บรรยากาศ
หน่วยที่ 1 อากาศที่ห่อหุ้มโลก
1. ความสำคัญของบรรยากาศ
บรรยากาศ(Atmosphere) หมายถึง อากาศที่อยู่รอบตัวเราและห่อหุ้มโลกไว้ทั้งหมด
อากาศ(Weather) หมายถึง บรรยากาศบริเวณใกล้ผิวโลก และที่อยู่รอบๆ ตัวเรา
ความสำคัญของบรรยากาศ
· ช่วยทำให้เกิดกระบวนการต่างๆ ที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต
· ช่วยปรับอุณหภูมิของโลกให้พอเหมาะกับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต
· ช่วยกรองรังสีอัลตราไวโอเลต
· ป้องกันอนุภาคต่างๆ ที่มาจากนอกโลก
· ทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางลมฟ้าอากาศ
2. ส่วนประกอบของอากาศ
อากาศแห้ง คือ อากาศที่ไม่มีไอน้ำผสมอยู่เลย
อากาศชื้น คือ อากาศที่ไอน้ำผสมอยู่
1. ส่วนประกอบของอากาศแห้ง
2. ส่วนประกอบของอากาศชื้น
ส่วนประกอบของอากาศชื้นจะเปลี่ยนแปลงไปตามสถานที่ เช่น ชายทะเล ภูเขา ป่าไม้ ชุมชน พื้นที่อุตสาหกรรม
3. การแบ่งชั้นบรรยากาศ
· การแบ่งชั้นบรรยากาศโดยใช้อุณหภูมิเกณฑ์ แบ่งได้ 5 ชั้น
1. โทรโพสเฟียร์(Troposphere) สูงจากพื้นดินสูงขึ้นไป 10 กิโลเมตร มีลักษณะดังนี้
· มีอากาศประมาณร้อยละ 80 ของอากาศทั้งหมด
· อุณหภูมิจะลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 6.5 ๐C ต่อ 1 กิโลเมตร
· มีความแปรปรวนมาก เนื่องจากเป็นบริเวณที่ไอน้ำ เมฆ ฝน พายุต่างๆ ฟ้าแลบฟ้าร้องและฟ้าผ่า
2. สตราโทสเฟียร์(Mesosphere) อยู่สูงจากพื้นดิน 10-50 กิโลเมตร มีอากาศเบาบาง มีเมฆน้อยมาก เนื่องจากมีปริมาณไอน้ำน้อยอากาศไม่แปรปรวน เครื่องบินบินอยู่ในชั้นนี้ มีแก๊สโอโซนมาก ซึ่งอยู่ที่ความสูงประมาณ 25 กิโลเมตร ช่วยดูดกลืนรังสีอัตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ไว้บางส่วน
3. มีโซสเฟียร์(Mesosphere) สูงจากพื้นดินประมาณ 50-80 กิโลเมตร อุณหภูมิลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้นสุดเขตของบรรยากาศชั้นนี้เรียกว่า มีโซพอส ซึ่งมีอุณหภูมิประมาณ -140 ๐C เป็นบรรยกาศชั้นที่ส่งดาวเทียมขึ้นไปโคจรรอบโลก
4. เทอร์โมสเฟียร์(Thermosphere) อยู่สูงจากพื้นดินประมาณ 80-500 กิโลเมตร ดาวตกและอุกาบาตร จะเริ่มลุกไหม้ในบรรยากาศชั้นนี้ อุณหภูมิจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วง 80-100 km จากนั้นอุณหภูมิจะค่อยๆ ลดลง โดยทั่วไป อุณหภูมิจะอยู่ในช่วง 227-1,727 ๐C บรรยากาศชั้นนี้มีความหนาแน่นของอนุภาคต่างๆ จางมาก แต่แก๊สต่างๆ ในชั้นนี้จะอยู่ในลักษณะที่เป็นอนุภาคที่ประจุไฟฟ้าเรียกว่า ไอออน สามารถสะท้อนคลื่นวิทยุบางความถี่ได้ เรียกชื่ออีกอย่างหนึ่งว่า ไอโอโนสเฟียร์(Ionosphere)
5. เอกโซสเฟียร์(Exosphere) อยู่ในระดับความสูงจากผิวโลก 500 กิโลเมตรขึ้นไป ไม่มีแรงดึงดูดของโลก ดาวตกและอุกบาตรจะไม่ลุกไหม้ในชั้นนี้ เนื่องจากมีแก๊สเบาบางมาก จนไม่ถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของบรรยากาศ
· การแบ่งชั้นบรรยากาศโดยใช้สมบัติทางอุตุนิยมวิทยาเป็นเกณฑ์
1. บริเวณที่มีอิทธิพลของความฝืด อยู่สูงจากผิวโลกประมาณ 2 กิโลเมตร
2. โทรโพสเฟียร์ชั้นกลางและชั้นบน อุณหภูมิชั้นนี้จะลดลงอย่างสม่ำเสมอตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น
3. โทรโพสเฟียร์ อยู่ระหว่างโทรโพสเฟียร์และสตราโทสเฟียร์
4. สตราโตสเฟียร์ มีลักษณะอากาศเหมือนกับสตราโทสเฟียร์ที่แบ่งโดยใช้อุณหภูมิเป็นเกณฑ์
5. บรรยากาศชั้นสูง เป็นชั้นที่อยู่เหนือสตราโตสเฟียร์ถึงขอบนอกสุดของบรรยากาศ
หน่วยที่ 2 สมบัติของอากาศ
1. ความหนาแน่นของอากาศ
ความหนาแน่นของอากาศ คือ อัตราส่วนระหว่างมวลกับปริมาตรของอากาศ
Ø ที่ระดับความสูงจากระดับน้ำทะเลต่างก้น อากาศจะมีความหนาแน่นต่างกัน
Ø เมื่อระดับความสูงจากระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของอากาศจะลดลง
Ø ความหนาแน่นของอากาศจะเปลี่ยนแปลงตามมวลของอากาศ อากาศที่มวลน้อยจะมีความหนาแน่นน้อย
Ø อากาศที่ผิวโลกมีความหนาแน่นมากว่าอากาศที่อยู่ระดับความสูงจากผิวโลกขึ้นไป เนื่องจากมีชั้นอากาศกดทับผิวโลกหนากว่าชั้นอื่นๆ และแรงดึงดูดของโลกที่มีต่อมวลสารใกล้ผิวโลก
2. ความดันของอากาศ
ความดันของอากาศหรือความดันบรรยากาศ คือ ค่าแรงดันอากาศที่กระทำต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ที่รองรับแรงดันนั้น
เครื่องมือวัดความดันอากาศ เรียกว่า บารอมิเตอร์
เครื่องมือวัดความสูง เรียกว่า แอลติมิเตอร์
ความสัมพันธ์ระหว่างความดันอากาศกับระดับความสูงจากระดับน้ำทะเล สรุปได้ดังนี้
1. ที่ระดับน้ำทะเล ความดันอากาศปกติมีค่าเท่ากับความดันอากาศที่สามารถดันปรอทให้สูง 76 cm หรือ 760 mm หรือ 30 นิ้ว
2. เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความกดของอากาศจะลดลงทุกๆ ระยะความสูง 11 เมตรระดับปรอทจะลดลง 1 มิลลิเมตร
3. อุณหภูมิของอากาศ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิตามความสูงในบรรยากาศชั้นนี้พบว่า โดยเฉลี่ยอุณหภูมิจะลดลงประมาณ 6.5 ๐C
4. ความชื้นของอากาศ
ความชื้นของอากาศ คือ ปริมาณไอน้ำที่ปะปนอยู่ในอากาศ
อากาศที่มีไอน้ำอยู่ในปริมาณเต็มที่ และจะรับไอน้ำอีกไม่ได้อีกแล้ว เรียกว่า อากาศอิ่มตัว
Ø การบอกค่าความชื้นของอากาศ สามารถบอกได้ 2 วิธี คือ
1. ความชื้นสัมบูรณ์ คือ อัตราส่วนระหว่างมวลของไอน้ำในอากาศกับปริมาตรของอากาศขณะนั้น
2. ความชื้นสัมพันธ์ คือ ปริมาณเปรียบเทียบระหว่างมวลของไอน้ำที่มีอยู่จริงในอากาศขณะนั้นกับมวลของไอน้ำอิ่มตัว ที่อุณหภูมิและปริมาตรเดียวกัน มีหน่วยเป็นเปอร์เซ็นต์
Ø เครื่องมือวัดความชื้นสัมพัทธ์ เรียกว่า ไฮกรอมิเตอร์ ที่นิยมใช้มี 2 ชนิด คือ
1. ไฮกรอมิเตอร์แบบกระกระเปียกกระเปาะแห้ง
2. ไฮกรอมิเตอร์แบบเส้นผม
หน่วยที่ 3 ปรากฏการณ์ทางลมฟ้าอากาศ
เมฆ
1.1 เมฆและการเกิดเมฆ
เมฆ คือ น้ำในอากาศเบื้องสูงที่อยู่ในสถานะเป็นหยดน้ำและผลึกน้ำแข็ง และอาจมีอนุภาคของของแข็งที่อยู่ในรูปของควันและฝุ่นที่แขวนลอยอยู่ในอากาศรวมอยู่ด้วย
1.2 ชนิดของเมฆ
การสังเกตชนิดของเมฆ
กลุ่มคำที่ใช้บรรยายลักษณะของเมฆชนิดต่างๆ มีอยู่ 5 กลุ่มคำ คือ
เซอร์โร(CIRRO) เมฆระดับสูง
อัลโต(ALTO) เมฆระดับกลาง
คิวมูลัส(CUMULUS) เมฆเป็นก้อนกระจุก
สเตรตัส(STRATUS) เมฆเป็นชั้นๆ
นิมบัส(NUMBUS) เมฆที่ก่อให้เกิดฝน
นักอุตุนิยมวิทยาแบ่งเมฆออกเป็น 4 ประเภท คือ
1. เมฆระดับสูง เป็นเมฆที่พบในระดับความสูง 6500 เมตรขึ้นไป
ประกอบด้วยผลึกน้ำแข็งเป็นส่วนใหญ่ มี 3 ชนิด คือ
Ø เซอร์โรคิวมูลัส
Ø เซอร์รัส
Ø เซอร์โรสเตรตัส
2. เมฆระดับกลาง
Ø อัลโตสเตรตัส
Ø อัลโตคิวมูลัส
3. เมฆระดับต่ำ
Ø สเตรตัส
Ø สเตรโตคิวมูลัส
Ø นิมโบสเตรตัส
4. เมฆซึ่งก่อตัวในทางแนวตั้ง
Ø คิวมูลัส
Ø คิวมูโลนิมบัส
หยาดน้ำฟ้า
หยาดน้ำฟ้า หมายถึง น้ำที่อยู่ในสถานะของแข็งหรือของเหลวที่ตกลงมาจากบรรยากาศสู่พื้นโลก
หมอก(Fog) คือ เมฆที่เกิดในระดับใกล้พื้นโลก จะเกิดตอนกลางคืนหรือเช้ามืด
น้ำค้าง(Dew) คือ ไอน้ำที่กลั่นตัวเป็นหยดน้ำเกาะติดอยู่ตามผิว ซึ่งเย็นลงจนอุณหภูมิต่ำกว่าจุดน้ำค้างของขณะนั้น
จุดน้ำค้าง คือ ขีดอุณหภูมิที่ไอน้ำในอากาศเริ่มควบแน่นออกมาเป็นละอองน้ำ
น้ำค้างแข็ง(Frost) คือ ไอน้ำในอากาศที่มีจุดน้ำค้างต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง แล้วเกิดการกลั่นตัวเป็นเกล็ดน้ำแข็ง โดยเกิดเฉพาะในเวลากลางคืน หรือตอนเช้ามืด
หิมะ(Snow) คือ ไอน้ำที่กลั่นตัวเป็นเกล็ดน้ำแข็ง เมื่ออากาศอิ่มตัว และอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง
ลูกเห็บ(Hail) คือ เกล็ดน้ำแข็งที่ถูกลมพัดหวนขึ้นหลายครั้ง แต่ละครั้งผ่านอากาศเย็นจัด ไอน้ำกลายเป็นน้ำแข็งเกาะเพิ่มมากขึ้น จนมีขนาดใหญ่มากเมื่อตกถึงพื้นดิน
ฝน(Rain) เกิดจากละอองน้ำในก้อมเมฆซึ่งเย็นจัดลง ไอน้ำกลั่นตัวเป็นละอองน้ำเกาะกันมาก และหนักขึ้นจนลอยอยู่ไม่ได้ และตกลงมาด้วยแรงดึงดูดของโลก
ปริมาณน้ำฝน หมายถึง ระดับความลึกของน้ำฝนในภาชนะที่รองรับน้ำฝน เครื่องมือปริมาณน้ำฝนเรียกว่า เครื่องวัดน้ำฝน(rain gauge)
http://www.lesa.in.th/atmosphere/
ลม
ลม(Wind) คือ มวลของอากาศที่เคลื่อนที่ไปตามแนวราบ
- สภาพอากาศเหนือพื้นดินและพื้นน้ำ
พื้นดินและพื้นน้ำรับและคายความร้อนจากดวงอาทิตย์ได้ไม่เท่ากันพื้นดินจะรับและคายความร้อนได้ดีกว่าพื้นน้ำ ในเวลากลางวันอุณหภูมิของพื้นดินจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว พื้นน้ำจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นอย่างช้าๆ ทำให้อากาศเหนือพื้นดินมีอุณหภูมิสูงกว่าอากาศเหนือพื้นน้ำ ส่วนในเวลากลางคืนพื้นดินคายความร้อนได้เร็วกว่าพื้นน้ำ ทำให้อากาศเหนือพื้นดินมีอุณหภูมิต่ำกว่าอากาศเหนือพื้นน้ำ ทำให้เกิดลมขึ้น
- การเกิดลม
สาเหตุเกิดลม คือ 1. ความแตกต่างของอุณหภูมิ 2. ความแตกต่างของหย่อมความกดอากาศ
หย่อมความกดอากาศ(Pressure areas)
Ø หย่อมความกดอากาศสูง หมายถึง บริเวณที่มีความกดอากาศสูงกว่าบริเวณข้างเคียง ใช้ตัวอักษร H
Ø หย่อมความกดอากาศต่ำ หมายถึง บริเวณที่มีความกดอากาศต่ำกว่าบริเวณข้างเคียง ใช้ตัวอักษร L
ชนิดของลม ลมแบ่งออกเป็นชนิดต่างๆ คือ
Ø ลมประจำปีหรือลมประจำภูมิภาค เช่น ลมสินค้า
Ø ลมประจำฤดู เช่น ลมมรสุมฤดูร้อน และลมมรสุมฤดูหนาว
Ø ลมประจำเวลา เช่น ลมบก ลมทะเล
Ø ลมที่เกิดจากการแปรปรวนหรือลมพายุ เช่น พายุฝนฟ้าคะนอง พายุหมุนเขตร้อน
เครื่องมือที่ใช้ในการวัดกระแสลม
Ø ศรลม
Ø อะนิโมมิเตอร์
Ø แอโรแวน
ผลของปรากฏการณ์ทางลมฟ้าอากาศที่มีต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม
ประโยชน์ของปรากฏการณ์ทางลมฟ้าอากาศ
1. การเกิดลมจะช่วยให้เกิดการไหลเวียนของบรรยากาศ
2. การเกิดลมสินค้า
3. การเกิดเมฆและฝน
4. การเกิดลมประจำเวลา
ผลกระทบและภัยอันตราย
1. ผลกระทบจากอิทธิพลของลมมรสุม เช่น น้ำท่วม น้ำท่วมฉับพลัน
2. ผลกระทบจากอิทธิพลของลมพายุ เช่น ต้นไม้ล้มทับ คลื่นสูงในทะเล
หน่วยที่ 4 การพยากรณ์อากาศ
การพยากรณ์อากาศและอุตุนิยมวิทยา
การพยากรณ์อากาศ หมายถึง การคาดหมายภาวะของลมฟ้าอากาศและปรากฏารณ์ทางธรรมชาติที่จะเกิดขึ้นล่วงหน้า แบ่งออกเป็น 3 ระยะ คือ
1. ระยะสั้น ช่วงระยะเวลาไม่เกิน 72 ชั่วโมง
2. ระยะปานกลาง ช่วงระยะเวลามากว่า 72 ชั่วโมง จนถึง 10 วัน
3. ระยะนาน ตั้งแต่ 10 วันขึ้นไป
หลักการพยากรณ์อากาศ
ระบบของการพยากรณ์อากาศ แบ่งเป็น 3 ระบบ คือ
1. ระบบการตรวจอากาศ
2. ระบบการสื่อสาร
3. ศูนย์พยากรณ์อากาศ
ความสำคัญของการพยากรณ์อากาศ
ช่วยให้บุคคลทุกอาชีพมีการเตรียมพร้อมที่จะป้องกันแก้ไขภัยอันตรายหรือความสูญเสียอันเกิดจากปรากฏการณ์ทางลมฟ้าอากาศได้
ที่มา http://www.boonyapradit.com/sience11.htm
.jpg)
