ฝน (rain)

     ฝน (rain) เป็นรูปแบบหนึ่งของการตกลงมาจากฟ้าของน้ำ นอกจากฝนแล้วยังมีการตกลงมาในรูป หิมะ เกล็ดน้ำแข็ง ลูกเห็บ น้ำค้าง ฝนนั้นอยู่ในรูปหยดน้ำซึ่งตกลงมายังพื้นผิวโลกจากเมฆ ฝนบางส่วนนั้นระเหยกลายเป็นไอก่อนตกลงมาถึงผิวโลก ฝนชนิดนี้เรียกว่า "virga"

ฝนตก

     หยาด น้ำฝนนั้น ในการ์ตูนมักจะถูกวาดเป็นรูปหยาดน้ำตา คือ ก้นกลมและปลายบนแหลม ซึ่งไม่ถูกต้องในความเป็นจริง หยาดฝนเม็ดเล็กนั้นจะมีรูปเกือบเป็นทรงกลม ส่วนเม็ดฝนที่ใหญ่ขึ้นก็จะมีรูปร่างที่ค่อนข้างแบนคล้ายขนมปังแฮมเบอเกอร์ ส่วนเม็ดที่ใหญ่มากๆนั้นจะมีรูปร่างคล้ายร่มชูชีพ โดยเฉลี่ยแล้วเม็ดฝนนั้นจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 ถึง 2 มิลลิเมตร เม็ดฝนที่ใหญ่ที่สุดที่ตกลงถึงผิวโลกนั้น ตกที่ ประเทศบราซิล และ เกาะมาร์แชล ในปี ค.ศ. 2004 โดยมีขนาดใหญ่ถึง 10 มิลลิเมตร ขนาดใหญ่ของเม็ดฝนนี้เนื่องมาจากละอองน้ำในอากาศที่มีขนาดใหญ่ หรือ จากการรวมตัวกันของเม็ดฝนหลายเม็ด เนื่องมาจากความหนาแน่นฝนที่ตกลงมา

การเกิดฝนตก

ฝนตกเกิดจาก น้ำโดนความร้อนของแสงจากดวงอาทิตย์หรือ ความร้อนอื่นใดที่ใช้ในการต้มน้ำ จนทำให้ระเหยกลายเป็นไอน้ำ ลอยขึ้นไปในอากาศ เมื่อไอน้ำมากขึ้นจะรวมตัวกันเป็นละอองน้ำเล็กๆ ปริมาณของละอองน้ำยิ่งมากขึ้นเรื่อยๆก็จะรวมตัวกันเป็นเมฆฝน พอมากเข้าอากาศไม่สามารถพยุงละอองน้ำเหล่านี้ต่อไปได้ น้ำก็จะหล่นลงมายังผืนโลกให้เราเรียกขานกันว่าฝนตก วัฏจักรของน้ำที่เกิดขึ้น เป็นอย่างนี้มาตลอดตั้งแต่โลกใบกลมของเราเกิดขึ้นมา และคงดำเนินต่อไปเรื่อยๆชั่วกัปกัลป์

        ฝน ที่ตกลงมานั้นเป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญของวัฏจักรของอุทกวิทยา ซึ่งน้ำจากผิวน้ำในมหาสมุทรระเหยกลายเป็นไอ ควบแน่นเป็นละอองน้ำในอากาศ ซึ่งรวมตัวกันเป็นเมฆ และในที่สุดตกลงมาเป็นฝน ไหลลงสู่แม่น้ำ ลำคลอง ไปสู่ทะเล มหาสมุทร และวนเวียนเช่นนี้เป็นวัฏจักรไม่สิ้นสุด

        ปริมาณ น้ำฝนนั้นวัดโดยใช้ มาตรวัดน้ำฝน โดยเป็นการวัดความลึกของน้ำที่ตกลงมาสะสมบนพื้นผิวเรียบ สามารถวัดได้ละเอียดถึง 0.25 มิลลิเมตร หรือ 0.01 นิ้ว บางครั้งใช้หน่วย ลิตรต่อตารางเมตร (1 L/m? = 1 mm)

        เกิด จากอนุภาคของไอน้ำขนาดต่างๆในก้อนเมฆเมื่อมีขนาดใหญ่ขึ้นจนไม่สามารถลอยตัว อยู่ในก้อนเมฆได้ก็จะตกลงมาเป็นฝน ฝนจะตกลงมายังพื้นดินได้นั้นจะต้องมีเมฆเกิดในท้องฟ้าก่อน เมฆมีอยู่หลายชนิด มีเมฆบางชนิดเท่านั้นที่ทำให้มีฝนตก เราทราบแล้วว่าไอน้ำจะกลั่นตัวเป็นเมฆก็ต่อเมื่อมีอนุภาคกลั่นตัวเล็กๆอยู่ เป็นจำนวนมากเพียงพอและไอน้ำจะเกาะตัวบนอนุภาคเหล่านี้รวมกันทำให้เกิด เป็นเมฆ เมฆจะกลั่นตัวเป็นน้ำฝนได้ก็ต้องมีอนุภาคแข็งตัว(Freezing nuclei) หรือเม็ดน้ำขนาดใหญ่ซึ่งจะดึงเม็ดน้ำขนาดเล็กมารวมตัว กันจนเป็นเม็ดฝน สภาวะของน้ำที่ตกลงมาจากท้องฟ้าอาจเป็นลักษณะของฝน,ฝนละอองหิมะหรือลูกเห็บ ซึ่งเรารวมเรียกว่าน้ำฟ้าจะตกลง มาในลักษณะไหนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศในพื้นที่นั้นๆ น้ำฟ้าต้องเกิดจากเมฆ ไม่มีเมฆไม่มีน้ำฟ้าแต่เมื่อมีเมฆไม่จำเป็นต้องมีน้ำฟ้า เสมอไปเพราะเมฆหลายชนิดที่่ลอยอยู่เฉยๆไม่ตกลงมา มีเมฆบางชนิดเท่านั้นที่ทำให้เกิดน้ำฟ้า

        โดย ปกติแล้ว ฝนจะมีค่า pH ต่ำกว่า 6 เล็กน้อย เนื่องมาจากการรับเอาคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศเข้ามาซึ่งทำให้ส่งผลเป็นกรดคา ร์บอนิก ในพื้นที่ที่เป็นทะเลทรายนั้นฝุ่นในอากาศจะมีปริมาณแคลเซียมคาร์บอเนตสูง ซึ่งส่งผลต่อต้านความเป็นกรด ทำให้ฝนนั้นมีค่าเป็นกลาง หรือ แม้กระทั่งเป็นเบส ฝนที่มีค่า pH ต่ำกว่า 5.6 นั้นถึอว่าเป็น ฝนกรด (acid rain)

พายุฝนฟ้าคะนอง

เป็นปรากฎการณ์ธรรมชาติที่มีสภาวะอากาศร้ายเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อการบิน พายุฟ้า คะนองจะเริ่มก่อตัวขึ้นจากเมฆก้อน(เมฆคิวมูลัส)ก่อนในสภาวะบรรยากาศแวดล้อม ที่เหมาะสม คือมีอากาศร้อนที่มีความชื้นมากที่ปั่นป่วน,มีค่าการเปลี่ยนอุณหภูมิตาม ความสูงอยู่ระหว่างอากาศแห้งและอากาศอิ่มตัว(ไร้เสถียรภาพ)มีกลไกให้อากาศยก ตัว เมฆก้อนคิวมูลัสจะขยายตัวใหญ่ขึ้นและจะมีกระแสลมพัดขึ้นในแนวตั้งแรงขึ้นจน เมฆก้อนคิวมูลัสขยายตัวสูงใหญ่กลายเป้นเมฆคิวมูโลนิมบัสหรือเมฆพายุฝนฟ้า คะนอง วงจรชีวิตของ THUNDERSTORM มี 3 ขั้น

ขั้นคิวมูลัส(Cumulus Stage)

กิน เวลาประมาณ10-15 นาที ในเมฆคิวมูลัสที่จะขยายตัวเป็นพายุฟ้าคะนองควรมีขนาดกว้าง 12 กิโลเมตรขึ้นไป มีอากาศอุ่นและชื้นที่ปั่นป่วนและมีกระแสลมพัด ขึ้นทางแนวตั้งตลอดตั้งแต่ฐานจนถึงยอดเมฆ (Updraft)บางครั้งมีความรุนแรงถึง50 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ภายในก้อนเมฆจะมีความปั่นป่วนรุนแรงขึ้นเป็นลำดับ ภายนอกจะเงียบสงบแม้นในบริเวณฐานเมฆจะมีกระแสอากาศเบาๆพอที่เครื่องบินจะบิน ผ่านไปได้ อุณหภูมิในก้อนเมฆจะสูงกว่าอากาศบริเวณใกล้เคียงและความแตกต่างของอุณหภูมิ ภายนอกภายใน ยิ่งนานจะยิ่งเพิ่มขึ้น เม็ดน้ำในก้อนเมฆมีขนาดเล็กในระยะแรกจะโตขึ้นเรื่อยๆตามขนาดของก้อนเมฆ ในระดับต่ำๆ จะมีเม็ดน้ำที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 0 องศาปะปนอยู่ ในระดับสูงๆมักจะมีหิมะเป็นส่วนมาก

ขั้นแก่่ตัว(Mature Stage)

กิน เวลาประมาณ 15-30 นาทีเป็นช่วงที่เมฆก้อนใหญ่นี้เติบโตเต็มที่ พลังงานความปั่นป่วนที่อยู่ภายในมีกำลังแรงขยายใหญ่สุดจนไม่มีที่ไปต้องปลด ปล่อยพลังงานนี้ออกมาแล้ว ช่วงนี้แหละที่เป็นอันตรายที่สุดที่ทำให้เกิดอุบัติเหตุทางการบินมากมาย เพราะเป็นช่วงที่รุนแรงสุดของพายุฝนฟ้าคะนอง

        จุด เริ่มต้นของ MatureStage นี้จะสังเกตุเห็นฝนเริ่มโปรยลงมาตามด้วยลมกระโชกที่รุนแรงและไร้ทิศทางซึ่ง เกิดจากเม็ดน้ำและเม็ดน้ำแข็งภายในเมฆที่เกิดขึ้นจำนวนมากและมีขนาดโตขึ้นจน เกินกว่่ากระแสลม พัดขึ้นจะต้านไว้ได้จึงตกลงมาเป็นฝน ในขณะเดียวกันจะเริ่มมีกระแสลมพัดลงตามแนวตั้งจนพัฒนาเป็นระบบกระแสลมพัด ขึ้น-ลงตามแนว ตั้งเมื่อพัดกระทบพื้นดินก็จะแผ่ออกไปข้างๆทำให้เกิดลมกระโชกทีรุนแรงและไร้ ทิศทางอากาศจะเย็นลง แต่ฝนที่เริ่มตกลงมานั้นยังไม่ทำ ให้ทัศนะวิสัยลดต่ำลงมากแต่อย่างไร ซึ่งนักบินที่กำลังจะนำเครื่องบินลงในขณะนั้นจะยังคงมองเห็นภาพของสนาม บินอยู่ตลอดเวลาเปรียบ เสมือนเป็นกับดักล่อให้นักบินตายใจยังคงนำเครื่องบินๆผ่านใกล้ฐานของเมฆลงมา ต่อไป แต่อีกสักครู่เดียวฝนก็จะกระหน่ำลงมาอย่างหนักตามด้วยฟ้าผ่า ลมกระโชกและกระแสลมพัดในแนวตั้งที่รุนแรงและไร้ทิศทาง ท้องฟ้ามืดมัวมีฝนตกรุนแรงทัศนะวิสัยเลว บางครั้งมีลูกเห็บ ด้วยมีฟ้าแลบ ฟ้าร้องเครื่อง บินที่บินเข้าไปในเมฆพายุฟ้าคะนองจะได้รับอันตรายจากความกระแทกกระเทือน จากกระแสลมพัด ขึ้น-ลง ในแนวตั้ง ลมกระโชกแรงมีลูกกเห็บซึ่งอาจได้รับอันตรายถึงกับเป็นอุบัติเหตุตก

ขั้นสลายตัว (DISSIPATING STAGE)

กิน เวลาประมาณ 30นาที ในขั้นสลายตัวนี้เมื่อพลังงานถูกปลดปล่อยออกมาแล้ว สภาพอากาศ ภายในกับภายนอกเมฆก็จะค่อยๆปรับสมดุลย์เข้าหากันกระแสลมในแนวตั้งจะแผ่ไป ทั่วก้อนเมฆตั้งแต่ต่ำจนถึงสูง จนในที่สุดกระแสลมนี้จะ หมดไป ฝนที่ตกจะค่อยลดน้อยลงและหยุดในที่สุดอุณหภูมิในก้อนเมฆจะเปลี่ยนไปจนเท่า กับบริเวณข้างเคียงทิศและความ เร็วลมจะเปลี่ยน ไปจนเท่ากับบริเวณใกล้เคียงเมฆก้อนนี้ก็จะสลายตัวไปในที่สุด จุดสังเกตุของ Stage นี้ คือที่ยอดเมฆจะเป็นรูปทั่งเนื่องจากอากาศที่ปั่นป่วนนั้นหมดแรงที่ยกตัวเอง ให้สูงกว่านี้อีก จึงกระจายออกด้านหน้าของการเคลื่อนที่ วงจรชีวิตของ Thunderstorm โดยทั่วไปจะไม่เกิน 1-2 ชั่วโมง ช่วงที่มีอันตรายและน่ากลัวที่สุดคือช่วง 15 นาทีแรกของ Mature Stage วึ่งอาจหลอกล่อให้เครื่องบินบินเข้าไปอยู่ในกับดักของ สภาพอากาศได้ และโอกาสที่จะบินหนีออกมานั้นไม่สามารถทำได้ทุกครั้งไปดังอุบัติเหตุเครื่อง บินตกเพราะบินเข้าไปในเมฆThunderstorm เป็นบทเรียนที่ผ่านมา ฉะนั้นทางที่ดีที่สุดที่ตำราเล่มไหนๆก็ได้แนะนำไว้เมื่อต้องบินในสภาวะอากาศ THUNDERSTORM ก็คืออยู่ห่างๆ เป็นดีที่สุด

ขั้นตอนการเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง

อ้างอิง

สำนักอุตุนิยมวิทยาขนส่ง