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)พื้นผิวโลกแต่ละบริเวณได้รับ
พลังงานจากดวงอาทิตย์ไม่เท่ากัน พื้นที่ดังกล่าวจึงมีอุณหภูมิและความดันอากาศแตกต่างกันไป บน
แผนที่อุตุนิยมจะมีเส้นแสดงความกดอากาศเท่ากัน เรียกว่า “ไอโซบาร์” (Isobars) เส้นไอโซบาร์แต่ละ
เส้นจะมีค่าความกดอากาศแตกต่างเท่าๆ กัน เช่น แตกต่างกันทุกๆ 6 มิลลิบาร์เป็นต้น (ภาพที่ 2)

แรงเกรเดียนของความกดอากาศ = ความกดอากาศที่แตกต่าง / ระยะทางระหว่าง 2 ตำแหน่ง

          ถ้าหากเส้นไอโซบาร์อยู่ ใกล้ชิดกันแสดงว่า 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 แต่จะมีอิทธิพลมากขึ้นในละติจูดที่
สูงเข้าใกล้ขั้วโลก แรงโคริออริสทำให้ลมในซีกโลกเหนือเบี่ยงเบนไปทางขวา และทำให้ลมในซีกโลกใต้
เบี่ยงเบนไปทางซ้าย ภาพที่ 4 แสดงให้เห็นว่า ในบริเวณซีกโลกเหนือ แรงโคริออริสทำให้มวลอากาศ
รอบหย่อมความกดอากาศต่ำ (L) หรือ “ไซโคลน” (Cyclone) หมุนตัวทวนเข็มนาฬิกาเข้าสู่ศูนย์กลาง และมวลอากาศรอบหย่อมความกดอากาศสูง (H) “แอนติไซโคลน” (Anticyclone) หมุนตัวตามเข็ม
นาฬิกาออกจากศูนย์กลาง ในบริเวณซีกโลกใต้ “ไซโคลน” จะหมุนตัวตามเข็มนาฬิกา และ “แอนติไซ
โคลน” 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