เรียนรู้

สภาพอากาศสุดขั้ว (extreme weather) : คลื่นความร้อน – โพลาร์ วอร์เท็กซ์

สภาพอากาศสุดขั้ว (extreme weather) คือ ปรากฏการณ์ทาง สภาพอากาศ (weather) ในช่วงเวลาสั้นๆ (วัน-สัปดาห์) ที่ทำให้พื้นที่ใดๆ บนโลก มีสภาพอากาศรุนแรงในมิติของอุณหภูมิ ซึ่งผิดเพี้ยนไปจากสภาพเดิมๆ หรืออุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นที่ โดยแบ่งย่อยได้ 2 รูปแบบ คือ 1) สภาพอากาศร้อนสุดขั้ว เรียกเป็นชื่อเฉพาะว่า ปรากฏการณ์คลื่นความร้อน (heat wave) และ 2) สภาพอากาศหนาวสุดขั้ว เรียก ปรากฏการณ์โพลาร์วอร์เท็กซ์ (polar vortex) โดยปรากฏการณ์ดังกล่าว ถือเป็นสภาวะที่เป็น ภัยพิบัติ (hazard) และอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อมนุษย์

1) คลื่นความร้อน (Heat Wave)

จากนิยามของ องค์การอุตุนิยมวิทยาโลก (World Meteorological Organization: WMO) กำหนดว่าปรากฏการณ์ คลื่นความร้อน (Heat Wave) หรืออาจจะเรียกทับศัพท์ว่า ฮีทเวฟ คือ สภาพอากาศในพื้นที่ใดๆ ที่มีอุณหภูมิสูงกว่าค่าเฉลี่ยของอุณหภูมิปกติที่เคยมีการบันทึกไว้ในพื้นที่ เป็นระยะเวลา 2 วันขึ้นไป ซึ่งในสภาวะปกติ เมื่อแสงหรือรังสีจากดวงอาทิตย์ส่งผ่านความร้อนมาสู่พื้นผิวโลก และมีบางส่วนถูก ดูดซับ (absorb) สะท้อน (reflect) และ กระเจิง (scatter) กลับออกไปอันเนื่องมาจากก้อนเมฆในบรรยากาศ ทำให้พี่มีความร้อนเพียงบางส่วน ที่สะสมเก็บเอาไว้ที่พื้นผิวโลก และเมื่อเวลาผ่านไป ความร้อนดังกล่าวก็จะสามารถถูกคลี่คลายหรือระบายออกกลับไปสู่บรรยากาศได้เช่นกัน ในสภาวะปกติ

การ์ตูนแสดงกระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นบริเวณใกล้ๆ พื้นผิวโลก เมื่อแสงอาทิตย์ส่งผ่านมายังโลก

อย่างไรก็ตามหากพื้นที่ใดๆ ในช่วงเวลาหนึ่งๆ 1) ได้รับความร้อนอย่างต่อเนื่องยาวนาน และ 2) เกิดสภาวะ แอนติไซโคลน (anticyclone) หรือ ความกดอากาศสูง (H) อยู่เหนือพื้นที่เป็นเวลานาน เหมือนกับมีฝาชีโปร่งแสงครอบพื้นที่นั้นเอาไว้ ทำให้พลังงานความร้อนที่สะสมตัวอยู่ที่พื้นดิน ไม่สามารถระบายออกไปได้เหมือนปกติ และนอกจากนี้สภาพของ ความกดอากาศสูง (H) ยังทำให้ไม่มีลม และไม่เกิดเมฆในพื้นที่ ฟ้าโปร่ง แสงอาทิตย์ส่องถึงพื้นโลกได้อย่างเต็มที่ ความร้อนที่ส่งผ่านเข้ามาจากดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่องตลอดเวลา ก็จะสะสมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จึงเร่งเร้าให้อุณหภูมิของพื้นโลก ณ พื้นที่นั้นๆ สูงขึ้น จนเกิดสภาพอากาศแบบคลื่นความร้อนได้ ซึ่งอาจส่งผลต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ในพื้นที่ เช่น ทำให้เกิด โรคเพลียแดด (heat exhaustion) โรคลมร้อน (heat stroke) เป็นต้น

กระบวนการเกิดคลื่นความร้อนซึ่งสัมพันธ์กับ 1) พฤติกรรมการไหลเวียนของลมกรด (jet stream) และ 2) ความกดอากาศสูง (H) ในพื้นที่

กระบวนการเกิด คลื่นความร้อน (heat wave) ก็จะคล้ายๆ กับ ปรากฏการณ์เรือนกระจก (greenhouse effect) ที่เราคุ้นหูกัน แต่จะแตกต่างกันในเรื่อง สาเหตุที่ทำให้ความร้อนไม่สามารถระบายขึ้นที่สูงได้ โดยคลื่นความร้อนจะเกิดจากความกดอากาศสูงปิดทับด้านบน ส่วนปรากฏการณ์เรือนกระจกเกิดจาก การปล่อย ก๊าซเรือนกระจก (greenhouse gas) ที่เกิดจากธรรมชาติและกิจกรรมมนุษย์ เข้าสู่บรรยากาศ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน คลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFC) ฯลฯ ซึ่งก๊าซเหล่านี้จะดูดกลืนรังสีความร้อนที่โลกพยายามจะคลายออกมา แล้วส่งกลับคืนสู่ผิวโลก ทำให้อุณหภูมิที่พื้นผิวของโลกร้อนขึ้น โดยในกรณีคลื่นความร้อน จะกินเวลาช่วงสั้นๆ ในขณะที่ปรากฏการณ์เรือนกระจกมักจะดำเนินต่อไปได้เรื่อยๆ

พื้นที่ใดๆ มีอุณหภูมิ 38-40 องศา และไม่มีลมพัดต่อเนื่องหรือลมนิ่งๆ 3-5 วัน ความร้อนที่เกิดจากการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์มายังโลกสามารถสะสมจนกลายเป็นปรากฏการณ์ คลื่นความร้อน ได้

ลมกรด กับการเร่งเร้าคลื่นความร้อน

ลมกรด (jet stream) คือ กระแสลมที่วิ่งรอบโลกที่ระดับความสูง 5-15 กิโลเมตร เหนือพื้นดิน ด้วยความเร็วลมประมาณ 200-400 กิโลเมตร/ชั่วโมง แบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ 1) ลมกรดกึ่งโซนร้อน (subtropical jet) ละติจูด 30oN และ 30oS อยู่เหนือความกดอากาศสูงกึ่งโซนร้อน 13 กิโลเมตร และ 2) ลมกรดขั้วโลก (polar jet) ละติจูด 60oN และ 60oS อยู่เหนือแนวปะทะอากาศขั้วโลก 10 กิโลเมตร

แนวการเคลื่อนที่ของลมกรดบริเวณต่างๆ

โดยปกติลมกรดทั้ง 2 โซน 4 แนว จะวิ่งแบบโค้งตวัดบ้างเล็กน้อย แต่ในบางครั้งลมกรดอาจสบัดกวัดแกว่งมากขึ้นในบางเวลา ทำให้แนวลมกรดเกิดการขมวดหรือขดตัวล้อมรอบพื้นที่เล็กๆ ซึ่งหากเหนือพื้นที่นั้นมีความกดอากาศสูง (H) เข้ามากดทับร่วมด้วย ก็จะทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่เรียกว่า โดมความร้อน (heat dome) ที่เอื้อให้เกิดสภาพอากาศแบบ คลื่นความร้อนได้ง่ายยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น บริเวณทางตะวันตกเฉียงเหนือของประเทศสหรัฐอเมริกา มักเกิดลักษณะภาวะเช่นนี้อยู่บ่อยครั้ง

(ซ้าย) ลมกรดขัั้วโลกบริเวณทางตอนเหนือของประเทศสหรัฐอเมริกา (ขวา) โดมความร้อน ที่เกิดจากการขดตัวของกระแสลมกรด (ล่าง) ลักษณะปรากฏของพื้นที่ที่เกิดปรากฏการณ์คลื่นความร้อน

นอกจากนี้ จากหลักการทั่วไป ความชื้นมีอยู่ในแต่ละพื้นที่จะช่วยคลายความร้อนได้ แต่หากพื้นที่นั้นมีความชื้นต่ำ ความร้อนที่ส่งมาจากดวงอาทิตย์จะแสดงออกมาในรูปของอากาศร้อน ดังนั้น พื้นที่สุ่มเสี่ยงที่จะเกิดคลื่นความร้อน คือพื้นที่แห้งแล้งบริเวณกว้างอย่างทะเลทรายกลางทวีป เช่น อเมริกาเหนือ ออสเตรเลีย แอฟริกา หรืออินเดีย หรือบางกรณี ความร้อนไม่ได้มาจากดวงอาทิตย์โดยตรง แต่พัดมาจากพื้นโลกที่อื่น เช่น ความร้อนจากทะเลทรายซาฮาราในแอฟริกาพัดขึ้นมาทะเลเมดิเตอร์เรเนียน หากในพื้นที่มีความกดอากาศสูง ก็อาจทำให้เกิดคลื่นความร้อนได้เช่นกัน

ในกรณีชุมชนเมือง สิ่งปลูกสร้างที่ทำจากปูนช่วยดูดซับความร้อนได้มากขึ้น บางครั้งก็ทำให้เกิดสภาพอากาศคล้ายๆ คลื่นความร้อนได้ แต่เรียกชื่อเฉพาะว่า เกาะความร้อนเมือง (urban heat island) เช่น กรณีเมืองลอสแอนเจลิส เมืองดัลลัส ในสหรัฐอเมริกา

2) โพลาร์ วอร์เท็กซ์ (polar vortex)

อย่างที่เล่าไปเมื่อคะกี๊ ลมกรด (Jet Stream) มี 2 โซน 4 แนว ซึ่งทำให้ลมกรดเป็นเหมือนตัวกั้นภาพรวมอุณภูมิอากาศโลกออกเป็น 3 ท่อน (ดูรูปแนวบมกรดประกอบนะครับ) 1) อากาศหนาวเจี๊ยก อารมณ์ขั้วโลก แถบละติจูด 60-90 ทั้งซีกโลกเหนือและใต้ 2) อากาศเย็นสบายๆ อารมณ์ญี่ปุ่น แถบละติจูด 30-60 ทั้งซีกโลกเหนือและใต้ และ 3) อากาศร้อนอั๊ก แบบบ้านเรา แถบละติจูด 0-30 ทั้งซีกโลกเหนือและใต้

ซึ่งก็เช่นเคย โดยปกติลมกรดจะวิ่งแบบโค้งตวัดบ้างเล็กน้อย แต่ในบางครั้ง ลมกรดอาจสบัดกวัดแกว่งมากขึ้นในบางเวลาทำให้เกิดสภาวะหรืออาการ ลมกรดย้อย หรือ ลมกรดตกท้องช้าง ลงมาที่ละติจูดต่ำลง โดยเฉพาะ ลมกรดขั้วโลก (polar jet) ทำให้พื้นที่มีอากาศที่หนาวเย็นกว่าที่เคยเป็น เพราะมวลอากาศที่เย็นกว่าจากท่อนบนย้อยลงมาคลุมได้ เช่น ในสหรัฐอเมริกา เมื่อปี พ.ศ. 2557 เกิดสภาวะหนาวสุดขั้ว อุณหภูมิลดต่ำ -50°C หิมะตกกระหน่ำ ทำให้พื้นที่แถบรัฐวอชิงตัน ดีซี จากที่เคยเย็นสบาย กลายเป็นหนาวเจี๊ยก เหมือนกับอยู่ขั้วโลก ปรากฏการณ์นี้ เรียก โพลาร์วอร์เท็กซ์ (Polar Vortex)

(บน) การ์ตูนแสดงกระบวนการเกิดโพลาร์วอร์เท็กซ์ จากภาพจะเห็นว่า โดยปกติแล้วมวลอากาศเย็นแถบขั้วโลก จะถูกจำกัดบริเวณให้หมุนวนอยู่ในเขตขั้วโลกเท่านั้น โดยการกำกับของกระแสลมกรดเขตขั้วโลก (polar jet stream) แต่เมื่อกระแสลมกดขั้วโลกเกิดการย่อยตกท้องช้างลงมา ที่ละติจูดต่ำจึงทำให้พื้นที่ด้านล่างหนาวกว่าปกติ (ล่าง) แผนที่สภาพอากาศแสดงปรากฏการณ์โพลาร์วอร์เท็กซ์ ที่เกิดขึ้นบริเวณทางตะวันออกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกา
(บน) ภาพถ่ายทางดาวเทียมจาก NASA แสดงให้เห็นพื้นที่ประสบภัยจากปรากฏการณ์โพลาร์วอร์เท็กซ์ ถ่ายเมื่อ 3 มกราคม พ.ศ. 2557 (ล่าง) สภาพการณ์ในพื้นที่ทางตะวันออกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกา ที่ได้รับผลกระทบจากปรากฏการณ์โพลาร์วอร์เท็กซ์

กรณีศึกษา : สภาวะหนาววูบวาบกลางฤดูร้อนของไทย กับการตกอกตกใจเรื่องโพลาร์ วอร์เท็กซ์

ปี พ.ศ. 2565 ในช่วง 3-4 วัน ระหว่างวันที่ 1-5 เมษายน ซึ่งถือว่าเป็นช่วงฤดูร้อนของไทย เกิดสภาวะหรือสภาพอากาศแบบอากาศหนาวเย็น วูบวาบ คล้ายกับฤดูหนาวจัดๆ ในพื้นที่ภาคเหนือ ภาคกลางตอนบน และภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทย โดยในเวลานั้น ช่วงแรกมีกระแสข่าวว่าสภาวะดังกล่าวเกิดจากปรากฏการณ์ โพลาร์ วอร์เท็กซ์ ซึ่งในทางวิชาการถือว่าเป็นประเด็น เนื่องจาก

  1. หากบ่งชี้ว่าเป็นผลมาจากปรากฏการณ์ปรากฏการณ์ปรากฏการณ์โพลาร์วอร์เท็กซ์ สารที่คนไทยต้องตระหนักคือ ภัยกำลังมา และในอีกวันสองวันข้างหน้ามันจะหนาวกว่านี้ สภาพอากาศจะไหลไปในทางไม่ค่อยดี เพราะโพลาร์วอร์เท็กซ์ คือหนึ่งใน ภัยพิบัติทางสภาพอากาศ ที่มนุษย์ได้รับผลกระทบ หากเป็นโพลาร์วอร์เท็กซ์ ภาพหนังราวๆ The Day After Tomorrow ต้องมา เราต้องเตรียมรับมือ
  2. แต่หากบอกว่าสถาวะอากาศหนาวเย็นกลางฤดูร้อนที่เกิดขึ้นในวันนั้น เป็นแค่มวลอากาศเย็นกำลังแรงที่แผ่ขยายลงมาจากประเทศจีน นั่นหมายความว่า สิ่งที่คนไทยประสบอยู่ตอนนั้นคือ อีกหนึ่งเรื่องราวดีๆ ในชีวิต ประจำปี 2565 อากาศจะดี๊ดี ไม่มีอะไรแย่ไปกว่านี้ หมูกระทะก็จะอร่อยกว่าปกติ เสื้อกันหนาวที่เคยหมกเอาไว้ ก็ได้ขุดมาใช้กันซักที

ซึ่งจากธรรมชาติของลมกรดที่ว่าไปในตอนต้น เป็นไปได้ยากที่วง ลมกรดขั้วโลก (polar jet) จะย้อยลงมาถึงประไทย ซึ่งตั้งอยู่แถบละติจูดต่ำ เพราะก็มีวง ลมกรดกึ่งโซนร้อน (subtropical jet) อีกวงคอยขวางกันอยู่ ยิ่งเป็นทวีปเอเชียยิ่งแล้วใหญ่ เพราะมีแนวเทือกเขาสูงอย่าง หิมาลัย (Himalaya) นอนขวางอยู่เต็มลำ ถ้าหาก ลมกรดขั้วโลก (polar jet) จะกล้าย้อยลงมาถึงประเทศไทย ธรรมชาติก็ต้องหน้ามึนน่าดู

พฤติกรรมการไหลเวียนรอบโลกของ 1) ลมกรดกึ่งโซนร้อน (subtropical jet) แถบละติจูด 30oN และ 30oS และ 2) ลมกรดขั้วโลก (polar jet) แถบละติจูด 60oN และ 60oS ในบริเวณเทือกเขาหิมาลัยและทวีปเอเชีย จะเห็นว่าโอกาสน้อยมากๆ ที่ทั้งลมกรดขั้วโบกและลมกรดโซนร้อนจะลงมาถึงเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

อากาศเย็นยั่วหมูกะทะ ในวันนั้น จึงเป็นแค่ มวลอากาศเย็น (cold air mass) กำลังแรงที่แผ่ลงมาจากจีน เป็นโมเมนต์ดีๆ ไม่ใช่ ภาวะโลกรวน (climate change) และไม่มีภัยที่เรียกว่า โพลาร์ วอร์เท็กซ์ (polar vortex)

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

Share: