พายุ (storm) คือ ลมที่มีการเคลื่อนที่อย่างรุนแรง ซึ่งเกิดจากความแตกต่างอย่างมากของความกดอากาศระหว่าง 2 พื้นที่ ซึ่งความรุนแรงของพายุมีหน่วยตรวจวัดความรุนแรงคล้ายกับหน่วยริกเตอร์ และแสดงได้หลายรูปแบบ เช่น 1) เส้นผ่านศูนย์กลางของตัวพายุ 2) ความเร็วที่ศูนย์กลาง 3) ความเร็วและทิศทางการเคลื่อนตัว เป็นต้น ซึ่งพายุแบ่งย่อยเป็น 3 ชนิด คือ พายุฝนฟ้าคะนอง (thunderstorm) พายุหมุนเขตร้อน (tropical cyclone) และทอร์นาโด (tornado)

ลมจะพัดแรงมากจนกลาย พายุ (storm)

พัฒนาการพายุฝนฟ้าคะนอง

พายุฝนฟ้าคะนอง (thunderstorm) หมายถึง สภาพอากาศรุนแรงเฉพาะท้องถิ่น ที่มีฝนตกหนัก มีลมกระโชก และมีฟ้าแลบ (lightning) ฟ้าร้อง (thunder) ซึ่งโดยส่วนใหญ่เกิดอย่างกะทันหัน มีระยะเวลาสั้นๆ และหยุดลงอย่างทันทีทันใดภานในช่วงเวลา 1-2 ชั่วโมง โดยกลไกและวิวัฒนาการเกิดของพายุฝนฟ้าคะนอง แบ่งย่อยเป็น 3 ระยะ ดังนี้

xxxx พบบ่อยในเขตร้อน และรุนแรงมากกว่าเขตละติจูดกลางและละติจูดสูง อยู่ระหว่างละติจูดประมาณ 40 องศาเหนือและใต้ มีฟ้าแลบ ฟ้าร้อง กับมีลมกระโชกแรง และอาจมีฝนตกหนักบางครั้ง อาจตกนานกว่า 2 ชั่วโมง เกิดบนพื้นดินมากกว่าพื้นน้ำ

การเกิดพายุฟ้าคะนอง

พายุฟ้าคะนอง (Thunderstorm)
พบบ่อยในเขตร้อน และรุนแรงมากกว่าเขตละติจูดกลางและละติจูดสูง
อยู่ระหว่างละติจูดประมาณ 40 องศาเหนือและใต้
มีฟ้าแลบ ฟ้าร้อง กับมีลมกระโชกแรง และอาจมีฝนตกหนักบางครั้ง อาจตกนานกว่า 2 ชั่วโมง
เกิดบนพื้นดินมากกว่าพื้นน้ำ
ขั้นตอนการเกิดพายุฟ้าคะนอง
เริ่มก่อตัวเป็นเมฆก่อตัวแนวตั้งหรือเมฆคิวมูลัส (Cu)
เมื่อก่อตัวสูงขึ้น เกิดฝน เกิดพายุฟ้าคะนอง กระแสอากาศจะยกตัวขึ้นเบื้องบนอย่างรุนแรงเป็นเมฆคิวมูโลนิมบัส (Cb)
การก่อตัวของพายุฝนฟ้าคะนอง

ระยะคิวมูลัส ภายในก้อนเมฆจะมีกระแสอากาศไหลขึ้นเพียงอย่างเดียว และจะเจริญกลายเป็นเมฆ คิวมูโลนิมบัส

ระยะเติบโต สภาวะอากาศรุนแรง เมื่อกระแสอากาศไหลลงอยู่เคียงข้างกระแสอากาศไหลขึ้นและลง

ระยะสลายตัว ภายในก้อนเมฆมีแต่กระแสอากาศ ที่ไหลลงอย่างเดียว และการไหลเข้ามาของอากาศ ที่แห้งและเย็น จะทำให้ก้อนเมฆหายไป

. พายุฝนฟ้าคะนองในประเทศแคนาดา

 แสดงการเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง

1) ระยะคิวมูลัส (cumulus stage) ในช่วงแรกพื้นดินจะร้อนอบอ้าว ทำให้มวลอากาศร้อนยกตัวขึ้นในแนวดิ่ง (updraft) ก่อตัวกลายเป็นเมฆคิวมูลัสที่มีอุณหภูมิสูง ซึ่งเมื่อปะทะกับมวลอากาศเย็นด้านบนและควบแน่นกลายเป็นละอองน้ำในเมฆ และคลายความร้อนออกมาในรูปของแสงอินฟราเรด เกิดการก่อตัวของเมฆคิวมูโลนิมบัสที่มีขนาดใหญ่มากจนบดบังแสงอาทิตย์ ทำให้อุณหภูมิพื้นผิวลดต่ำลง ผลจากการปะทะกันของมวลแมฆที่ร้อนและเย็นทำให้เกิดการควบแน่นเป็นละอองน้ำเล็กๆ ก่อตัวเป็นเมฆคิวมูลัส

[1] ระยะคิวมูลัส (cumulus stage)
ช่วงแรกพื้นดินร้อนอบอ้าว มวลอากาศร้อนยกตัวแนวดิ่ง (updraft) ก่อเมฆคิวมูลัสอุณหภูมิสูง เมื่อปะทะกับมวลอากาศเย็นด้านบนควบแน่นเป็นละอองน้ำในเมฆ และคลายความร้อนในรูปของรังสีอินฟราเรด ก่อเมฆคิวมูโลนิมบัส ใหญ่มากบังแสงอาทิตย์ อุณหภูมิพื้นผิวลดต่ำลง

ขั้นคิวมูลัส พัฒนาเป็นเมฆคิวมูลัสแบบหอคอย มีขอบเขตการพัดเข้าหาในระดับต่ำ อากาศชื้นที่อุ่น มีการขับเคลื่อนขึ้นสู่ระดับบนจากความร้อนแฝง บริเวณใกล้ๆกับเมฆคิวมูลัส จะมีการรวมกลุ่มเป็นเมฆขนาดใหญ่มาก มีลักษณะเด่นจากการยกตัวขึ้น มีการผสมและพาไปเกิดขึ้นในกระแสลมไหลขึ้น ขั้นเจริญเติบโตเต็มที่มีหยาดน้ำฟ้าตามกระบวนการเกิดฝนซึ่งเป็นน้ำเย็นจัดต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง (Supercooled Water) เริ่มตั้งแต่ใกล้ผิวพื้น
เริ่มมีหยาดน้ำฟ้าเกิดขึ้นเรื่อยๆบริเวณรอบๆตามกระแสอากาศที่ไหลลง

กระแสอากาศไหลลง
การจมตัวลงทั้งคอลัมภ์ของอากาศในพายุฟ้าคะนอง
เกิด 3 กระบวนการสูญเสียพลังงาน
การกลายเป็นไอทำให้เย็นตัวลงจากการพาขึ้นไปของอากาศ
ด้านที่เคลื่อนลงมาอย่างช้าๆทำให้เกิดหยาดน้ำฟ้าตกลงมา
การกลายเป็นไอของอากาศจะอยู่ต่ำกว่าฐานเมฆ
เมื่อเกิดกระแสอากาศไหลลงมาถึงพื้นดิน จะเคลื่อนแผ่ออกไปหลายทิศทาง
เริ่มแรกจะรู้สึกอากาศหนาวเย็น และมีกระแสลมแรง (gusty) แบบมีขอบเขตของกระแสอากาศไหลออกหรือกระแสลมแรงด้านหน้า

ขอบเขตของกระแสอากาศที่ไหลออก ทำให้ดูเหมือนมีอากาศเย็นอยู่ข้างหน้า
มีการยกตัวของลมที่แรง (ทั้งทิศทางและความเร็วลม)
อากาศที่เย็นกว่ามากจะอยู่ด้านหลัง ส่วนกระแสลมแรง (gust) ที่อยู่ด้านหน้า
สามารถเกิดในบริเวณที่มีการยกตัวเพิ่มขึ้นของการพัฒนาเป็นพายุฟ้าคะนองเกิดขึ้น

2) ระยะการเกิดพายุ หรือระยะแก่ตัว (Mature Stage)

เป็นขั้นรุนแรงที่สุดของพายุฝนฟ้าคะนองไอน้ำกลั่นตัวเป็นเม็ดน้ำมากขึ้น ลมกระโชกแรง มีกระแสลมพัดขึ้นและลงตามแนวตั้ง (updrafts and downdrafts) ปริมาณความร้อนแฝงที่เกิดจากการควบแน่นลดลง ซึ่งมีสาเหตุมาจากการที่หยาดน้ำฟ้าที่ตกลงมามีอุณหภูมิต่ำ ช่วยทำให้อุณหภูมิของกลุ่มอากาศเย็นกว่าอากาศแวดล้อม ดังนั้นอัตราการเคลื่อนที่ลงของกระแสอากาศจะมีค่าเพิ่มขึ้นตามลำดับ กระแสอากาศที่เคลื่อนที่ลงมาซึ่งเรียกว่าดาวน์ดราฟต์ (Downdraft) จะแผ่ขยายตัวออกด้านข้าง ก่อให้เกิดลมกระโชกรุนแรง อุณหภูมิจะลดลงและความกดอากาศจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แผ่ออกไปไกลถึง 60 กิโลเมตรได้ โดยเฉพาะส่วนที่อยู่ด้านหน้าของทิศทางการเคลื่อนที่ของพายุ นอกจากนั้นกระแสอากาศเคลื่อนที่ขึ้นและลงจะก่อให้เกิดลมเฉือน (Wind shear) ซึ่งจะก่อให้เกิดอ้นตรายต่อเครื่องบินที่กำลังจะขึ้นและร่อนลงสนามบินเป็นอย่างมาก สำหรับพายุฝนฟ้าคะนองที่มีกระแสลมพัดขึ้นรุนแรง เม็ดน้ำอาจถูกพัดขึ้นไปถึงระดับสูงมากก่อนที่จะกลายเป็นน้ำแข็ง ดังนั้นในขั้นแก่ตัวนี้ลูกเห็บ อาจเกิดขึ้นได้ 3) กระแสลมกรรโชกและมีกลิ่นดิน เกิดขึ้นเนื่องจากดาวน์ดราฟต์ (Downdraft) ภายในเมฆคิวมูโลนิมบัสเป่าลงมากระแทกพื้นดินและกลายเป็นลมเฉือน (Wind shear) 4) ฟ้าแลบ ฟ้าผ่า ฟ้าร้อง เนื่องจากกระแสลมพัดขึ้นและลง (Updraft และ Downdraft) ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำของประจุไฟฟ้าในเมฆและบนพื้นดิน 5) ฝนตกหนัก เกิดจากการสลายตัวของเมฆเปลี่ยนเป็นหยาดน้ำฟ้าตกลงมาฝน และบางครั้งมีลูกเห็บตกลงมาด้วย Become anvil-headed

•ขั้นเจริญเติบโตเต็มที่เป็นช่วงของ พายุฯมีความแรงสูงสุด

•มีกระแสอากาศไหลขึ้นและลงด้วยความแรงเท่าๆกัน

•หยาดน้ำฟ้าตกหนัก อาจมีลูกเห็บตกได้เล็กน้อย

•มีกระแสลมแรง (Gusty) ออกจากกระแสอากาศไหลลงที่แผ่ออกไปบนพื้นดิน

•Anvil หรือยอดเมฆเริ่มเปลี่ยนไปเป็นน้ำแข็งหรือธารน้ำแข็ง (glaciate)

[2] ระยะการเกิดพายุ หรือระยะแก่ตัว (Mature Stage)

2.1) กระแสลมกรรโชก และมีกลิ่นดิน เกิดขึ้นเพราะดาวน์ดราฟต์ (Downdraft) ภายในเมฆคิวมูโลนิมบัสเป่าลงมากระแทกพื้นดินและกลายเป็นลมเฉือน (Wind shear)

2.2) ฟ้าแลบ ฟ้าผ่า ฟ้าร้อง เกิดจากกระแสลมพัดขึ้นและลง (Updraft และ Downdraft) ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำของประจุไฟฟ้าในก้อนเมฆและบนพื้นดิน

ฟ้าแลบ (lightning) เกิดจากประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่จากก้อนเมฆสู่ก้อนเมฆ (บน + ล่าง –)

ฟ้าร้อง (thunder) ประกายไฟฟ้าของฟ้าแลบทำให้อากาศอุณหภูมิสูง 25,000 oC อย่างทันที อากาศขยายตัวรวดเร็วและรุนแรง เกิดเสียง ฟ้าแลปและฟ้าร้องเกิดพร้อมกัน แต่ฝ้าแลปก่อนได้ยินเสียงฟ้าร้องเพราะแสงเดินทางเร็วกว่าเสียง 

ฟ้าผ่า (thunderbolt) ประจุไฟฟ้าหลุดจากเมฆลงพื้น ต้นไม้ อาคาร สิ่งมีชีวิต ประกายไฟฟ้าของฟ้าแลบ 1 ครั้ง มีปริมาณไฟฟ้าจำนวนสูงถึง 200,000 แอมแปร์ และมีความต่างศักย์ถึง 30 ล้านโวลต์ ความรุนแรงของกระแสไฟฟ้าจากฟ้าผ่าเพียงพอที่จะจุดหลอดไฟฟ้าขนาด 60 แรงเทียนให้สว่างได้ถึงจำนวน 600,000 ดวง

3) ฝนตกหนัก เกิดจากการสลายตัวของก้อนเมฆเปลี่ยนเป็นหยาดน้ำฟ้าตกลงมาฝน และในบางครั้งมีลูกเห็บตกลงมาด้วย ลมพัดขึ้น-ลง อาจทำให้เกิดลูกเห็บ

dry microbursts มีขนาดเล็กและไม่มีหยาดน้ำฟ้า อากาศแห้งมากมีตำแหน่งอยู่ใต้ฐานเมฆ หยาดน้ำฟ้าที่ตกลงมาบริเวณอากาศแห้งก็จะระเหยออกไป ทำให้มวลอากาศเย็นจะอยู่ต่ำกว่าฐานเมฆ มวลอากาศเย็นอย่างรวดเร็วจะจมตัวลงตาม dry adiabatic lapse rate สามารถตรวจพบได้ แต่ต้องรอนานมาก

wet microbursts จะสัมพันธ์กับหยาดน้ำฟ้าที่ตกปานกลางหรือหนัก อากาศแห้งบางส่วนจะอยู่เหนือฐานเมฆจะถูกพาออกไปข้างบนของพายุฟ้าคะนอง อากาศที่แห้งนี้จะมีการผสมกันกับอากาศในเมฆทำให้มีการระเหยของเมฆบางส่วน การระเหยทำให้อากาศเย็นตัวลง ทำให้เกิดมวลอากาศเย็นใกล้ยอดเมฆ มวลอากาศเย็นจะจมตัวลงและเพิ่มขึ้นจนทำให้กระแสอากาศไหลลงจนเกิดเป็น microburst มักเกิดฝนมากจนไหลทะลักออกมาจาก microburst

อันตรายจาก microburst และการบิน สาเหตุเมื่อเกิด microbursts แล้วทำให้ความรุนแรงมากต่ออากาศยาน คือ ความเร็วในการบินที่ต่ำ ใกล้พื้นดิน ความโชคร้ายทางองค์ประกอบกลศาสตร์ทางอากาศ (ปีกกระพือออก, ล้อหลุด) ความยากในการตรวจวัดโดยสายตา มีการเกิดอย่างรวดเร็วและเกิดช่วงเวลาอันสั้น

3) ระยะสลายตัว (Dissipating Stage) กระแสลมที่พัดลงตามแนวตั้งจะแผ่ไปทั่วเมฆ ตั้งแต่ระดับต่ำถึงสูง จนกระทั่งในที่สุดกระแสลมพัดขึ้นจะหมดไป ซึ่งจะทำให้น้ำฟ้าซึ่งตกลงมาลดลงอย่างช้าๆ และทำให้พายุฝนฟ้าคะนองหมดกำลังไปอย่างช้าๆ ในขณะเดียวกันอุณหภูมิในเมฆก็เปลี่ยนไปจนเท่ากับอุณหภูมิตามบริเวณข้างเคียง ทิศและความเร็วของลมจะเปลี่ยนไปตามบริเวณข้างเคียงด้วย 6) รุ้งกินน้ำ เกิดจากละอองน้ำซึ่งยังตกค้างอยู่ในอากาศหลังฝนหยุด หักเหแสงอาทิตย์ทำให้เกิดสเปกตรัม

มีแต่กระแสอากาศไหลลง หยาดน้ำฟ้าจะมีกำลังอ่อนและตกน้อยลง เมฆจะเริ่มกลายเป็นไอจากช่วง กลางเมฆขึ้นไปซึ่งอยู่ทางด้านหลังของยอดเมฆที่ถูกปล่อยออกไป Cirrus Spissatus Cumulonimbogenitus

พายุฝนฟ้าคะนองถือเป็นเป็นพายุเฉพาะถิ่นที่เกิดจากมวลอากาศร้อนยกตัวสูงขึ้นและก่อตัวเป็นเมฆคิวมูโลนิมบัส (Cumulonimbus) ซึ่งเมื่ออุณหภูมิของอากาศเย็นลง ไอน้ำจะกลั่นตัวเกิดเป็นพายุ

ฝนฟ้าคะนอง โดยสาเหตุการยกตัวของมวลอากาศร้อนและทำให้เกิด พายุฟ้าคะนอง (Thunderstorm)

ในเขตร้อนอากาศมีความชื้นมาก และมีอุณหภูมิสูงทำให้อากาศไม่มีเสถียรภาพ (Instability) หรือบรรยากาศมีอาการไม่ทรงตัว เกิดการผสมคลุกเคล้าจากล่างขึ้นข้างบนและจากข้างบนลงข้างล่าง ในชั้นแรกอากาศหรือ และในขั้นต่อมาซึ่งเป็นขั้นการสลายตัว (Dissipating Stage) จะมีกระแสอากาศไหลลงอย่างรุนแรง (Strong Downdraft) ภายในคอลัมน์ (ช่วง) ของฝน

ชนิดของพายุฝนฟ้าคะนอง (แบ่งตามกระบวนการเกิด)

นักวิทยาศาสตร์จำแนกพายุฝนฝ้าคะนอง แบ่งย่อยเป็น 4 ชนิด คือ

1) พายุฝนฟ้าคะนองพาความร้อน (Convectional Thunderstorm) มวลอากาศอุ่นยกตัวเนื่องจากได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ ทำให้มีการพาความร้อนและมวลอากาศจากพื้นดินขึ้นที่สูงให้อุณหภูมิของอากาศเย็นลง ไอน้ำจะกลั่นตัว เกิดเป็นเมฆคิวมูโลนิมบัส (Cumulonimbus) โดยส่วนใหญ่เกิดในช่วงบ่ายและเย็นในวันที่อากาศร้อนจัด

2) พายุฝนฟ้าคะนองภูเขา (Orographic Thunderstorm) เกิดจากมวลอากาศอุ่นเคลื่อนที่ปะทะภูเขาและลอยตัวสูงขึ้น เคลื่อนที่ไปตามลาดเขาอากาศจะเย็นตัว ไอน้ำกลั่นตัวกลายเป็นเมฆคิวมูโลนิมบัส (Cumulonimbus) ทำให้เกิดลักษณะของฝนปะทะหน้าเขา พายุลักษณะนี้จะเกิดบริเวณต้นลมของภูเขา เมฆจะก่อตัวในแนวตั้งสูงมาก ทำให้ลักษณะอากาศแปรปรวนมาก

3) พายุฝนฟ้าคะนองแนวปะทะ (Frontal Thunderstorm) เกิดจากการชนกันของมวลอากาศเย็นเดินทางชนมวลอากาศร้อนทำให้มวลอากาศร้อนยกตัวสูงขึ้น ไอน้ำกลั่นตัวเป็นเมฆคิวมูโลนิมบัส (Cumulonimbus) และเกิดเป็นพายุฝนฟ้าคะนองแนวปะทะ

4) พายุฝนฟ้าคะนองซุปเปอร์เซลล์ (Super-cell Thunderstorm) เกิดจากมีลมเฉือนแนวดิ่งทำให้มีการยกตัวของมวลอากาศร้อนขึ้นสู่ที่สูง ก่อตัวเป็นเมฆคิวมูโลนิมบัสและเกิดเป็นพายุฝนฟ้าคะนองต่อไป

แสดงการเกิดพายุฝนฟ้าคะนองแบบต่างๆ ที่มา : Tom L.Mcknigght , 1990.

ชนิดของพายุฝนฟ้าคะนอง (แบ่งตามลักษณะกายภาพ)

1) พายุฟ้าคะนองแบบเดี่ยวหรือมวลอากาศ (Single-cell or Airmass Thunderstorm) หรือ แบบมวลอากาศ มีการศึกษาครั้งแรกในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 มีผลต่อกองทัพอากาศและการค้าขาย มีการพัฒนาการใช้เรดาร์เข้ามาศึกษาลักษณะอากาศ เกิดโครงการศึกษาพายุฝนฟ้าคะนอง เริ่มแรกได้รับรู้และเข้าใจวงชีวิตของพายุฝนฟ้าคะนอง สภาวะของมวลอากาศในพายุฝนฟ้าคะนอง อากาศอยู่ในสภาวะไม่เสถียรภาพแบบมีเงื่อนไข (Conditional unstable) ซึ่งกำลังจะเกิดขึ้นหรือกำลังเกิดขึ้นหลังจากนี้ อากาศอุ่นและชื้นขึ้นใกล้ผิวพื้น มีการยกตัวขึ้นของมวลอากาศ (ปกติมักมีแรงขับจากอุณหภูมิที่แตกต่างกัน) กระแสลมแรงในแนวตั้ง มี (vertical wind shear ) ในสิ่งแวดล้อมที่อ่อนหรือไม่มีเลย

อันตรายจากพายุฟ้าคะนองแบบมวลอากาศ (air mass thunderstorms)มีฝนตกหนัก อาจเกิดลูกเห็บ มักไม่มีขนาดใหญ่และไม่ร้ายแรง อาจจะมีจำนวนมาก กระแสอากาศไหลลงที่แผ่ออก (downbursts or microbursts) ยกเว้นกระแสอากาศไหลลงที่รุนแรง เมื่อปะทะกับพื้นโลก อาจจะมีอำนาจทำลายได้

downbursts and microbursts
กระแสอากาศแผ่ออกขนาดเล็ก มีความแรงผิดปกติ มีกระแสอากาศไหลลงรวมกันเกิดเป็นกลุ่มลมแรงใกล้ผิวดินประมาณ 4 กิโลเมตรหรือน้อยกว่าตามแนวนอน เกิดช่วงเวลาอันสั้นมาก (กินเวลาประมาณ 3-8 นาที) มีขนาดเล็กมากและเกิดบางพื้นที่ (บริเวณตึกภายในเมือง) สัมพันธ์กับเมฆคิวมูโลนิมบัส สามารถเกิดฝนหนัก (wet microbursts) สามารถเกิดฝนโปรยๆแล้วหายไป (dry microbursts)

microburst แบบไม่สมมาตร การเกิดของ Microburst ความแรงลมที่เกิดประมาณ 5 นาที และจะสูญสลายประมาณ 10-20 นาทีหลังจากสัมผัสกับพื้นดิน

การเกิดลูกเห็บจากพายุฟ้าคะนอง

2) Multicellular Thunderstorms

Multicellular Thunderstorms เมฆฝนฟ้าคะนองแบบหลายเซลล์ ภายในเมฆแบบ multicell storms ชั้นของกระแสอากาศไหลออกมักเป็นตัวเหนี่ยวนำให้มีการพาความร้อนเกิดขึ้นใหม่อยู่เสมอ
การแยกแยะค่อนข้างยุ่งยากเมื่อเปรียบเทียบกับแบบเซลล์เดี่ยว กรณีเป็นแบบเซลล์เดี่ยว จำเป็นต้อง เป็นอิสระระหว่างกันอย่างชัดเจน มีวงชีวิตที่สมบูรณ์ มีวงชิวิตโดยประมาณ 30นาที ถึง 1 ชั่วโมง มีเป็นระบบที่อ่อน เป็นพายุฝนฟ้าคะนองหลายลูกและมีวงชิวิตที่ยาวนานกว่า เกิดจากพายุฯหลายเซลล์ เซลล์แต่ละเซลล์จะผ่านขั้นตอนการพัฒนาของพายุแต่จะอยู่รวมกลุ่มกัน สามารถเรียกว่า “พายุฝนฟ้าคะนองแบบหลายเซลล์ หรือ แบบหลายเซลล์ปกติ” ประกอบด้วยชุดตั้งแต่ เริ่มเกิด พัฒนา สลายตัวและเกิดขึ้นมาใหม่ Multicell Storm Weatherมีความรุนแรงมากกว่าแบบเดี่ยวแต่น้อยกว่าแบบ เพราะกระแสอากาศไหลซึ่งนำความชื้นของอากาศในระดับต่ำขึ้นไปไหลวนครบวงจร
พายุฯหลายเซลล์ที่ก่อตัวมีลักษณะอากาศที่รุนแรงในระดับที่สูงกว่า เหมือนมีการระเบิดของอากาศที่เลวร้าย.

เป็นกลุ่มของเมฆเซลล์เดี่ยวที่เกิดในช่วงเวลาสั้นๆ
กระแสอากาศไหลออกที่หนาวเย็นในแต่ละเซลล์ โดยจะเกิด ลมกระโชกแรงขนาดใหญ่และรุนแรงมากทางด้านหน้าของพายุฯ มีกระแสลมไหลเข้าตามแนวด้านหน้าของพายุฯ ซึ่งจะเหนี่ยวนำให้เกิดการพัฒนาของกระแสอากาศไหลขึ้นมาใหม่ โดยจะมีความรุนแรงมากที่สุดตามทิศทางการเคลื่อนที่ของพายุฯ กลุ่มเซลล์ที่เกิดขึ้นใหม่มักไม่สามารถเห็นได้อย่างชัดเจน อาจไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

วงชีวิตของ multicell storm ขณะที่เซลล์ที่ 1 เริ่มสลายตัว เซลล์ที่ 2 ก็อยู่ในขั้นพัฒนาและเห็นเด่นชัด ต่อมาเมื่อเซลล์ที่ 2 จะอ่อนลงเมื่อเกิดหยาดน้ำฟ้าตกหนักลงมาประมาณ 10 นาที หลังจากนั้นเซลล์ที่ 3 จะรุนแรงขึ้น และเกิดขึ้นเป็นวัฏจักรใหม่อีก

Multicell Storm จากเรดาร์ตรวจอากาศ เรดาร์มักจะสะท้อนกลุ่มเมฆ multicell โดยตามธรรมชาติจะมีการสะท้อนที่ศูนย์กลางและเป็นแกนสีค่อนข้างเหลือง3เฉดสี ที่ต่ำกว่าดังภาพ
บางครั้ง พายุฯมักจะไม่ปรากฎเห็นเซลล์จากการสแกนเรดาร์ในระดับต่ำ แต่สามารถเห็นได้ชัดเจนเมื่อได้สแกนในแต่ละระดับความสูง

เงื่อนไขของการพัฒนา อากาศมีความไม่เสถียรภาพระดับปานกลางถึงรุนแรง เริ่มเกิดเมฆ ก็คือมีพลังงานลอยตัวเพียงพออย่าง มีนัยสำคัญ ที่จะค่อยๆพัฒนาเติบโตเป็นก้อนเมฆ มีกระแสลมที่ชั้น Vertical Wind Shear ในระดับต่ำถึงปานกลาง -มีทิศทางหมุนตามเข็มนาฬิกาในระดับต่ำถึงปานกลาง

Multicellular Thunderstorm (cluster) แบบกลุ่มเซลล์ ทำให้เกิด ฝนตกหนัก–น้ำท่วม อันตรายจากกระแสลม ลูกเห็บขนาดปานกลาง ฟ้าผ่า พายุทอร์นาโด — มักเป็นแบบอ่อนๆ เป็นสัญลักษณ์ของการเกิดฝนตกหนัก และลูกเห็บการพัฒนาของเซลล์ Multicell storms การเกิด multicell storms ต้องพิจารณาจากกลศาสตร์ของ ลมกระโชกแรงด้านหน้าของพายุฯ เป็นกฎเกณฑ์สำคัญมากของระบบการพาความร้อนในแนวดิ่งช่วงระยะเวลาที่ยาวนาน
พิจารณาจากกระแสลมเวียนวน (Vorticity)

3) Squall Line

Squall Lineแบบเป็นแถบแนวยาวประกอบด้วยแนวของพายุฯที่ก่อตัวขึ้นอย่างต่อเนื่อง มีการพัฒนาตัวดีซึ่งจะเกิดลมกระโชกแรงนำมาตามขอบด้านหน้าของพายุฯ แนวนี้ก็คือ squall lines
สามารถทำให้เกิดลูกเห็บขนาดเล็กถึงปานกลาง บางครั้งเกิดน้ำท่วมฉับพลัน และพายุทอร์นาโด ขนาดอ่อน

4) Supercell Thunderstorms

พายุที่มีขนาดใหญ่มาก โดยมีตัวการหลัก คือ กระแสอากาศไหลขึ้น มีโครงสร้างทางฟิสิกส์กึ่งแน่นอน มีกระแสอากาศไหลขึ้นอย่างต่อเนื่อง มีกระแสอากาศไหลลงอย่างต่อเนื่อง มีทั้งกระแสอากาศไหลขึ้นและลงยังคงอยู่ต่อเนื่อง มีกระแสอากาศไหลขึ้นหมุนวน — Mesocyclone มีวงชีวิตอยู่หลายชั่วโมง มีโครงสร้างเป็นรูป 3 มิติ ในระดับสูง มีศักยภาพในการทำลายสูงมากที่สุดของ พายุฟ้าคะนองที่เกิดจากการพาความร้อนทั้งหมด มีลักษณะที่รุนแรงและอันตรายผสมกัน ลมแรง ลูกเห็บขนาดใหญ่ที่สามารถทำลายความเสียหายได้ มีฟ้าแลบเกิดขึ้นถี่ มีพายุทอร์นาโดขนาดใหญ่และมีวงชีวิตที่ยาวนาน อยู่ในภาวะที่ลมแรงหรือลมแรงจัด (high shear) ได้รับกลไกทั้งแบบกระแสอากาศไหลขึ้นและลง
ชนิดของ Supercell แบบหลัก มีหยาดน้ำฟ้าน้อย มีหยาดน้ำฟ้ามาก Low Precipitation (LP) Supercells มีหยาดน้ำฟ้าเล็กน้อยหรือไม่สามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่า มีการหมุนสามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าได้อย่างชัดเจน ฐานเมฆสามารถมองเห็นได้ง่ายและมักมีขนาดเล็ก เรดาร์ตรวจอากาศไม่สามารถแยกออกว่ามีการหมุนในพายุฯ ถึงแม้ว่าจะมีการหมุนอยู่ มักจะไม่มีพายุทอร์นาโด มักจะไม่มีอากาศที่รุนแรง

LP Supercell and HP Supercell

High Precipitation (HP) Supercells มีหยาดน้ำฟ้าจำนวนมากใน Mesocyclone เมื่อดูจากภาพเรดาร์ตรวจอากาศจะมีสัญญานเป็นรูปตะขอ (ส่วนมากอาจจะไม่มีก็ได้) การสะท้อนออกมาเป็นรูปตะขอที่แกนกลางอาจจะเปรียบเทียบกับแบบอื่นๆได้ โดยมากมักจะเป็นแบบ Supercell อาจทำให้เกิดฝนตกหนักหรือเกิดน้ำท่วมจากฝนที่ตก ลมที่หมุนมองเห็นได้ยากจากตาเปล่า แต่สามารถเห็นได้จากเครื่องเรดาร์

Supercells แบบทั่วไป มักมีรูปแบบของ Supercells มักมีหยาดน้ำฟ้าบางอย่าง แต่ไม่เกิดฝนตกหนัก มีการสะท้อนที่แกนกลางออกมาเป็นรูปตะขอน้อยกว่าแบบอื่น การหมุนมักสามารถเห็นได้ทั้งหสายตาเปล่าและจากเรดาร์

กระแสอากาศไหลขึ้น (Updraft) กระแสอากาศไหลขึ้น คือ คอลัมภ์ของอากาศที่ไหลขึ้นในเมฆSupercell จะมีการพัฒนาบริเวณด้านหน้าหรือด้านขวาของพายุฯ สิ่งแวดล้อมมีขนาดเล็กแกนกลางของกระแสอากาศไหลขึ้น ความเร็วลมของกระแสอากาศไหลขึ้นอาจจะถึง 50 เมตรต่อวินาที เรดาร์สามารถบ่งชี้ให้เห็นถึงกระแสไหลขึ้นที่แรงที่สุดที่เกิดในตอนกลางหรือส่วนบนของพายุฯ ฃ ปัจจัยที่มีผลต่อความเร็วของกระแสอากาศไหลขึ้น ความชันของเส้นความกดอากาศในแนวตั้ง มีผลกระทบเล็กน้อย แต่มีส่วนสำคัญแต่ละตำบล เขตของแนวลมพัดเข้าหากันในแต่ละภูมิภาคทำให้ความชันของเส้นความกดอากาศแต่ละตำบลเพิ่มขึ้น การปั่นป่วนของอากาศ (Turbulence) แรงลอยตัว (Buoyancy) อากาศมักจะไม่เสถียรภาพ มีแรงลอยตัวที่ใหญ่กว่าส่วนที่เพิ่มขึ้นในบรรยากาศ มีความแตกต่างของอุณหภูมิมากกว่าทั้งพื้นดินและสิ่งแวดล้อม แรงลอยตัว จะมากกว่าและเร็วกว่ากระแสอากาศไหลขึ้น Mesocyclone มีกระแสลมเวียนเข้าหาศูนย์กลางแสดงให้เห็นชัดว่ากระแสลมไหลขึ้นเข้าไปใน supercell storm โดยปกติจะมีขนาด 2-10 km มีลักษณะเชื่อมถึงกันในแนวตั้งตั้งแต่ 2-3 km, บางครั้งแผ่ไปถึง significant depth ของพายุ มีค่า vorticity ในแนวตั้งตั้งแต่ 10-2 s-1 ขึ้นไปมองเห็นได้ชัดเจนเหมือน the wall cloud มีกลไกที่แตกต่างกันตามรูปแบบระดับชั้นกลาง และชั้นล่าง

Wall cloud
เป็นคอลัมภ์แคบๆของกระแสลมที่หมุนแล้วไหลลงมาจากพายุฯ ความมืดจะปกคลุม โดยส่วนที่ยื่นออกมาจากฐานเมฆในระดับต่ำ มีการหมุนเวียนเข้าหาศูนย์กลางและมักมีการเคลื่อนที่ที่แรงภายใน wall cloud เริ่มเกิดตั้งแต่ระดับต่ำ เนื่องจากบริเวณรอบข้างของความกดอากาศต่ำมีการยกตัวหมุนเวียนขึ้น เหมือนอากาศเข้าไปใกล้กระแสวงวนภายหลัง มันจะมีการกลั่นตัว เหมือนอากาศที่เพิ่มขึ้นในแนวตั้งไปยังความกดอากาศต่ำที่กลั่นตัวเป็นเมฆ

ความสำคัญของ Vertical Wind Shear
Single cell
ลมเชียร์ที่อ่อน – พายุฯจะมีการซ้อนตัวกันในแนวตั้ง
ชั้นของกระแสลมไหลออกอาจจะ “วิ่งออกไป” ตามการเคลื่อนที่ของพายุ
พายุฯที่เกิดขึ้นใหม่ที่พัฒนาอาจจะอยู่ไกลจากจุดเริ่มต้นที่ก่อตัวหรือห่างจากตัวของพายุฯ
Multicell
ลมเชียร์ที่อ่อนถึงปานกลางทำให้เกิดลมกระโชกแรงทางด้านหน้าของพายุฯใกล้กับกระแสลมไหลขึ้นใกล้พายุฯ-จะเหนี่ยวนำให้เกิดเซลล์ใหม่
พายุฯที่เกิดขึ้นใหม่จะติดกันต่อเนื่องกับเซลล์ที่เก่ากว่ารวมทั้งเซลล์เก่า

ปรากฏการณ์ที่เกิดจากพายุฝนฟ้าคะนอง

ฟ้าแลปและฟ้าร้องโดยส่วนใหญ่เกิดร่วมกับพายุฝนฟ้าคะนอง โดยฟ้าแลบเกิดจากประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่จากเมฆสู่เมฆ ซึ่งโดยส่วนใหญ่ด้านบนโดยส่วนใหญ่เป็นประจุบวกในขณะที่ด้านล่างโดยส่วนใหญ่เป็นประจุลบ การเกิดฟ้าผ่า เป็นปรากฏการควบคู่กันกับฟ้าแลบ และฟ้าร้อง เนื่องจากประจุไฟฟ้าได้มีการหลุดออกมาจากกลุ่มเมฆฝน และถ่ายเทลงสู่พื้นดิน ต้นไม้ อาคารหรือ สิ่งก่อสร้าง ตลอดจนสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ฟ้าผ่าอาจก่อให้เกิดอันตรายถึงชีวิตได้ เนื่องจากมีพลังงานไฟฟ้าสูง ความรุนแรงของกระแสไฟฟ้าจากฟ้าผ่าเพียงพอที่จะจุดหลอดไฟฟ้าขนาด 60 แรงเทียนให้สว่างได้ถึงจำนวน 600,000 ดวง ส่วนการเกิดฟ้าร้อง เนื่องจากประกายไฟฟ้าของฟ้าแลบทำให้อากาศในบริเวณนั้นมีอุณหภูมิสูงขึ้นถึงประมาณ 25,000 องศาเซลเซียส อย่างรวดเร็ว มีผลทำให้อากาศมีการขยายตัวอย่างรวดเร็วและรุนแรง ทำให้เกิดเสียงฟ้าร้อง ซึ่งทั้งฟ้าแลปและฟ้าร้องนั้นเกิดพร้อมกัน แต่โดยส่วนใหญ่เห็นฝ้าแลปก่อนได้ยินเสียงฟ้าร้องเนื่องจากแสงเดินทางเร็วกว่าเสียงนั่นเอง ในกรณีของฟ้าผ่า เกิดจากประจุไฟฟ้าหลุดออกมาจากกลุ่มเมฆฝน และถ่ายเทลงสู่พื้นดิน ต้นไม้ อาคารหรือ สิ่งก่อสร้าง ตลอดจนสิ่งมีชีวิต

Tornado Alley Severe Storm at Night Time. Severe Lightnings Above Farmlands in Illinois, USA. Severe Weather Photography Collection

ปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปปป

. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth

Share: