![](https://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2019/07/20-4-0-750x375.jpg)
ตามธรรมชาติ พลังงานความร้อนสามารถถ่ายเทจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ ทั้งแบบใช้และไม่ใช้ตัวกลางในการถ่ายเท ซึ่งนักวิทยาศาสตร์แบ่งกลไก การถ่ายเทความร้อน (heat transfer) ออกเป็น 3 ประเภท คือ
![](https://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2023/04/20-4-2-1024x730.jpg)
- การนำความร้อน (conduction) เกิดกับวัสดุที่เป็นของแข็ง โดยถ่ายความร้อนจากโมเลกุลผ่านโมเลกุลข้างเคียง เช่น การจับด้ามกะทะที่กำลังทอด ความร้อนจากตัวกะทะจะค่อยๆ ถ่ายมาที่ด้ามกะทะ ทำให้มือรู้สึกร้อน
- การพาความร้อน (convection) เกิดในวัสดุที่เป็นของเหลวหรือก๊าซ โดยของเหลวหรือก๊าซที่มีความร้อน จะขยายตัวและไหลไปสู่พื้นที่ที่เย็นกว่า ส่วนของเหลวหรือก๊าซที่มีความเย็นจะหดตัว และไหลไปแทนที่พื้นที่ที่ร้อนกว่า เกิดจากการหมุนเวียนและถ่ายเทความร้อน ผ่านการเคลื่อนที่ของเหลวหรือก๊าซ ซึ่งเป็นตัวนำพา ตัวอย่างเช่น การพาความร้อนในบรรยากาศ กระแสน้ำในมหาสมุทร รวมทั้งการพาความร้อนภายในเนื้อโลก
- การแผ่รังสี (radiation) เกิดได้ทั้งในวัสดุที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ เป็นการถ่ายเทความร้อนออกรอบตัวทุกทิศทุกทาง โดยไม่อาศัยตัวกลางในการถ่ายเท จึงสามารถถ่ายเทความร้อนผ่านอวกาศได้ โดย วัสดุที่มีอุณหภูมิสูงจะแผ่รังสีที่มีความยาวคลื่นสั้น ส่วนวัสดุอุณหภูมิต่ำจะแผ่รังสีที่มีความยาวคลื่นยาว
![](http://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2019/07/3-2-5.jpg)
เพิ่มเติม : แผ่นเปลือกโลก และกลไกการเคลื่อนที่
ในกรณีของ อากาศภาค (atmosphere) กลไกการถ่ายเทความร้อนในบรรยากาศจะอยู่ในรูปของ 1) การแผ่รังสี (radiation) และ 2) การพาความร้อน (convection) โดยดวงอาทิตย์ถ่ายเทพลังงานความร้อนมาสู่โลกด้วยวิธีการแผ่รังสี (คลื่นสั้น) พื้นผิวโลกและบรรยากาศดูดกลืนรังสีแต่ละชนิด แล้วแผ่รังสีที่มีความยาวคลื่นยาวกว่าออกมา เมื่อน้ำและอากาศได้รับพลังงานความร้อน จะเคลื่อนที่ด้วยการพาความร้อน ทำให้เกิดการหมุนเวียนของอากาศและน้ำของโลก ตัวอย่างการพาความร้อนที่เกิดขึ้นในธรรมชาติได้แก่ 1) การหมุนเวียนของเหล็กเหลวในแก่นโลกชั้นนอก 2) แถบสายพานยักษ์ (Great Conveyor Belt) ของกระแสน้ำลึกในมหาสมุทร ช่วยระเหยน้ำ ตั้งต้นให้เกิด 3) วัฏจักรน้ำบนพื้นผิวโลก 4) กระแสลมและความกดอากาศ เป็นต้น
![](http://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2019/12/10-2-5.jpg)
พลังงานความร้อนที่พื้นผิวโลก ส่วนใหญ่มาจาก 1) การแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ และบางส่วนเพียงเล็กน้อยมาจาก 2) พลังงานความร้อนภายในโลก
![](http://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2019/12/9-5-1.jpg)
การแผ่รังสีดวงอาทิตย์ (solar radiation)
การแผ่รังสีดวงอาทิตย์ (solar radiation) เป็นการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งอธิบายได้ด้วยเรื่อความยาวและความถี่ของคลื่น โดยโลกรับรังสีจากดวงอาทิตย์ในสัดส่วนที่แตกต่างกันในแต่ละช่วงคลื่น ประมาณ 99% ของรังสีดวงอาทิตย์ที่ส่งมายังโลกอยู่ในช่วงความยาวคลื่น 0.15-4.0 ไมครอน บางครั้งเลยเรียกว่า การแผ่รังสีคลื่นสั้น (short-wave) เช่น 1) ความยาวคลื่นที่ตามองเห็น 45% 2) ความยาวคลื่นใกล้อินฟาเรด 46% 3) รังสีอุลตร้าไวโอเลต 9% เป็นต้น โดยเมื่อโลกแผ่รังสีมายังพื้นผิวโลก จะเกิดปรากฏกาณ์ 3 แบบ คือ
อินฟาเรด (infared) และ แสงที่ตามองเห็น (visible light) มีมากกว่า 90% ของการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ที่พื้นผิวของโลก
1) การดูดซับ (absorption) โดยภาพรวม จะมีเพียง 43% ของการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์เท่านั้น ที่ถูกดูดซับไว้ด้วยโลก ที่เหลือสะท้อนออกไป โดย รังสีอุลตราไวโอเล็ต (UV) ถูกดูดซับโดยโอโซนในนั้นชั้น สตราโทสเฟียร์ (stratosphere) ไอน้ำเป็นก๊าซเพียงชนิดเดียวที่สามารถดูดซับ รังสีในช่วงความยาวคลื่นที่ตามองเห็นได้ เมฆและฝุ่นดูดซับในปริมาณที่แตกต่างกันแล้วแต่สภาพที่เป็นอยู่
![](https://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2021/04/20-4-1-1024x574.jpg)
2) การกระเจิง (scattering) รังสีดวงอาทิตย์สามารถกระเจิงออกในทุกทิศทางได้ ด้วยก๊าซและอนุภาคในบรรยากาศ บางส่วนของรังสีที่กระเจิงออกนี้ สูญหายไปในอวกาศภายนอก แต่บางส่วนก็ลงมาถึงผิวโลก
รังสีทั้งหมดที่มาถึงผิวโลก (global solar radiation) ประกอบด้วย 1) รังสีโดยตรง และ 2) รังสีท้องฟ้า (sky radiation) ซึ่งหมายถึง รังสีดวงอาทิตย์ที่มาถึงผิวโลกทางอ้อม
3) การสะท้อน (reflection) ในสภาพมีเมฆ ส่วนใหญ่ของรังสีจากดวงอาทิตย์ จะถูกสะท้อนจากยอดเมฆ ออกไปสู่อวกาศภายนอก แต่บางส่วนของรังสีที่มาถึงผิวโลกก็สามารถสะท้อนออกไปได้ด้วยเช่นกัน เรียกว่า แอลบีโด (Albedo) ซึ่งหมายถึง อัตราส่วนของปริมาณรังสีจากดวงอาทิตย์ ที่ถูก สะท้อน (reflect) โดยไม่มี การดูดซับ (absorb) หรือ การส่งผ่าน (emission) ร่วมด้วย ซึ่งวัสดุใดๆ ที่มีค่า แอลบีโด (Albedo) สูง-ต่ำ หมายความว่า มีความสามารถในการสะท้อน ดี-แย่ โดยในแต่ละวัสดุของโลก มีแอลบีโดแตกต่างกัน ได้แก่ กระจกสองหน้า มีแอลบีโด 100% เมฆ มีแอลบีโด 50-55% ธารน้ำแข็ง มีแอลบีโด 80-90% หิมะตกใหม่สะอาด มีแอลบีโด 80% หิมะเก่าสกปรก มีแอลบีโด 50% พื้นดินทั่วไป เช่น ป่าไม้ ทุ่งหญ้า ทุ่งนาที่ไถแล้ว ทะเล หิน มี แอลบีโด ประมาณ 10-20% หรือทางเดินหรือตึก มีแอลบีโด 10-15%
![](https://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2023/04/20-4-3-1024x632.jpg)
**** เพราะมหาสมุทร มีแอลบีโดเพียง 5% จึงเป็นแหล่งดูดซับพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ได้ดี ก่อให้เกิดการหมุนเวียนของกระแสน้ำในมหาสมุทร รวมทั้งการระเหยเป็นไอ สร้างวัฏจักรของน้ำบนโลก
![](http://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2021/02/10-2-7-1024x549.jpg)
การแผ่รังสีของโลก (terrestrial radiation)
รังสีคลื่นสั้นที่แผ่มาจากดวงอาทิตย์ ทำให้ผิวโลกมีอุณหภูมิเฉลี่ย 15 องศาเซลเซียส ทำให้โลกสามารถแผ่รังสีกลับเป็น รังสีคลื่นยาว 4.0-80 ไมครอน เรียกว่า การแผ่รังสีจากโลก (terrestrial หรือ long-wave radiation) โดยโลกแผ่รังสีมากที่สุดที่ความยาวคลื่น 10 ไมครอน (อินฟาเรด) ส่วนการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์ประมาณ 0.5 ไมครอน (ช่วงแสงที่ตามองเห็น) ดังนั้นวัสดุที่ดูดซับการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์ ได้น้อย แต่อาจดูดซับ การแผ่รังสีจากโลก ได้ดี
![](https://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2023/04/20-4-4-1024x498.jpg)
ก๊าซแต่ละชนิดในบรรยากาศ สามารถดูดซับการแผ่รังสีจากโลก (terrestrial radiation) ในช่วงคลื่นแตกต่างกัน และปล่อยให้บางช่วงคลื่นผ่านไปได้ เช่น ก๊าซโอโซน (ozone) สามารถดูดรังสีอินฟาเรดได้ปานกลางในช่วงความยาวคลื่น 9.6-15 ไมครอน ส่วนไอน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นตัวดูดซับการแผ่รังสีจากโลกที่สำคัญ โดยสามารถดูดซับรังสีจากโลกได้เกือบทุกความยาวคลื่น ยกเว้นช่วงคลื่นประมาณ 8-13 ไมครอน ที่สามารถผ่านทั้งไอน้ำ และ คาร์บอนไดออกไซด์ไปได้ และนักวิทยาศาสตร์เรียกช่วงว่างตรงนี้ว่า หน้าต่างบรรยากาศ (atmospheric window)
ดังนั้นในช่วงเวลาที่มีเมฆมาก เมฆสามารถสะท้อนรังสีจากโลกได้น้อย แต่จะสะท้อนการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์ได้ดี ซึ่งผลจากการดูดซับรังสีจากโลก ทำให้ไอน้ำ ก๊าซคาร์บอนไซค์และเมฆอุ่นขึ้น เป็นผลให้สามารถเปล่งรังสีคลื่นยาวได้ด้วยตัวของมันเอง บางส่วนของพลังงานนี้กลับไปยังผิวโลก ซึ่งได้รับทั้งรังสีคลื่นสั้นจากดวงอาทิตย์และรังสีคลื่นยาวจากบรรยากาศ
![](https://www.mitrearth.org/wp-content/uploads/2023/04/20-4-5-1024x700.jpg)
จากการรวบรวมข้อมูลหลักฐานและเฝ้าติดตามของนักวิทยาศาสตร์ พบว่าในช่วง 2-3 ศตวรรษ ที่ผ่านมา อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกอยู่ที่ประมาณ 15 องศาเซลเซียส บ่งชี้ว่าโลกยังมีความสมดุลย์ในเรื่องของการรับเข้า และแผ่กระจายออกของรังสีหรือความร้อน โดยรังสีดวงอาทิตย์ที่โลกรับเข้ามา จะถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงานความร้อน ทำให้อุณหภูมิของผิวโลกกับบรรยากาศสูงขึ้น เป็นพลังงานสำหรับการหมุนเวียนของบรรยากาศและมหาสมุทร และเปลี่ยนเป็นพลังงานรูปแบบต่างๆ บนโลก
ซึ่งจากความจริงที่ว่า ความร้อนหรือรังสีที่โลกได้รับจากดวงอาทิตย์ จะถูกถ่ายเทจากพื้นที่ละติจูดต่ำไปหาละติจูดสูง ดังนั้น ทั้งบรรยากาศและมหาสมุทรจึงมีส่วนสำคัญในการขนส่ง ถ่ายเทพลังงานเหล่านี้ ในที่สุด พลังงานดวงอาทิตย์ที่ถูกดูดโดยระบบบรรยากาศโลก ก็จะแผ่รังสีกลับไปยังอวกาศโดยแผ่ออกในปริมาณเดียวกันที่ได้รับ
. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth