การตรวจอากาศ

อากาศย่อมเคลื่อนไหว และ เปลี่ยนแปลงอยู่เสมอไม่มากก็น้อย บางครั้งเรารู้สึก และ มองเห็นได้ง่าย เช่น มีลมแรง มีเมฆมืดเต็มท้องฟ้า หรือมีฝนตกการเคลื่อนไหว และ การเปลี่ยนแปลงของอากาศเกิดขึ้นเพราะสิ่งต่าง ๆ หลายอย่างในบรรยากาศเกิดการเปลี่ยนแปลง เนื่องด้วยความรู้สึกของมนุษย์แต่ละคนมีความรู้สึกต่อการเปลี่ยนแปลงของอากาศไม่เหมือนกัน และ แต่ละคนก็ไม่สามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยของอากาศได้ ฉะนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะต้องสร้างเครื่องมือตรวจอากาศไว้สำหรับตรวจการเปลี่ยนแปลงของอากาศ เมื่อนักอุตุนิยมวิทยาได้อ่านรายงานการตรวจอากาศหลาย ๆ แห่ง เขาก็สามารถบอกล่วงหน้าหรือพยากรณ์อากาศได้ว่า จะเป็นอย่างไร

เครื่องมือตรวจอากาศ ซึ่งจำเป็นต้องใช้ในการตรวจสภาพของอากาศมีหลายอย่าง เช่น บารอมิเตอร์ เป็นเครื่องมือที่ใช้สำหรับวัดความกดอากาศ ความกดของอากาศนี้เสมือนหนึ่งน้ำหนักของอากาศนั่นเอง

เทอร์มอมิเตอร์ เป็นเครื่องมือสำหรับวัดอุณหภูมิของอากาศว่า ร้อนหรือหนาว มีลักษณะคล้ายกับเทอร์มอมิเตอร์ปรอท สำหรับวัดความร้อนในร่างกายของคนไข้ 

เครื่องวัดลม ใช้สำหรับวัดว่าลมพัดมาจากทิศไหน และ มีความเร็วเท่าไร 

เครื่องวัดน้ำฝน ใช้สำหรับวัดปริมาณของน้ำฝนว่าตกมายังพื้นดินเป็นจำนวนกี่มิลลิเมตรในช่วงเวลาหนึ่ง เช่น ภายในหนึ่งชั่วโมง หรือหนึ่งวัน

เครื่องวัดความชื้น ใช้สำหรับวัดปริมาณของไอน้ำซึ่งมีอยู่ในบรรยากาศว่ามีมากน้อยเท่าใด ถ้าอากาศมีความชื้นมากเรามักจะรู้สึกเหนียวตามร่างกาย และ ฝนอาจจะตกลงมา

_______________________________________________________________

ในการที่จะทราบลักษณะของอากาศปรากฏการณ์ของอากาศหรือกาลอากาศ เราจะต้องตรวจ และ วัดสิ่งที่ทำให้อากาศเปลี่ยนแปลงถ้าเราต้องการทราบว่าอากาศมีลักษณะอย่างไรเราจะต้องตรวจ และวัดสิ่งต่าง ๆ ซึ่งได้แก่ ความกดอากาศ อุณหภูมิของอากาศ ความเร็วของลม และ ทิศที่ลมพัด ปริมาณน้ำฝน ความชื้นหรือไอน้ำในอากาศ จำนวนเมฆ และ ชนิดของเมฆ

สิ่งต่าง ๆ เหล่านี้ช่วยบอกลักษณะอากาศหรือกาลอากาศปัจจุบัน และ ล่วงหน้า เราเรียกสิ่งเหล่านี้ว่า "สารประกอบอุตุนิยมวิทยา" ซึ่งจะได้อธิบายสารประกอบเหล่านี้เป็นลำดับต่อไป

ความกดอากาศ

อากาศเป็นสิ่งที่มีน้ำหนักเราจะรู้สึกว่ามีอากาศก็ต่อเมื่อมีลมพัดกระทบตัวเรา 
ถ้าเราชั่งยางในของรถยนต์เมื่อยังไม่ได้สูบลมเข้าไปแล้วจดน้ำหนักไว้ต่อมาเราสูบลมเข้าไปในยางในนั้นให้แข็งแล้วลองชั่งดูอีกทีถ้าหากตาชั่งสามารถชั่งได้ละเอียดพอจะเห็นแน่ชัดว่ายางในของรถยนต์ที่สูบลมไว้จะมีน้ำหนักมากกว่าเมื่อไม่มีลมฉะนั้นน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นคือ น้ำหนักของอากาศนั่นเอง

เคยกล่าวไว้แล้วว่า อากาศที่พื้นดินจะหนักประมาณหนึ่งในพันของน้ำหนักของน้ำเมื่อปริมาตรเท่ากันเพราะฉะนั้นในห้องเรียนซึ่งมีขนาดยาว ๑๐ เมตร กว้าง ๘ เมตร และ สูง ๓ เมตร จะมีน้ำหนักของอากาศประมาณ ๒๔๐ กิโลกรัม 

ตามธรรมดาแล้ว น้ำหนักของอากาศมีมากจริง ๆ แต่เราไม่ค่อยรู้สึกเพราะว่ามีน้ำหนักอากาศกดดันรอบ ๆ ตัวเราอย่างหนึ่งอีกประการหนึ่งก็เพราะความเคยชินของเรานั่นเอง 

ในบรรยากาศบริเวณความกดอากาศสูงมีน้ำหนักมากกว่า และ เย็นกว่าบริเวณความกดอากาศต่ำ ซึ่งร้อนกว่าอากาศร้อนจึงลอยตัวขึ้นฉะนั้นอากาศเย็นจากบริเวณความกดอากาศสูงจะพัดไปแทนที่อากาศในบริเวณความกดอากาศต่ำจึงทำให้เกิดการหมุนเวียนของอากาศขึ้น ซึ่งเราเรียกว่า "ลม" 

การวัดความกดอากาศก็คล้ายกับการวัดน้ำหนักของอากาศนักอุตุนิยมวิทยาใช้เครื่องมือที่มีชื่อว่า "บารอมิเตอร์" สำหรับวัดความกดอากาศโดยใช้ความสูงของปรอทเป็นเครื่องวัดถ้าความกดอากาศมีมากหรือที่เราเรียกว่าความกดอากาศสูงระดับของปรอทในบารอมิเตอร์จะสูงขึ้นถ้าความกดอากาศมีน้อยหรือที่เราเรียกว่าความกดอากาศต่ำระดับของปรอทในบารอมิเตอร์จะลดต่ำลงตามธรรมดาความกดอากาศที่พื้นดินจะมีค่าเท่ากับความสูงของปรอทประมาณ ๗๖ เซนติเมตร 

อุณหภูมิ 

คือ ระดับความร้อนและเป็นสารประกอบอุตุนิยมวิทยาที่สำคัญยิ่งอีกอย่างหนึ่งอุณหภูมิมีความสำคัญเกี่ยวกับการหมุนเวียนของอากาศดังที่ได้กล่าวมาแล้วด้วยเพราะอากาศที่มีอุณหภูมิสูงจะสามารถรับจำนวนไอน้ำในอากาศไว้ได้มากกว่าอากาศเย็นนอกจากนี้อุณหภูมิยังเป็นสิ่งที่บังคับดินฟ้าอากาศของแต่ละประเทศเราจะใส่เสื้อมากน้อยเท่าไรก็แล้วแต่ว่าอุณหภูมิจะสูงมากน้อยแค่ไหน ถ้าอุณหภูมิต่ำหนาวจัดมากเราก็ต้องสวมเสื้อผ้า ชนิดขนสัตว์ เป็นต้น 

เครื่องมือที่ใช้วัดอุณหภูมิเรียกว่า "เทอร์มอมิเตอร์" ซึ่งทำด้วยหลอดแก้วและบรรจุ ของเหลว เช่น ปรอท อยู่ภายในหน่วยวัดอุณหภูมิเรียกว่า "องศาเซลเซียส" หรือ "องศา ฟาเรนไฮต์" 

นักวิทยาศาสตร์ใช้ระดับความร้อนของน้ำแข็งกับระดับความร้อนของน้ำเดือดสำหรับบอกเทียบระดับความร้อนของสิ่งต่าง ๆ โดยกำหนดไว้ว่า 

๐ องศาเซลเซียส (ต่อย่อว่า ๐ ํซ.) หรือเท่ากับ ๓๒ องศาฟาเรนไฮต์ (ต่อย่อว่า ๓๒ ํฟ.) เป็นอุณหภูมิของน้ำแข็ง 

๑๐๐ องศาเซลเซียสหรือเท่ากับ ๒๑๒ องศาฟาเรนไฮต์ เป็นอุณหภูมิของน้ำเดือด ที่ระดับน้ำทะเล 

ช่วงระหว่างอุณหภูมิของน้ำแข็ง และ ของน้ำเดือดแบ่งออกได้เป็นระยะ ๆ และมีเลข กำกับอยู่ด้วย เพื่อจะแสดงระดับความร้อนของอากาศหรือสิ่งต่าง ๆ ให้ละเอียดมากขึ้น 

หลายคนคงเคยใช้ปรอทวัดไข้มาแล้วขณะที่เป็นไข้ปรอทอาจขึ้นสูงถึง ๑๐๔ ํฟ. แต่ถ้าร่างกายปกติจะวัดอุณหภูมิได้ประมาณ ๙๘ ํฟ. เท่านั้น เทอร์มอมิเตอร์สำหรับวัดอุณหภูมิของอากาศมีหลักคล้ายกันแต่มีช่วงของการวัดยาวกว่า

ความเร็วและทิศทางของลม 

ความเร็ว และ ทิศทางของลมนั้นเป็นสารประกอบอุตุนิยมวิทยาที่มีความสำคัญยิ่งเพราะความเร็วของลมจะเป็นเครื่องแสดงถึงความรุนแรงของอากาศส่วนทิศทางของลม หมายถึงแหล่งที่มาของอากาศในการบอกทิศทางของลมนี้ได้มีการตกลงกันไว้ว่า ลมเหนือ หมายถึงลมที่พัดมาจากทิศเหนือไปสู่ทิศใต้หรือลมตะวันออกเฉียงใต้ หมายถึงลมที่พัดจากทิศ ตะวันออกเฉียงใต้ ไปสู่ทิศตะวันตกเฉียงเหนือ ส่วนทิศอื่น ๆ ก็มีวิธีเรียกในทำนองเดียวกัน หน่วยวัดความเร็วของลมนั้น คิดเป็นกิโลเมตรหรือไมล์ต่อชั่วโมง เช่น คำว่า ลมเหนือความ เร็ว ๑๐ กิโลเมตรต่อชั่วโมง หมายความว่า ลมพัดจากทิศเหนือด้วยความเร็ว ๑๐ กิโลเมตร ต่อชั่วโมง

เครื่องมือสำหรับวัดลมมีลักษณะเป็นลูกศรชี้และถ้วยหมุนมีหน้าปัดชี้ความเร็วของลมคล้าย ๆ กับเข็มชี้บอกความเร็วของรถยนต์ถ้าถ้วยหมุนเร็วเข็มที่ชี้บนหน้าปัดก็จะชี้ สูงขึ้น ส่วนลูกศรลมจะชี้ไปตามทิศที่ลมพัดมาจากทิศนั้น

ปริมาณน้ำฝน 

ฝนเป็นน้ำที่ตกมาจากเมฆในท้องฟ้า ฝนมีความสำคัญต่อการเกษตรของประเทศเป็นอย่างยิ่งเมื่อฝนตกจากท้องฟ้าลงสู่พื้นโลกแล้วจะไหลลงไปสู่ที่ต่ำ และ ลงแม่น้ำลำธาร นอกจากนี้เรายังต้องอาศัยน้ำฝนมาใช้เป็นสิ่งบริโภคฉะนั้นน้ำฝนจึงมีความสำคัญมากถ้าไม่มีฝนตกเลย พื้นดินจะแห้งแล้งเหมือนทะเลทราย และ คนอาศัยอยู่ไม่ได้

ในการวัดน้ำฝนเราใช้ภาชนะคล้ายถังรูปทรงกระบอกมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ ๒๐ เซนติเมตร และ มีไม้บรรทัดไว้สำหรับวัดความสูงของน้ำ 
 

ในการรายงานน้ำฝนเราใช้รายงานเป็นจำนวนมิลลิเมตร (มม.) ต่อ ๒๔ ชั่วโมง สำหรับประเทศไทยเรามีหลักเกณฑ์ในการวัดน้ำฝนดังนี้

      ถ้ามีฝนน้อยกว่า ๐.๑ มม. เรากล่าวว่า "มีฝนตกเล็กน้อยวัดปริมาณไม่ได้"

ความชื้นหรือไอน้ำในอากาศ 

ขณะที่ลมพัดพาอากาศเคลื่อนตัวไปสิ่งสำคัญยิ่งที่ลมพัดพาไปด้วยคือ ความชื้นหรือไอน้ำ น้ำสามารถอยู่ในบรรยากาศได้ ๓ สภาพ คือ สภาพของเหลว ของแข็ง (น้ำแข็ง) และ ไอน้ำ ซึ่งน้ำเหล่านี้เป็นสารประกอบสำคัญยิ่งของปรากฏการณ์ต่าง ๆ ของอากาศที่ทำให้เกิดพายุและฝน

เมื่อเราต้มน้ำ นอกจากจะเห็นฟองอากาศลอยขึ้นจากก้นหม้อต้มน้ำแล้วเรายังเห็นน้ำค่อย ๆ กลายเป็นไอน้ำดังนั้นปริมาณของน้ำจะค่อย ๆ ลดน้อยลงด้วยนอกจากนี้แล้วเรายังทราบว่ามีการระเหยของน้ำจากแหล่งน้ำอื่น ๆ ขึ้นไปในอากาศอีกเป็นจำนวนมาก เช่น น้ำจากทะเลจะระเหยไปในบรรยากาศปีละหลายพันล้านตันเมื่ออากาศเย็นลงไอน้ำจะกลั่นตัว และ รวมตัวกันเห็นเป็นก้อนเมฆลอยอยู่ และ เมื่อเม็ดของเมฆรวมกันเป็นเม็ดขนาดใหญ่ขึ้น จะเป็นน้ำฝนตกลงมายังพื้นโลก และ เมื่อน้ำได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ก็จะระเหยขึ้นไปใน บรรยากาศอีก เกิดการหมุนเวียนเช่นนี้อยู่เรื่อย ๆ ไป ซึ่งเราเรียกว่า "วัฎจักรของน้ำ"

ตามหลักธรรมชาติ อากาศร้อนสามารถรับไอน้ำไว้ได้มากกว่าอากาศเย็น แต่เมื่อ ไอน้ำในอากาศเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ จนถึงขีดหนึ่งที่อากาศไม่สามารถรับไอน้ำไว้ได้อีก อากาศ ซึ่งรับไอน้ำไว้ได้เต็มที่ที่อุณหภูมิหนึ่ง เราเรียกว่า "อากาศอิ่มตัว" (saturated air) 

เครื่องมือที่ใช้วัดความชื้นของอากาศเรียกว่า "ไซโครมิเตอร์" (psychrometer) ซึ่งประกอบด้วยเทอร์มอมิเตอร์ ๒ อัน อันหนึ่งเป็นเทอร์มอมิเตอร์ธรรมดาเรียกว่า "ตุ้มแห้ง" อีกอันหนึ่งเป็นเทอร์มอมิเตอร์ มีผ้ามัสลินเปียกหุ้มอยู่ เราเรียกว่า "ตุ้มเปียก" เมื่อเราแกว่ง หรือใช้พัดลมเป่าเทอร์มอมิเตอร์ทั้งสอง ปรอทของตุ้มเปียกจะลดลง จากการอ่านผลต่าง อุณหภูมิของตุ้มแห้งและตุ้มเปียก และจากแผ่นตารางที่คำนวณไว้ก่อน เราสามารถหาความชื้น สัมพัทธ์ของอากาศในขณะนั้นได้

เมฆและการตรวจเมฆ 

เมฆเป็นปรากฏการณ์สำคัญยิ่งอีกอย่างหนึ่งในบรรยากาศโดยปกติเรามองไม่เห็นไอน้ำในบรรยากาศต่อเมื่อไอน้ำลอยตัวขึ้นและเย็นลงไอน้ำจะกลั่นตัวและรวมตัวกันเห็นเป็นก้อนเมฆลอยอยู่เมฆเกิดขึ้นจากการกลั่นตัวของไอน้ำในขณะที่ลอยตัวขึ้น และ เย็นลง สิ่งสำคัญที่ช่วยในการกลั่นตัวของไอน้ำเป็นเมฆนั้นก็คืออนุภาคกลั่นตัว (condensation nuclei) ซึ่งเป็นผงเล็ก ๆ ที่ดูดน้ำได้ในบรรยากาศ ซึ่งบางครั้งจะมองเห็นได้ในเวลากลางคืนเมื่อมีลำแสงไฟส่องในอากาศ

นักอุตุนิยมวิทยาแบ่งเมฆออกเป็น ๔ ชนิด คือเมฆชั้นสูง เมฆชั้นกลาง เมฆชั้นต่ำ และ เมฆก่อตัวในทางตั้ง ตามตารางต่อไปนี้

ตารางแสดงชนิดและความสูงของเมฆ

ลักษณะของเมฆแต่ละชนิด จะช่วยให้เราสามารถบอกลักษณะของอากาศในขณะ
นั้นได้ และช่วยให้เราทราบถึงแนวโน้มของลักษณะอากาศล่วงหน้าได้ด้วย เช่น ถ้าในท้องฟ้า
มีเมฆก่อตัวทางแนวตั้ง แสดงว่าอากาศกำลังลอยตัวขึ้น ซึ่งเป็นเครื่องหมายก่อนการเกิดพายุ
ถ้าเมฆในท้องฟ้าเป็นชนิดชั้น ๆ หรือแผ่ตามแนวนอน แสดงว่าอากาศมีกระแสลมทางแนว
ตั้งเพียงเล็กน้อย และ อากาศมักจะสงบ

ถ้าเราเห็นเมฆซึ่งก่อตัวทางแนวตั้งสูงใหญ่มียอดเป็นรูปทั่งก็ควรระวังให้ดี เพราะ เมฆที่มียอดเป็นรูปทั่งเป็นลักษณะของเมฆพายุฟ้าคะนอง เรียกว่า เมฆคิวโลนิมบัส ฝน จะตกหนัก และ จะมีฟ้าแลบฟ้าร้องด้วย

ในขณะที่มีฟ้าแลบ และ ฟ้าร้องนั้นก็อาจจะมีฟ้าผ่าเกิดขึ้น ซึ่งอาจจะเป็นอันตรายต่อชีวิตเราได้ถ้าขณะนั้นเราอยู่ในอาคารหรือในรถยนต์ก็จะปลอดภัยแต่ถ้ากำลังอาบน้ำอยู่ที่บ่อหรือคลองหรือแม่น้ำควรจะรีบขึ้นเสียถ้าหากอยู่กลางแจ้งอย่าหลบเข้าไปอยู่ใต้ต้นไม้เป็นอันขาดเพราะต้นไม้เป็นสื่อล่อไฟฟ้า และ อย่าถือโลหะยอดแหลมไว้ในที่โล่งแจ้ง เพราะ มันเป็นเครื่องล่อไฟฟ้าอย่างดี

Content