วันพุธที่ 23 มกราคม พ.ศ. 2556

ลักษณะการเคลื่อนที่ของอากาศ


การเคลื่อที่ของอากาศเกิดจากความกดอากาศที่แตกต่างกัน ทำให้อากาศเคลื่อนที่ โดยอากาศจะเคลื่อนที่จากความกดอาศสูงมาสู่ความกดอากาศต่ำครับ
ความกดอากาศสูง ก็คือ มวลอากาศเย็นนั้นเองครับ ซึ้งอากาศเย็นจะรอยอยู่ต่ำเพราะความหนาแน่นสูงนั้นเอง

ความกดอากาศต่ำ คือมวลอากาศร้อน ซึ้งอากาศจะมีอุณภูมิสูงความหนาแน่นต่ำ จึงลอยขึ้นสู่ที่สูงครับ

การเคลื่อนที่ของอากาศก็จะเกิดเมื่อความกดอากาศต่างกัน ถ้าความกดอากาศต่างกันมากๆก็จะเกิดพายุหละครับ เพราะมวลอากาศเย็นมาปะทะมวลอากาศร้อนจะเกิดการควบแน่นเกิดขึ้นทำให้เกิดลม มรสุม หรือฝนตกขึ้นได้
เคยสังเกตุตอนกินน้ำเย็นไหมครับ ถ้าเราวางแก้วน้ำเย็นตั้งทิ้งใว้จะมีหยดน้ำเกิดขึ้นที่รอบๆแก้ว นั้นก็คือผลที่เกิดจาก อากาศที่อยู่รอบแก้วซึ้งอุณหภูมิสูงกว่าน้ำในแก้วมาปะทะกับแก้วซึ้งมี อุณหภูมิเย็นกว่า จึงเกิดการควบแน่นเกิดขึ้นทำให้เกิดหยดน้ำขึ้นงัยครับ
ตัวอย่าง การเคลื่อที่ของอากาศ อย่างที่คนอื่นเล่ามาข้างต้น ลมบก ลมทะเล ก็ใช่ ที่เห็นๆตามข่าวก็มี เช่นความกดอากาศสูงจากจีนพัดเข้ามาประเทศไทย ก็จะเกิดฤดูหนาว ช่วง ธันวาคม ถึงมีนาคม งัยครับ ถ้าฤดูฝนก็จะเป็นความกดอากาศต่ำจากทะเลจีนใต้ ลมมรสุมตะวันออก มีเยอะเลย (จากข่าวพยากรอากาศ ก็ได้ยินบ่อยๆหนะครับ) ซึ้งที่เล่ามาก็เกิกจากความกดอากาศที่ต่างกันนั้นเอง

อันนี้คือข้อมูลจากเว็บไชต์นะครับ อ่านดูนะ

การเกิดลม มีสาเหตุมาจากสิ่งต่าง ๆ ดังนี้
1.ความแตกต่างของอุณหภูมิในที่ 2 แห่ง อากาศที่มีอุณหภมิที่สูงจะขยายตัว ความหนาแน่นของอากาศจะลดลง อากาศจึงลอยตัวสูงขึ้น บริเวณที่มีอุณหภูมิของอากาศต่ำกว่า มีความหนาแน่นของอากาศมากกว่า จากบริเวณใกล้เคียง จะเคลื่อนเข้ามาแทนที่ ทำให้เกิดลม

2.ความแตกต่างของความกดอากาศ อากาศเมื่อได้รับความร้อนจะมีความกดอากาศต่ำ ความหนาแน่นลดลง จึงลอยตัวสูงขึ้น อากาศเย็นที่มีความหนาแน่นมากกว่า และมีความกดอากาศสูงกว่าจะเคลื่อนเข้าแทนที่ ทำให้เกิดลม
แผนที่อากาศ จากแผนที่อากาศตัวอักษร H แทนหย่อมความกดอากาศสูงหรือบริเวณที่มีความกดอากาศสูง และ L แทนหย่อมความกดอากาศต่ำ หรือบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ เราทราบมาแล้วว่า ถ้าความกดอากาศในที่สองแห่งแตกต่างกันจะทำให้เกิดลมพัด แต่ถ้าความกดอากาศในสองบริเวณแตกต่างกันมาก จะเกิดลมพัดด้วยความเร็วสูง ซึ่งเราเรียกว่า ลมพายุ บางครั้งลมพายุที่เกิดขึ้นจะพัดวนรอบจุดศูนย์กลาง ซึ่งเรียกว่า พายุหมุน เช่น พายุหมุนเขตร้อน ซึ่งเป็นคำที่ใช้เรียกพายุหมุนที่เกิดเหนือทะเล หรือมหาสมุทรในเขตร้อน

ที่มา:

วันอังคารที่ 22 มกราคม พ.ศ. 2556

ลมบกลมทะเล


การเกิดลม

   ลมคือ อากาศที่เคลื่อนที่ การเคลื่อนที่ของอากาศ เป็นผลเนื่อง จากความแตกต่างของอุณหภูมิสองแห่ง หรือความแตกต่างของความกดอากาศสองแห่ง โดยลม จะพัดจากบริเวณที่มีความกดอากาศสูง เข้าสู่บริเวณที่มี ความกดอากาศต่ำ โดยกระแสการไหลของลมจะหยุด หรือความดันของสองจุดมีค่าเท่ากัน อย่างไรก็ตามการ ไหลของลมจะเปลี่ยนแปลงได้ เนื่องจากปรากฏการณ์ โคริโอลิส

กระบวนการเกิดลม

เนื่องจากสาเหตุต่างๆ ดังนี้
  1. เนื่องจากความแตกต่าง ของอุณหภูมิสอง แห่ง อากาศเมื่อได้ความร้อนจะขยายตัว อากาศร้อนจึงลอยตัวสูงขึ้น อากาศที่อุณหภูมิ ต่ำกว่าบริเวณข้างเคียง จะเคลื่อนที่เข้าแทนที่ การเคลื่อนที่ของอากาศ เนื่องจากสองแห่งมี อุณหภูมิต่างกันทำให้เกิดลม

  1. เนื่องจากความแตกต่างของความกดอากาศ     อากาศเมื่อได้รับความร้อนจะขยายตัว ทำ ให้มีความหนาแน่นลดลง และเป็นผลให้ความ กดอากาศน้อยลงด้วย อากาศเย็นบริเวณใกล้ เคียง ซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่า จะเกิดการ เคลื่อนที่เข้ามาบริเวณ ที่มีความกดอากาศต่ำ กว่า การเคลื่อนที่ของอากาศ เนื่องจากสอง แห่งมี ความ กดอากาศต่างกัน ทำให้เกิดลม


ประโยชน์ของลม

 อากาศที่เคลื่อนที่ย่อมเกิดพลัง เราใช้ประโยชน์จาก พลังของลมได้หลายทางเช่น ใช้หมุนกังหันลม เพื่อช่วย บดข้าวโพด ให้เป็นแป้งหรือ เพื่อการผลิต กระแสไฟฟ้า ใช้หมุนกังหันวิดน้ำ และใช้สำหรับ การแล่นเรือใบเป็นต้น
                        

สภาพอากาศเหนือพื้นดินและพื้นน้ำ

 

  พื้น ดินและพื้นน้ำรับและคายความร้อนจากดวงอาทิตย์ได้ไม่เท่ากัน พื้นดินจะรับและคายความร้อนได้ดีกว่าพื้น น้ำ ในเวลากลางวันอุณหภูมิของพื้นดินจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว พื้นน้ำจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นอย่างช้าๆ ทำให้อากาศ เหนือพื้นดินมีอุณหภูมิสูงกว่าอากาศเหนือพื้นน้ำ ส่วนในเวลากลางคืนพื้นดินคายความร้อนได้เร็วกว่าพื้นน้ำ ทำให้ อากาศเหนือพื้นดินมีอุณหภูมิต่ำกว่าอากาศเหนือพื้นน้ำ ทำให้เกิดลมขึ้น   ดังนั้นในเวลากลางคืนอุณหภูมิของ อากาศ เหนือพื้นน้ำ จึงมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิอากาศเหนือพื้นดิน
สรุป อากาศเหนือพื้นดินและพื้นน้ำ
มีอุณหภูมิต่างกันทั้งในเวลากลางวันและกลางคืน

อุณหภูมิของอากาศ


ความกดอากาศ และการเกิดลม
          แม้ว่าอากาศจะเป็นก๊าซ แต่อากาศก็มีน้ำหนักเช่นเดียวกับของแข็งและของเหลว เราเรียกน้ำหนักซึ่งกดทับกันลงมานี้ว่า “ความกดอากาศ” (Air pressure) ความกดอากาศจะมีความแตกต่างกับแรงที่เกิดจากน้ำหนักกดทับตรงที่ ความกดอากาศมีแรงดันออกทุกทิศทุกทาง เช่นเดียวกับแรงดันของอากาศในลูกโป่ง
ภาพที่ 1 บารอมิเตอร์ชนิดปรอท
          อุปกรณ์วัดความกดอากาศ เรียกว่า “บารอมิเตอร์” (Barometer) หากเราบรรจุปรอทใส่หลอดแก้วปลายเปิด แล้วคว่ำลงตามภาพที่ 1 ปรอทจะไม่ไหลออกจากหลอดจนหมด แต่จะหยุดอยู่ที่ระดับสูงประมาณ 760 มิลลิเมตร เนื่องจากอากาศภายนอกกดดันพื้นที่หน้าตัดของอ่างปรอทไว้ ความกดอากาศมีหน่วยวัดเป็น “มิลลิเมตรปรอท” “นิ้วปรอท” และ “มิลลิบาร์” โดยความกดอากาศที่พื้นผิวโลกที่ระดับน้ำทะเลปานกลาง มีค่าเท่ากับ 760 มิลลิเมตรปรอท (29.92 นิ้วปรอท) หรือ 1013.25 มิลลิบาร์
          ในปัจจุบันนักอุตุนิยมวิทยานิยมใช้ “มิลลิบาร์” เป็นหน่วยมาตรฐานในการวัดความกดอากาศ
                    1 มิลลิบาร์ = แรงกด 100 นิวตัน/พื้นที่ 1 ตารางเมตร
                                   โดยที่ แรง 1 นิวตัน คือ แรงที่ใช้ในการเคลื่อนมวล 1 กิโลกรัม
                                   ให้เกิดความเร่ง 1 (เมตร/วินาที)/วินาที
ปัยจัยที่มีอิทธิพลต่อความกดอากาศ
           ยิ่งสูงขึ้นไป อากาศยิ่งบาง อุณหภูมิยิ่งต่ำ ความกดอากาศยิ่งลดน้อยตามไปด้วย เพราะฉะนั้น ความกดอากาศบนยอดเขา จึงมักจะน้อยกว่าความกดอากาศที่เชิงเขา
           อากาศเย็นมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศร้อน จึงมีความกดอากาศมากกว่า เรียกว่า “ความกดอากาศสูง” (High pressure) ในแผนที่อุตุนิยมจะใช้อักษร“H” สีน้ำเงิน เป็นสัญลักษณ์ (ดูภาพที่ 2)
          
อากาศร้อนมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศเย็น จึงมีความกดอากาศน้อยกว่า เรียกว่า “ความกดอากาศต่ำ” (Low pressure) ในแผนที่อุตุนิยมจะใช้อักษร “L” สีแดง เป็นสัญลักษณ์
การเคลื่อนที่ของอากาศ
          การพาความร้อน (Convection) ของบรรยากาศ ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของอากาศทั้งแนวตั้งและแนวราบ
           แนวตั้ง อากาศร้อนยกตัวขึ้น อากาศเย็นจะเคลื่อนเข้ามาแทนที่ การเคลื่อนตัวของอากาศในแนวตั้ง ทำให้เกิดการเมฆ ฝน และความแห้งแล้ง
           แนวราบ อากาศจะเคลื่อนตัวจากหย่อมความกดอากาศสูง (H) ไปยังหย่อมความกดอากาศต่ำ (L) ทำให้เกิดการกระจายและหมุนเวียนอากาศไปยังตำแหน่งต่างๆ บนผิวโลก เราเรียกอากาศซึ่งเคลื่อนตัวในแนวราบว่า “ลม” (Wind)
ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อลม
          แรงเกรเดียนของความกดอากาศ (Pressure-gradiant force)
พื้นผิวโลกแต่ละบริเวณได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์ไม่เท่ากัน พื้นที่ดังกล่าวจึงมีอุณหภูมิและความดันอากาศแตกต่างกันไป บนแผนที่อุตุนิยมจะมีเส้นแสดงความกดอากาศเท่ากัน เรียกว่า “ไอโซบาร์” (Isobars) เส้นไอโซบาร์แต่ละเส้นจะมีค่าความกดอากาศแตกต่างเท่าๆ กัน เช่น แตกต่างกันทุกๆ 6 มิลลิบาร์เป็นต้น (ภาพที่ 2)
แรงเกรเดียนของความกดอากาศ = ความกดอากาศที่แตกต่าง / ระยะทางระหว่าง 2 ตำแหน่ง
          ถ้าหากเส้นไอโซบาร์อยู่ใกล้ชิดกันแสดงว่า ความกดอากาศเหนือบริเวณนั้นมีความแตกต่างกันมาก หรือมีแรง
เกรเดียนมาก แสดงว่ามีลมพัดแรง แต่ถ้าเส้นไอโซบาร์อยู่ห่างกันแสดงว่า ความกดอากาศเหนือบริเวณนั้นมีความแตกต่างกันไม่มาก หรือมีแรงเกรเดียนน้อย แสดงว่ามีลมพัดอ่อน
ภาพที่ 2 แผนที่แสดงเกรเดียนของความกดอากาศ และทิศทางลม
แรงโคริออริส (Coriolis)
          เป็นแรงเสมือนซึ่งเกิดจากการที่โลกหมุนหมุนรอบตัวเอง ในภาพที่ 3 บน แสดงให้เห็นว่า หากโลกไม่หมุนรอบตัวเอง การยิงจรวดจากขั้วโลกเหนือไปยังเป้าหมายบนตำแหน่งที่เส้นศูนย์สูตรตัดกับ เส้นแวงที่ 90° จะได้วิถีของจรวดเป็นเส้นตรง โดยสมมุติให้จรวดใช้เวลาเดินทางจากจุดปล่อยไปยังเป้าหมายใช้เวลาเดินทาง 1 ชั่วโมง
ในภาพที่ 3 ล่าง อธิบายถึงการเกิดแรงโคริออริส เนื่องจากโลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบใช้เวลา 24 ชั่วโมง เมื่อเวลาผ่านไปหนึ่งชั่วโมง นับตั้งแต่จรวดถูกปล่อยออกจากจุดปล่อยไปยังเป้าหมาย การหมุนของโลกทำให้วิถีของจรวดเป็นเส้นโค้ง และเคลื่อนไปตกบนเส้นแวงที่ 105° เนื่องจากหนึ่งชั่วโมงโลกหมุนไปได้ 15° (105° - 90° = 15°)
ภาพที่ 3 แรงโคริออริส
          แรงโคริออริสไม่มีอิทธิพลต่อกระแสลมที่บริเวณเส้นศูนย์สูตร แต่จะมีอิทธิพลมากขึ้นในละติจูดที่สูงเข้าใกล้ขั้วโลก
แรงโคริออริสทำให้ลมในซีกโลกเหนือเบี่ยงเบนไปทางขวา และทำให้ลมในซีกโลกใต้เบี่ยงเบนไปทางซ้าย ภาพที่ 4 แสดงให้เห็นว่า ในบริเวณซีกโลกเหนือ แรงโคริออริสทำให้มวลอากาศรอบหย่อมความกดอากาศต่ำ (L) หรือ “ไซโคลน” (Cyclone) หมุนตัวทวนเข็มนาฬิกาเข้าสู่ศูนย์กลาง และมวลอากาศรอบหย่อมความกดอากาศสูง (H) “แอนติไซโคลน” (Anticyclone) หมุนตัวตามเข็มนาฬิกาออกจากศูนย์กลาง ในบริเวณซีกโลกใต้ “ไซโคลน” จะหมุนตัวตามเข็มนาฬิกา และ “แอนติไซโคลน” จะหมุนตัวทวนเข็มนาฬิกา ตรงกันข้ามกับซีกโลกเหนือ
ภาพที่ 4 ไซโคลน และ แอนติไซโคลน ในซีกโลกเหนือ
          แรงเสียดทาน (Friction) เป็นแรงที่เกิดจากความขรุขระของผิวโลก ทำให้เกิดความต้านทางการเคลื่อนที่ของอากาศ แรงเสียดทานมีอิทธิพลเฉพาะกับอากาศบริเวณใกล้พื้นผิว ซึ่งอยู่เหนือขึ้นไปเพียงไม่กี่กิโลเมตร แรงเสียดทานมีผลกระทบต่อความเร็วลม และก่อให้เกิดกระแสอากาศปั่นป่วน (Turbulence) ซึ่งมีปัจจัยควบคุม 3 ประการคือ
           ความร้อนที่ผิวดิน ถ้าอากาศเหนือพื้นผิวร้อนมาก ก็จะทำให้เกิดกระแสอากาศปั่นป่วนอย่างรุนแรง (ในลักษณะเดียวกับน้ำเดือดในภาชนะ)
           กระแสลม ถ้ากระแสลมแรง ก็จะทำให้เกิดกระแสอากาศปั่นป่วนอย่างรุนแรง
           ลักษณะภูมิประเทศ บริเวณภูเขาและหุบเขา จะมีกระแสอากาศปั่นป่วนกว่าบริเวณที่เป็นพื้นราบ
อุปกรณ์วัดลม
          อุปกรณ์วัดทิศทางลม (Wind Vane) ประกอบด้วย 2 ส่วนคือ
           เครื่องวัดทิศทางลม มีรูปร่างคล้ายเหมือนลูกศร กระแสลมปะทะเข้ากับแผ่นหางเสือที่ปลายลูกศร ทำให้หัวลูกศรชี้เข้าหาทิศทางที่กระแสลมพัดมาตลอดเวลา
           แป้นบอกทิศทาง ทำหน้าที่เสมือนหน้าปัด มีอักษรบอกทิศหลักสี่ทิศ คือ ทิศเหนือ (N) ทิศตะวันออก (E) ทิศใต้ (S) และทิศตะวันตก (W) สำหรับแป้นบอกทิศทางชนิดละเอียด จะมีแบ่งหน้าปัดแบ่งทิศออกเป็น 360 องศา โดยมีจุดเริ่มต้นเป็นทิศเหนือ แล้วนับมุมตามเข็มนาฬิกาไปทางขวา ดังภาพที่ 5
ภาพที่ 5 หน้าปัดแสดงทิศทางลม
          อุปกรณ์วัดความเร็วลม (Anemometer) มีรูปร่างเหมือนใบพัดเครื่องบิน หรือกรวยดักลม มีหลักการทำงานเหมือนเช่นเดียวกับเครื่องวัดความเร็วในรถยนต์ เมื่อกระแสลมพัดมาปะทะใบพัด (กรวยดักลม) จะทำให้แกนหมุนและส่งสัญญาณจำนวนรอบมาให้เครื่องคำนวณเป็นค่าความเร็วลมอีกทีหนึ่ง โดยมีหน่วยวัดเป็นเมตรต่อวินาที

อากาศ


ลมบกและลมทะเล

  ลมบกและลมทะเล เกิดจากความร้อนซึ่งแตกต่างกันระหว่างบริเวณทะเลและพื้นดิน ตามชายฝั่งในตอนเช้าและ ตอนบ่าย เวลากลางวันผืนแผ่นดินตามชายฝั่งได้รับรังสี จากดวงอาทิตย์ ทำให้มีอุณหภูมิสูงกว่าบริเวณทะเล ดังนั้นอากาศในบริเวณแผ่นดิน จึงมีความแน่นน้อยกว่า และความกดก็ลดลงด้วยจึงลอยตัวขึ้น ดังนั้นอากาศเย็น ตาม บริเวณทะเลจะพัดเข้ามาแทนที่ ลมซึ่งพัดจากทะเลนี้เรียกว่า "ลมทะเล" (sea breeze) ซึ่งเกิดขึ้นในตอน บ่ายและเย็น นอกจากตามชายฝั่งทะเลแล้ว ลักษณะคล้ายลมทะเลนี้อาจจะเกิดขึ้นตามทะเลสาบใหญ่ๆก็ได้ ส่วนมากลมบก (land breeze) นั้นเกิดขึ้นในทิศตรงกันข้ามกับทะเล และมีกำลังแรงน้อยกว่าเก่า คือในตอน กลางคืนพื้นน้ำมีอุณหภูมิสูงกว่าผืนแผ่นดิน ดังนั้นอากาศในบริเวณทะเลซึ่งมีความแน่นน้อยกว่าจะลอยตัวขึ้น อากาศเย็น ในบริเวณแผ่นดินจะพัดออกไปแทนที่จากความรู้เรื่องลมบกลมทะเลนี้ชาวประมงได้ อาศัยกำลังของ ลม ดังกล่าวเป็นเครื่องช่วยในการแล่นเรือเข้า หรือออก จากฝั่งได้ดีในการดำเนินอาชีพหาปลาของเขา
  สรุป  ลมบกและลมทะเลเป็น ลมบกเกิดในเวลากลางคืน และลมทะเลเกิดในเวลากลางวัน

   ลมทะเล ในเวลากลางวันพื้น ดินรับความร้อนได้เร็วกว่าพื้นน้ำ ทำให้อากาศเหนือพื้นดิน มีอุณหภูมิสูงกว่า อากาศเหนือพื้นน้ำ  อากาศเหนือพื้นน้ำหรืออากาศเหนือพื้นน้ำ มีความกดอากาศสูงกว่าอากาศ เหนือพื้นดิน เป็นผลให้อากาศเหนือพื้นน้ำมีความกดอากาศสูงกว่าเคลื่อน ที่เข้าเข้าหา บริเวณพื้นดิน ที่มีความกดอากาศต่ำกว่าหรือเกิดลมพัดจากทะเลเข้าหาฝั่งในเวลากลางวัน
   ลมบก  ในเวลากลางคืนพื้นดิน คลายได้เร็วกว่าพื้นน้ำ ทำให้อากาศเหนือพื้นดินมีอุณหภูมิต่ำกว่าอากาศเหนือ พื้นน้ำ หรืออากาศเหนือพื้นดินมีความกดอากาศสูงกว่าอากาศเหนือพื้นน้ำ เป็นผลให้อากาศเหนือพื้นดิน ที่มี ความกดอากาศสูงกว่าเคลื่อนที่เข้าหาพื้นน้ำที่มีความกดอากาศต่ำกว่า หรือเกิดลมพัดจากบกออกสู่ฝั่งทะเลใน เวลากลางคืน

ประโยชน์ของลมบก ลมทะเล
   เรือประมงขนาดเล็กจะออกสู่ท้องทะเลเพื่อหาปลาในเวลากลางคืน โดยอาศัย“ลมบก”ที่พัดจากฝั่งออกสู่ทะเล ในตอนกลางคืน พอรุ่งสางเรือเหล่านี้ก็จะอาสศัย “ลมทะเล” ที่พัดจากทะเลเข้าฝั่งในเวลากลางวัน แล่นกลับเข้า สู่ฝั่งอีกครั้งนั้นเอง