พายุงวงช้าง (Waterspouts) เป็นปรากฏการณ์หมุนวนในบรรยากาศที่มีลักษณะคล้ายเป็นเสา หมุนเหนือน้ำ เชื่อมโยงระหว่างเมฆคิวมูลัสหรือเมฆคิวมูโลนิมบัสกับผิวน้ำ โดยลักษณะเด่น เป็นพายุที่ มีรูปร่างคล้ายกรวยหรือเสาหมุนที่มองเห็นได้ชัดเจน และมักมีละอองน้ำหมุนวนรอบฐาน มีขนาดตั้งแต่ไม่กี่เมตรจนถึงหลายร้อยเมตร มีอายุความเป็นพายุสั้นๆ เพราะโดยปกติอยู่ได้ประมาณ 10-30 นาที มักพบในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อน แต่สามารถเกิดในเขตอบอุ่นได้เช่นกัน หากสภาพแวดล้อมเหมาะสม แม้ว่าพายุงวงช้างจะมีลักษณะคล้าย ทอร์นาโด (Tornado) แต่พายุชนิดนี้โดยทั่วไปมีความรุนแรงน้อยกว่า และเกิดขึ้นภายใต้สภาพแวดล้อมที่หลากหลายกว่า

เพิ่มเติม : ชนิดของ ลม

พื้นที่พบพายุบ่อย เขตร้อน เช่น อ่าวเม็กซิโก และทะเลแคริบเบียน เขตอบอุ่น เช่น ทะเลสาบ Great Lakes และทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ฤดูกาล พบมากในช่วงปลายฤดูร้อนและต้นฤดูใบไม้ร่วง ซึ่งอุณหภูมิผิวน้ำสูงสุดและความไม่เสถียรของบรรยากาศอยู่ในระดับสูง

ฟลอริดาคีย์ (Florida Keys) หมู่เกาะทางตอนใต้ของรัฐฟลอริดา สหรัฐอเมริกา พื้นที่นี้มีการเกิดพายุงวงช้างหนาแน่นที่สุดในโลก และถูกใช้เป็นห้องทดลองธรรมชาติสำหรับศึกษาพายุงวงช้างในสภาพอากาศปกติ

อวัยวะ พายุงวงช้าง

พายุงวงช้าง (Waterspouts) มีโครงสร้างพื้นฐานคล้ายกับ ทอร์นาโด (Tornado) ขนาดเล็ก โดยสามารถแบ่งออกเป็น 5 ส่วนหลัก ตามลำดับการพัฒนา ดังนี้
1. แผ่นฐานมืด (Dark Spot) จุดเริ่มต้นของพายุงวงช้างคือแผ่นกลมสีเข้มที่ปรากฏบนผิวน้ำ ซึ่งเกิดจากการก่อตัวของแรงดึงขึ้นจากลมหมุนในชั้นบรรยากาศ ที่เริ่มดึงละอองน้ำจากทะเลหรือทะเลสาบ
2. วงน้ำกระเซ็น (Spiral Pattern or Spiral Bands) บริเวณโดยรอบแผ่นฐานมืดจะเริ่มมีวงกลมของละอองน้ำหรือฟองน้ำที่หมุนเป็นลวดลายเกลียว ซึ่งเป็นผลจากลมหมุนในแนวดิ่งที่มีความเร็วสูง

3. เสาควันหรือคอลัมน์ไอน้ำ (Spray Vortex / Visible Funnel) เมื่อแรงยกตัวเพิ่มขึ้น พายุงวงช้างจะพัฒนาเป็นลำเสาแนวดิ่งที่ยกละอองน้ำจากผิวน้ำขึ้นไปยังชั้นบรรยากาศ เสานี้อาจโปร่งแสงหรือขุ่น ขึ้นอยู่กับความชื้นและอนุภาคน้ำ
4. ปลายเสาด้านบน (Funnel Cloud or Condensation Funnel) ส่วนปลายด้านบนของพายุงวงช้างจะเป็นกรวยควบแน่นที่ยื่นลงมาจากฐานเมฆ (โดยเฉพาะเมฆคิวมูลัสหรือคิวมูโลนิมบัส) เป็นส่วนที่มองเห็นได้ชัดเจนที่สุดและมักมีการหมุนรุนแรงที่สุด
5. การสลายตัว (Decay) เมื่อแรงลมลดลง หรือสภาพแวดล้อมไม่เอื้ออำนวย พายุงวงช้างจะเริ่มจางลง ลำเสาจะขาดตอน และแรงยกจะหายไปในที่สุด

เพิ่มเติม : ทอร์นาโด (Tornado)

ประเภท พายุงวงช้าง

พายุงวงช้างสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่

1) พายุงวงช้างที่เกิดในสภาพอากาศปกติ (Fair-Weather Waterspouts) เกิดในสภาพอากาศสงบและมักเชื่อมโยงกับเมฆคิวมูลัส พัฒนาจากความไม่เสถียรเฉพาะจุด โดยไม่ต้องมีพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรง มักพบในพื้นที่เขตร้อน เช่น ฟลอริดาคีย์ หรือทะเลเมดิเตอร์เรเนียน พายุงวงช้างในสภาพอากาศปกติมักเกิดในสภาพอากาศที่สงบเงียบ โดยสามารถเกิดขึ้นได้ทุกช่วงของฤดูร้อน โดยเฉพาะในช่วงเช้าถึงบ่ายต้น ๆ พายุงวงช้างประเภทนี้ก่อตัวจากด้านล่างขึ้นมาบนผิวน้ำ เนื่องจากการปะทะกันของ ลมบกและลมทะเล (land breeze และ sea breeze) ซึ่งสร้างแรงยกตัวขึ้นในแนวดิ่ง โดยทั่วไปแล้วพายุงวงช้างประเภทนี้จะไม่เคลื่อนที่มากนัก แต่หากมันเคลื่อนตัวเข้าสู่ชายฝั่ง จะมีการออกประกาศเตือนพายุทอร์นาโดทันที แม้พายุงวงช้างประเภทนี้จะไม่อันตรายเท่าพายุงวงช้างแบบทอร์นาโด แต่ก็สามารถสร้างความประหลาดใจได้ เนื่องจากมักเกิดขึ้นในวันที่อากาศดูสงบเรียบร้อย

2) พายุงวงช้างที่เกิดจากพายุฝนฟ้าคะนอง (Tornadic Waterspouts) เกิดจาก พายุฝนฟ้าคะนอง (thunderstorm) ที่รุนแรง และมีการหมุนวนใน ระดับเมโส (mesocyclone) มีโครงสร้างและกระบวนการก่อตัวคล้ายพายุทอร์นาโด มีความรุนแรงและอันตรายกว่าพายุงวงช้างในสภาพอากาศปกติ พายุงวงช้างแบบทอร์นาโดคือพายุทอร์นาโดที่เกิดขึ้นเหนือผิวน้ำ โดยอาจก่อตัวขึ้นโดยตรงเหนือผิวน้ำ หรือเป็นพายุทอร์นาโดที่เริ่มต้นบนบกแล้วเคลื่อนตัวออกไปเหนือน้ำ พายุงวงช้างประเภทนี้มีลักษณะเหมือนกับพายุทอร์นาโดทั่วไป และมักเกิดร่วมกับพายุฝนฟ้าคะนองที่รุนแรง ฝนตกหนัก ฟ้าผ่า และลมกระโชกแรง

เพิ่มเติม : เมฆ . หมอก . น้ำค้าง

ต้นกำเนิดพายุงวงช้าง

การทำความเข้าใจต้นกำเนิดของพายุงวงช้างต้องพิจารณาการทำงานร่วมกันของสภาพบรรยากาศ อุณหภูมิผิวน้ำ และพลศาสตร์ของเมฆ องค์ประกอบสำคัญ

1. ความไม่เสถียรของบรรยากาศ ความไม่เสถียรในบรรยากาศที่ทำให้อากาศอุ่นชื้นลอยตัวขึ้นและปะทะกับอากาศเย็นชั้นบน ถือเป็นปัจจัยสำคัญ
2. แรงเฉือนลม (Wind Shear) การเปลี่ยนแปลงความเร็วและทิศทางของลมในแนวดิ่งและแนวนอนช่วยสร้างการหมุนวนสำหรับพายุงวงช้าง
3. อุณหภูมิผิวน้ำ ผิวน้ำอุ่นช่วยกระตุ้นการระเหยและปลดปล่อย ความร้อนแฝง (Latent Heat) ที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของเมฆและพายุ
4. การบรรจบกันของลม ลมที่บรรจบกันเฉพาะจุดสามารถสร้างพื้นที่ความกดอากาศต่ำ ทำให้เกิดการหมุนวนของอากาศ

เพิ่มเติม : พายุ หมุนเขตร้อน

กระบวนการก่อตัว

กระบวนการก่อตัวของ พายุงวงช้างในสภาพอากาศปกติ สามารถแบ่งออกเป็น 5 ขั้นตอน 1) จุดมืด (Dark Spot) จุดมืดปรากฏบนผิวน้ำเนื่องจากความกดอากาศต่ำ 2) ลวดลายเกลียว เส้นวงกลมปรากฏรอบจุดมืดเมื่อการหมุนวนเพิ่มขึ้น 3) วงแหวนละอองน้ำ เกิดละอองน้ำที่หมุนวนรอบฐาน 4) กรวยหมอก กรวยหมอกจากเมฆลดระดับลงมายังผิวน้ำ 5) พายุงวงช้างสมบูรณ์ พายุงวงช้างเชื่อมต่อเมฆกับผิวน้ำอย่างสมบูรณ์

ส่วนกระบวนการก่อตัวของ พายุงวงช้างจากพายุฝนฟ้าคะนอง จะคล้ายกับพายุทอร์นาโด มีขั้นตอนสำคัญ ดังนี้ 1) เมฆซุปเปอร์เซลล์ (Supercell) เกิดพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรงที่มีการหมุนวนของอัพดราฟท์ (mesocyclone) 2) การปะทะของกระแสลม กระแสลมเย็นปะทะกระแสลมอุ่น ทำให้เกิดการหมุนวนที่รุนแรงขึ้น 3) กรวยหมอกลงมา กรวยหมอกลดระดับลงสู่ผิวน้ำ

ผลกระทบและความเสี่ยง

1. อันตรายต่อทางทะเล พายุงวงช้างสามารถทำให้เรือล่มหรือสร้างความเสียหายให้กับกิจกรรมทางทะเล 2. ความเสียหายต่อทรัพย์สิน พายุงวงช้างจากพายุฝนฟ้าคะนองที่เคลื่อนตัวขึ้นฝั่งสามารถสร้างความเสียหายคล้ายพายุทอร์นาโด 3. ผลกระทบต่อระบบนิเวศ การหมุนวนของพายุอาจรบกวนระบบนิเวศทางทะเล เช่น การกระจายตัวของสารอาหารและสิ่งมีชีวิตในน้ำ

การวิจัยอุตุนิยมวิทยา การศึกษาพายุงวงช้างช่วยเพิ่มความเข้าใจในพลศาสตร์ของบรรยากาศ รวมถึงกลไกการก่อตัวของพายุและโครงสร้างของเมฆ การพัฒนาระบบพยากรณ์และเฝ้าระวังพายุช่วยลดความเสี่ยงต่อผู้ที่อยู่ในทะเล ซึ่ง ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์พบว่า การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิผิวน้ำจาก ภาวะโลกร้อน อาจทำให้พายุงวงช้างเกิดบ่อยและรุนแรงขึ้นในอนาคต

เพิ่มเติม : คลื่นพายุซัดฝั่ง (storm surge)

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