าความชื้นสัมพัทธ์ได้เท่าไร

วิธีทำ

1. หาผลต่างของค่าอุณหภูมิของทั้งสองเทอร์มอมิเตอร์ได้เท่ากับ 37 ํC-27 ํC = 10 ํC
2. ดูค่าผลต่างเทียบกับตาราง
3. อ่านค่าของเทอร์มอมิเตอร์กระเปาะแห้งที่ 35-39 ํC
4. อ่านค่าความต่าง
5. จากข้อ 3 และข้อ 4 ขีดตั้งฉากเข้าหากัน จุดตัดคือค่าความชื้นสัมพัทธ์เท่ากับ 46 ํC

2. ไซโครมิเตอร์ (psychrometer) คือ ไฮโกรมิเตอร์แบบกระเปาะแห้งและกระเปาะเปียกที่ติดตั้งอยู่บนแผงเป็นคู่ๆ แผงแกว่งไปมาได้ เพื่อให้เกิดการระเหยของน้ำที่กระเปาะเปียกทำให้การตรวจสอบทำได้เที่ยงตรงมากขึ้น
3. ไฮโกรมิเตอร์แบบเส้นผม (hair hygrometer) ทำจากสมบัติของเส้นผมที่ขึ้นอยู่กับความชื้น ถ้ามีความชื้นมากเส้นผมจะยืดตัวออกไป ถ้ามีความชื้นน้อยเส้นผมจะหดตัว
4. ไฮโกรกราฟ (hygrograph) จะเป็นไฮโกรมิเตอร์แบบเส้นผมที่มีการบันทึกค่าความชื้นต่อเนื่องกันด้วยกราฟลงบนกระดาษ
ที่มาwww.maceducation.com/.../2412212100/19.htm

ความรู้อุตุนิยมวิทยา

ความรู้อุตุนิยมวิทยา

ความสำคัญ

• ช่วยปรับอุณหภูมิบนพื้นผิวโลกไม่ให้สูงหรือต่ำเกินไป เพื่อให้สิ่งมีชีวิตสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ โดยปกติในช่วงกลางวันความร้อนจากดวงอาทิตย์จะถูกอากาศ ที่ห้อหุ้มโลกไว้บางส่วน ทำให้ร้อนอย่างช้าๆ
• ช่วยป้องกันอันตรายจากรังสีและอนุภาคต่างๆ ที่มาจากนอกโลก