ศิริรัตน์153

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