17 สิงหาคม 2554

การตรวจอากาศ

การวัดความกดอากาศ
          ในวิชาอุตุนิยมวิทยา การวัดความกดอากาศมีความสำคัญมาก เพราะในบริเวณความกดอากาศสูง (high pressure) หรือแอนติไซโคลน (anticyclone) มักจะมีอากาศดีและสงบ ส่วนบริเวณความกดอากาศต่ำ (low  pressure) หรือไซโคลน (cyclone) มักจะมีอากาศไม่ดี เช่น พายุ หรือฝน
          นักอุตุนิยมวิทยาใช้เครื่องมือ "บารอมิเตอร์" อย่างละเอียดสำหรับวัดความกดอากาศ หน่วยที่ใช้วัดความกดของอากาศนั้นอาจจะเป็นความสูงของปรอทเป็นนิ้วหรือ เซนติเมตร ปอนด์ต่อตารางนิ้ว หรือกิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรก็ได้ แต่ในปัจจุบันส่วนมากนิยมใช้หน่วยเป็นมิลลิบาร์ (millibar) เพราะเป็นหน่วยที่สะดวกกว่า ซึ่งเราจะเปรียบเทียบกันได้ตามหลักการคำนวณต่อไปนี้
         ถ้าความสูงของปรอทเท่ากับ ๗๖ เซนติเมตรเราจะคำนวณความกดของอากาศได้ดังนี้
         ความกด
         = ความสูงของปรอท x ความหนาแน่นของปรอท x อัตราเร่งของโลก
         = ๗๖ ซม. x ๑๓.๖ กรัม/ซม. x ๙๘๐.๔ ซม./วินาที
         = ๑,๐๑๓,๓๔๑ ไดน์/ซม.
จากมาตรา
         ๑ บาร์ (bar)  = ๑,๐๐๐,๐๐๐ ไดน์ต่อตารางเซนติเมตร
         ๑ บาร์        = ๑,๐๐๐ มิลลิบาร์
         ๑ มิลลิบาร์   = ๑,๐๐๐ ไดน์ต่อตารางเซนติเมตร

ฉะนั้น ความกดสูง ๗๖ เซนติเมตรของปรอท
         = ความสูงของปรอท ๒๙.๙๒ นิ้ว
         = ๑,๐๑๓,๓๔๑ ไดน์ต่อ ๑ ตารางเซนติเมตร
         = ๑๔.๗ ปอนด์ต่อ ๑ ตารางนิ้ว
         = ๑,๐๑๓.๓ มิลลิบาร์

          นอกจากบารอมิเตอร์ปรอทแล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังใช้เครื่องวัดความกดอากาศอีกชนิดหนึ่งเรียก ว่า"บารอมิเตอร์แบบแอนิรอยด์" (aneroid  barometer)คำว่า "แอนิรอยด์" แปลว่าไม่เปียก (คือแห้ง) หลักของแอนิรอยด์บารอมิเตอร์ก็คือ การใช้กล่องโลหะ ซึ่งดูดอากาศออกเป็นบางส่วน เป็นเครื่องวัดความกดของอากาศ เมื่อความกดของอากาศเปลี่ยนแปลงก็จะทำให้กล่องโลหะนั้นขยายหรือหดตัว  เราสามารถใช้คานต่อจากกล่องโลหะไปที่หน้าปัดเพื่อเป็นเครื่องแสดงถึงการ เปลี่ยนแปลงของความกดอากาศได้
         ถ้าเรามีความประสงค์จะบันทึกการเปลี่ยนแปลงความกดของอากาศตลอดชั่วโมง ตลอดวัน หรือตลอดเดือน ก็สามารถทำได้ โดยใช้แขนปากกาต่อกับกล่องโลหะ ซึ่งถูกดูดอากาศออกเป็นบางส่วน แล้วใช้แผ่นบักทึก ความกดม้วนรอบกระบอก ซึ่งหมุนด้วยลานนาฬิกา เครื่องบันทึกความกดอากาศนี้เรียกว่า "บารอกราฟ" (barograph)


[กลับหัวข้อหลัก]

บารอมิเตอร์แบบฟอร์ติน (Fortin barometer)สำหรับวัดความกดอากาศ


เครื่องบันทึกความกดอากาศ หรือบารอกราฟ
การวัดอุณหภูมิของอากาศ
          อุณหภูมิเป็นสารประกอบสำคัญยิ่งอันหนึ่งในวิชาอุตุนิยมวิทยา นักอุตุนิยมวิทยาต้องการทราบอุณหภูมิของอากาศตามระดับต่างๆ ตั้งแต่ผิวพื้นโลกขึ้นไปยังระดับสูงถึง ๒๐ กิโลเมตรหรือสูงกว่านั้น การวัดอุณหภูมิที่พื้นโลกอาจจะกระทำได้หลายวิธีด้วยกันวิธีที่ปฏิบัติกันมาก ที่สุดคือการใช้เทอร์มอมิเตอร์ ซึ่งมีของเหลว เช่น ปรอทบรรจุในหลอดแก้วคล้ายๆกับการวัดอุณหภูมิอย่างอื่นๆ
         บางครั้ง เมื่อต้องการทราบผลการบันทึกอุณหภูมิตลอดชั่วโมง หรือตลอดวันหรือนานกว่านั้นเราก็ต้องใช้เครื่องบันทึกอุณหภูมิได้โดย อัตโนมัติ ซึ่งเรียกว่า "เทอร์มอกราฟ" (thermograph)
         นอกจากการตรวจอุณหภูมิดังกล่าวแล้ว นักอุตุนิยมวิทยายังต้องการทราบว่าในวันหนึ่งๆ อุณหภูมิของอากาศจะร้อนสูงสุดและเย็นต่ำสุดเท่าใด ในการนี้เราใช้เทอร์มอมิเตอร์สูงสุด (maximum thermometer) และเทอร์มอมิเตอร์ต่ำสุด (minimum thermometer) สำหรับตรวจค่าอุณหภูมิที่เราต้องการได้
         เราอาจเปลี่ยนจากมาตราหนึ่งไปอีกมาตราหนึ่งได้ โดยสูตรต่อไปนี้
         (๑) 
                ๕
    (...°ซ.) + ๓๒ = .......°ฟ.
          ตัวอย่าง ให้เปลี่ยน ๓๐ °ซ.เป็นองศาฟาเรนไฮต์
              
               ๕
    (๓๐) + ๓๒    = ๕๔ + ๓๒
                                   = ๘๖ °ฟ.

         (๒)
               ๙
    (...°ฟ.) - ๓๒ = .......°ซ.
         ตัวอย่าง ให้เปลี่ยน ๕๙ °ฟ.เป็นองศาเซลเซียส
             
              ๙
    (๕๙-๓๒)     =
                                                ๙
    (๒๗)
                                  = ๑๕ °ซ.


[กลับหัวข้อหลัก]

เทอร์มอมิเตอร์สูงสุด ซึ่งมีปรอทอยู่ในหลอดแก้ว และขยายแสดงตอนคอตีบ ที่บริเวณ ก


เทอร์มอมิเตอร์ต่ำสุด ซึ่งส่วนมากใช้แอลกอฮอล์บรรจุในหลอดแก้วและขยายแสดงก้านชี้ที่บริเวณ ข
การวัดความเร็วและทิศทางของลม
         ลม  คือการเคลื่อนไหวของอากาศ ถ้าลมแรงก็หมายถึงว่ามวลของอากาศเคลื่อนตัวไปมากและเร็วในอุตุนิยมวิทยา การวัดลมจำต้องวัดทั้งทิศของลมและอัตราหรือความเร็วของลม สำหรับการวัดทิศของลมนั้นเราใช้ศรลม (wind vane) ส่วนการวัดความเร็วของลม เราใช้เครื่องมือที่เรียกว่า "อะนีมอมิเตอร์"(anemometer) ซึ่งมีหลายชนิด แต่ส่วนมากใช้แบบใบพัดหรือกังหัน หรือใช้แบบถ้วยกลมสามใบและมีก้านสามก้านต่อมารวมกันที่แกนกลาง จากแกนกลางจะมีแกนต่อลงมายังเบื้องล่าง เมื่อกังหันหมุนจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะทำให้เข็มที่หน้าปัดชี้แสดงความเร็วของลมคล้ายๆ กับหน้าปัดที่บอกความเร็วของรถยนต์
        การวัดความเร็วและทิศของลม อาจทำได้โดยใช้เครื่องมืออีกชนิดหนึ่งเรียกว่า "ใบพัดลม" ซึ่งสามารถวัดความเร็วและทิศได้พร้อมกัน ในการวัดความเร็วของลมมีหน่วยที่ใช้กันอยู่หลายหน่วย แล้วแต่ว่าผู้ใช้จะนิยมและสะดวกที่จะใช้หน่วยใด เช่น
        นอต หรือไมล์ทะเลต่อชั่วโมง
        กิโลเมตรต่อชั่วโมง
        ไมล์ (บก) ต่อชั่วโมง

         นอกจากเครื่องวัดลมชนิดดังกล่าวแล้ว ยังมีเครื่องบันทึกความเร็วและทิศของลมอยู่ตลอดเวลาด้วย เครื่องบันทึกลมนี้เรียกว่า อะนีมอกราฟ (anemograph) ซึ่งสามารถบันทึกความเร็วและทิศของลมได้ตามที่เราต้องการ

[กลับหัวข้อหลัก]

เครื่องวัดทิศทางและความเร็วของลมแบบใบพัด
มาตราลมโบฟอร์ต
        เมื่อ พ.ศ. ๒๓๔๘ พลเรือเอก เซอร์ ฟรานซิสโบฟอร์ต (Admiral  Sir  Francis Beaufort, ค.ศ. ๑๗๗๔-๑๘๕๗, ชาวอังกฤษ) แห่งราชนาวีอังกฤษได้พัฒนามาตราส่วนสำหรับคาดคะเนความเร็วของลมไว้ใช้ในการ เดินเรือใบ เรียกว่า มาตราลมโบฟอร์ต (Beau-fort wind scale) ซึ่งเป็นที่นิยมใช้กันทั่วไป และแบ่งกำลังออกเป็น ๑๓ ชั้น คือ ตั้งแต่ ๐ ถึง ๑๒ โดยมีคำบรรยายเครื่องหมายและเปรียบเทียบความเร็ว ดังนี้

[กลับหัวข้อหลัก]

ตารางแสดงคำบรรยายเครื่องหมายและเปรียบเทียบความเร็วของลม
การวัดปริมาณน้ำฝน
        ปริมาณน้ำฝนเป็นสิ่งสำคัญยิ่งสิ่งหนึ่งในอุตุนิยมวิทยา เพราะน้ำฝนเป็นปัจจัยสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการกสิกรรมและอื่นๆ พื้นที่ใดจะอุดมสมบูรณ์และสามารถทำการเพาะปลูกได้หรือจะเป็นทะเลทรายก็ขึ้น อยู่กับปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาในบริเวณนั้น เราวัดปริมาณน้ำฝนตามความสูงของจำนวนฝนที่ตกลงมาจากท้องฟ้าโดยให้น้ำฝนตกลง ในภาชนะโลหะซึ่งส่วนมากเป็นรูปทรงกระบอก มีเส้นผ่านศูนย์กลางของปากกระบอกเป็นขนาดจำกัด เช่น ปากกระบอกมีเส้นผ่านศูนย์กลาง ๘ นิ้ว หรือประมาณ ๒๐ เซนติเมตร ฝนจะตกผ่านปากกระบอกลงไปตามท่อกรวยสู่ภาชนะรองรับน้ำฝนไว้ เมื่อเราต้องการทราบปริมาณน้ำฝน เราก็ใช้ไม้บรรทัดหยั่งความลึกของฝน หรืออาจใช้แก้วตวงที่มีมาตราส่วนแบ่งไว้สำหรับอ่านปริมาณน้ำฝน เป็นนิ้วหรือเป็นมิลลิเมตร สำหรับประเทศไทยวันใดที่มีฝนตก ณ แห่งใด หมายความว่ามีปริมาณฝนตก ณ  ที่นั้นอย่างน้อย ๐.๑ มิลลิเมตร ขึ้นไป เพราะฉะนั้นในเดือนที่มีฝนตกโดยมีจำนวนวันเท่ากันก็ไม่จำเป็นจะต้องมีปริมาณ น้ำฝนเท่ากัน และควรจะทราบด้วยว่า เมื่อทราบความสูงของน้ำฝน ณ ที่ใดแล้ว ก็อาจจะประมาณจำนวนลูกบาศก์เมตรของน้ำฝนได้ถ้าทราบเนื้อที่ของบริเวณที่มีฝน ตก
         ในการรายงานปริมาณน้ำฝนนั้น จะรายงานว่าฝนตกเล็กน้อย ฝนตกปานกลาง ฝนตกหนัก หรือฝนตกหนักมาก แต่การที่จะตั้งเกณฑ์สากลที่เรียกว่าฝนตกเล็กน้อย หรือตกปานกลางเป็นจำนวนเท่าใดหรือกี่มิลลิเมตรนั้น ไม่อาจจะกระทำได้ เพราะเหตุว่าสภาพของฝนแต่ละประเทศนั้นมีปริมาณไม่เหมือนกัน

         เครื่องวัดน้ำฝนมีอยู่หลายชนิด เช่น
         ๑. เครื่องวัดน้ำฝนแบบธรรมดาหรือแบบแก้วตวง (ordinary raingage)
         ๒. เครื่องวัดน้ำฝนแบบบันทึก (recording raingage) เป็นชนิดที่มีปากกาเขียนด้วยหมึก สำหรับบันทึกปริมาณน้ำฝนไว้เป็นเวลา ๒๔ ชั่วโมง หรือตลอดสัปดาห์หรือนานกว่านี้ ซึ่งมีทั้งแบบชั่ง (weighing raingage) และแบบกาลักน้ำ (siphon raingage)

[กลับหัวข้อหลัก]

เครื่องวัดน้ำฝนแบบธรรมดาหรือแบบตวง
การวัดความชื้นในบรรยากาศ
          การวัดความชื้นหรือปริมาณไอน้ำในบรรยากาศมีความสำคัญยิ่งอย่างหนึ่งเช่นกัน เพราะปริมาณไอน้ำเป็นสิ่งที่ช่วยบอกความเป็นไปของอากาศปัจจุบันและล่วงหน้า ได้ด้วย

         การวัดความชื้นในบรรยากาศวัดได้หลายวิธีดังนี้
         ๑. การวัดความชื้นสัมพัทธ์ (relative humidity) คือการวัดอัตราส่วน (เป็นร้อยละ) ของจำนวนไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศในขณะนั้น ต่อจำนวนไอน้ำที่อาจจะมีอยู่ได้ เมื่ออากาศนั้นอิ่มตัวด้วยไอน้ำที่อุณหภูมิเดียวกัน
         ๒. การวัดความชื้นสัมบูรณ์ (absolute humidity) คือการวัดปริมาณของไอน้ำในอากาศเป็นกรัมต่ออากาศชื้นหนัก ๑ กิโลกรัม
         ๓. การวัดอัตราส่วนผสม (mixing ratio) คือการวัดปริมาณของไอน้ำในอากาศเป็นกรัมต่ออากาศแห้งหนัก ๑ กิโลกรัม โดยที่ปริมาณไอน้ำในอากาศมีจำนวนน้อย เมื่อเทียบกับน้ำหนักของอากาศ ดังนั้นจะเห็นว่า ความชื้นสัมบูรณ์ และอัตราส่วนผสม เป็นตัวเลขใกล้เคียงกันและบางครั้งอาจใช้แทนกันได้
         ๔. การวัดจุดน้ำค้าง (dew point) คือการวัดอุณห-ภูมิของอากาศ เมื่ออากาศนั้นเย็นลงจนถึงจุดอิ่มตัวโดยความกดอากาศและปริมาณไอน้ำไม่ เปลี่ยนแปลง
          น้ำค้าง (dew) คือไอน้ำซึ่งกลั่นตัวบนต้นไม้ หญ้าหรือวัตถุซึ่งอยู่ตามพื้นดิน และจะเกิดขึ้นเมื่ออากาศมีอุณหภูมิเย็นลงต่ำกว่าจุดน้ำค้าง
          อุณหภูมิของจุดน้ำค้างมีประโยชน์สำหรับแสดงลักษณะอากาศว่าชื้นหรือแห้งมาก น้อยเท่าใด ถ้าอุณหภูมิของอากาศใกล้เคียงกับอุณหภูมิของจุดน้ำค้างก็แสดงว่าไอน้ำใน อากาศพร้อมที่จะกลั่นตัวเป็นเมฆหรือหมอกได้ง่าย
          ความชื้นสัมพัทธ์คือตัวเลข (เป็นร้อยละ) ซึ่ง
    แสดงถึงความสามารถของอากาศที่จะรับจำนวนไอน้ำไว้ได้ ณ อุณหภูมิที่เป็นอยู่ขณะนั้น หรือแสดงว่าในขณะนั้นอากาศอยู่ใกล้กับการอิ่มตัวเพียงใด เมื่อมีไอน้ำอยู่ในบรรยากาศเต็มที่เราเรียกว่า "อากาศอิ่มตัว" (saturation) คืออากาศมีความชื้นสัมพัทธ์ร้อยละ ๑๐๐ นั่นเอง
         จากการทดลองเราทราบว่าในอากาศอิ่มตัว ๑ ลูกบาศก์เมตรที่ ๒๐° ซ. มีจำนวนไอน้ำ ๑๗.๓ กรัมแต่ถ้าวันใดที่อุณหภูมิ ๒๐° ซ. มีจำนวนไอน้ำอยู่เพียง ๑๐ กรัมต่อลูกบาศก์เมตร จะหาความชื้นสัมพัทธ์ได้ ดังนี้
         ความชื้นสัมพัทธ์ = ๑๐.๐
๑๗.๓
x ๑๐๐ = ๕๘%

        
ตารางแสดงปริมาณไอน้ำในอากาศอิ่มตัวซึ่งขึ้นอยู่ กับ อุณหภูมิ และแสดงความชื้นสัมพัทธ์และจำนวนไอน้ำซึ่ง สามารถอยู่ในอากาศ ๑ ลูกบาศก์เมตรได้เต็มที่

อุณหภูมิ <ซ.

ความชื้นสัมพัทธ์ (ร้อยละ)
๓๐
๑๖
๒๔
๓๑
๔๕
๕๗
๑๐๐
(อิ่มตัว)
๒๐
๒๘
๔๒
๕๔
๗๙
๑๐๐
(อิ่มตัว)
 
๑๖.๑
๓๖
๕๓
๖๙
๑๐๐
(อิ่มตัว)
   
๑๐
๕๒
๗๗
๑๐๐
(อิ่มตัว)
     
๖.๑
๖๗
๑๐๐
(อิ่มตัว)
       
๑๐๐
(อิ่มตัว)
         
 
๔.๘๕
๗.๒๗
๙.๔๑
๑๓.๖๕
๑๗.๓๑
๓๐.๔๐
จำนวนไอน้ำเป็นกรัมต่ออากาศ ๑ ลูกบาศก์ เมื่อความชื้นสัมพัทธ์ร้อยละ ๑๐๐
เครื่องมือสำหรับวัดความชื้นในบรรยากาศมีอยู่หลายชนิด เช่น
         ๑. ไซโครมิเตอร์แบบตุ้มแห้ง - ตุ้มเปียก(dry and wet bulb psychrometer) ซึ่งประกอบด้วยเทอร์มอมิเตอร์สองอัน อันหนึ่งเป็นเทอร์มอมิเตอร์ธรรมดาหรือเรียกว่า "ตุ้มแห้ง" อีกอันหนึ่งเป็นเทอร์มอมิเตอร์ซึ่งมีผ้ามัสลินหรือผ้าเปียกหุ้มที่ตุ้ม ซึ่งมีสายต่อไปยังถ้วยน้ำข้างใต้เรียกว่า "ตุ้มเปียก" เมื่อเปิดพัดลมลมจะพัดทำให้ระดับปรอทของตุ้มเปียกลดลงเนื่องจากการระเหยของ น้ำ อุณหภูมิต่ำสุดที่ปรอทลดลงนี้เรียกว่า "อุณหภูมิตุ้มเปียก" (wet bulb temperature)จากค่าของอุณหภูมิตุ้มแห้ง และตุ้มเปียกนี้ สามารถคำนวณหาความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศได้จากค่าในตารางซึ่งได้คำนวณไว้แล้ว
        ๒. ไฮโกรกราฟ (hygrograph) คือ เครื่องบันทึกค่าความชื้นของอากาศลงบนกระดาษกราฟ โดยใช้เส้นผมของมนุษย์หรือขนของสัตว์บางชนิด นำมาขึงให้ตึงและต่อกับคานกระเดื่องและแขนปากกา เส้นผมยืดและหดตัวตามการเปลี่ยนแปลงของความชื้นของบรรยากาศ คือ จะยืดตัวเมื่อความชื้นสัมพัทธ์มีค่าสูงขึ้น การยืดและหดของเส้นผมนี้จะทำให้คานกระเดื่อง และแขนปากกาเขียนเส้นบนกระดาษกราฟและแสดงตัวเลขของความชื้นของอากาศ เครื่องบันทึกที่สามารถบันทึกอุณหภูมิ ความกด และความชื้นสัมพัทธ์ ได้พร้อมกัน ๓ อย่างนี้เรียกว่า "บารอเทอร์มอ
ไฮโกรกราฟ" (barothermo-hygrograph)

[กลับหัวข้อหลัก]

หยดน้ำค้าง


เครื่องบันทึกบารอเทอร์มอไฮโกรกราฟ สามารถบันทึกความกดอากาศอุณหภูมิ และความชื้นสัมพัทธ์ได้พร้อมกันในเวลาเดียวกัน
การตรวจลมในระดับสูง
        การตรวจลมในระดับสูงจากพื้นดินมีความสำคัญในการพยากรณ์และการเข้าใจภาวะของ อากาศและมีความสำคัญในการบินเป็นอย่างมาก การตรวจลมในระดับสูงนี้ ทำได้โดยใช้เครื่องเรดาร์หรือลูกโป่งลอยหรือลูกบัลลูนนำ (pilot balloon) ที่มีก๊าซไฮโดรเจนหรือฮีเลียมบรรจุอยู่ กับใช้กล้องวัดมุม (theodolite)ซึ่งเป็นกล้องที่มีลักษณะคล้ายกับกล้องที่ใช้ในการสำรวจแผนที่ กล้องวัดมุมนี้ สามารถวัดมุมตามแนวนอน และแนวตั้งของลูกโป่งที่กำลังลอยอยู่เพื่อนำไปคำนวณหาตำแหน่งและความเร็วของ ลูกบัลลูน
       เมื่อเราทำการตรวจตำแหน่งและความสูงของบัลลูนเป็นระยะๆ แล้ว เราก็สามารถใช้วิชาตรีโกณ-มิติคำนวณหาความเร็วและทิศของลมได้สะดวก
       การใช้ลูกบัลลูนนำกับกล้องวัดมุมนั้น มีข้อเสียอยู่บ้างตรงที่ว่า ถ้าบัลลูนผ่านเข้าไปในเมฆ หรือขณะที่มีเมฆมากผู้ตรวจจะมองไม่เห็นลูกบัลลูนและไม่สามารถทำการตรวจต่อไป ได้ ในการแก้ปัญหานี้ เราใช้เครื่องอิเล็กทรอนิกส์หรือเรดาร์ตรวจหาความเร็วของลมแทนกล้องวัดมุม ได้  เพราะเครื่องอิเล็กทรอนิกส์หรือเรดาร์สามารถส่งสัญญาณผ่านเมฆได้ แต่เครื่องอิเล็กทรอนิกส์หรือเครื่องเรดาร์เป็นของซึ่งมีราคาแพงมาก

[กลับหัวข้อหลัก]

การหยั่ง (ตรวจ) อากาศในทางตั้ง
        นอกจากการตรวจอากาศตามผิวพื้นซึ่งอยู่ในระดับราบแล้ว นักอุตุนิยมวิทยายังต้องการทราบถึงความกด  อุณหภูมิ ความชื้น ทิศและความเร็วของลมในระดับสูงๆ ด้วย เพราะว่าข้อมูลของสารประกอบอุตุนิยมวิทยาเหล่านี้ มีประโยชน์มากในการพยากรณ์อากาศ เช่นเดียวกับการสร้างบ้าน ตึก หรือ อาคารนอกจากจะดูแบบแปลนพื้นชั้นล่างแล้ว เราก็ต้อง การดูแบบแปลนชั้นบนๆ ด้วย เพื่อที่เราจะได้ทราบลักษณะของบ้านตึก หรืออาคารได้ดีขึ้น
        เครื่องมือสำหรับตรวจอากาศในระดับสูงๆเรียกว่า เครื่องวิทยุหยั่งอากาศ  (radiosonde) เครื่องวิทยุหยั่งอากาศเป็นเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ คล้ายกับเครื่องส่งคลื่นวิทยุ เครื่องส่งวิทยุนี้มีขนาดเล็กและมีแบตเตอรี่ บรรจุอยู่ด้วยเพื่อใช้เป็นพลังส่งคลื่นวิทยุ เมื่อเราใช้เครื่องวิทยุหยั่งอากาศผูกติดกับลูกโป่งขนาดใหญ่  ซึ่งบรรจุก๊าซไฮโดรเจนหรือก๊าซฮีเลียม ลูกโป่งก็จะพาเครื่องวิทยุหยั่งอากาศขึ้นไปยังระดับสูงๆแล้วเครื่องวิทยุ หยั่งอากาศสามารถส่งคลื่นวิทยุขนาดต่างๆ มายังเครื่องรับที่พื้นดิน ซึ่งเครื่องรับที่พื้นดิน จะแปลความหมายของคลื่นต่างๆ ให้เป็นความกดอุณหภูมิ และความชื้นสัมพัทธ์ในระดับต่างๆ ได้ และเมื่อเราใช้เครื่องมือคอยจับทิศทางการเคลื่อนที่ของลูกโป่งในระยะเวลา ทุกๆ นาที ก็จะสามารถคำนวณหาทิศและความเร็วของลมในระดับต่างๆ ได้ด้วย ข้อมูลเหล่านี้เป็นประโยชน์ต่อการพยากรณ์ของอุตุนิยมวิทยาเป็นอันมาก

[กลับหัวข้อหลัก]

เรดาร์สำหรับตรวจอากาศ
         ในระหว่างสงครามโลกครั้งที่ ๒ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษและอเมริกันต่างได้ช่วยกันค้นคว้าสร้างเรดาร์ เพื่อตรวจหาตำแหน่งเครื่องบินและเรือรบของข้าศึก ซึ่งเป็นเครื่องมือที่สำคัญยิ่งอย่างหนึ่ง ช่วยให้ฝ่ายสัมพันธมิตรมีชัยชนะในสงครามได้ ในสมัยต่อมานักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่า เรดาร์สามารถใช้ตรวจฝนและหิมะได้ ฉะนั้นนักอุตุนิยมวิทยาจึงได้อาศัยเรดาร์เป็นเครื่องมือตรวจการเคลื่อนตัว ของพายุฟ้าคะนอง และพายุไต้ฝุ่นได้เป็นอย่างดี เรดาร์สามารถจับการเคลื่อนตัวของพายุไต้ฝุ่นได้เมื่อศูนย์กลางของพายุเข้ามา อยู่ในระยะ ๒๐๐ ถึง ๘๐๐ กิโล-เมตร (ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับกำลังของเรดาร์)
        เรดาร์เป็นเครื่องมือที่ค่อนข้างยุ่งยากซับซ้อนมีแต่หลักการคือ เรดาร์ส่งคลื่นวิทยุที่มีความถี่สูงมากราว ๓,๐๐๐ เมกะเฮิรตซ์ มีความยาวคลื่นระหว่าง ๓ ถึง ๑๐ เซนติเมตร เมื่อคลื่นความถี่สูงนี้ไปกระทบเป้าหมายเข้า ก็จะสะท้อนกลับมายังเครื่องรับภาพ จากค่าความเร็วของคลื่นวิทยุซึ่งมีค่าเท่ากับความเร็วของแสงคือ ๓๐๐,๐๐๐ กิโลเมตร ต่อวินาทีกับระยะเวลาที่คลื่นเดินทางไปและกลับ เราก็สามารถหาระยะทางของเป้าว่าอยู่ห่างจากเครื่องรับเท่าไรได้เม็ดน้ำ (water droplets) และอนุภาคน้ำแข็ง (ice particles) ขนาดใหญ่สามารถสะท้อนคลื่นเรดาร์ได้โดยทั่วๆ ไปแล้ว สิ่งที่เป็นเป้าหมายขนาดใหญ่ๆ ก็สามารถสะท้อนคลื่นเรดาร์ได้ดี เช่น ลูกเห็บ เป็นต้น
       เรดาร์อุตุนิยมวิทยามีประโยชน์มากในการตรวจการเคลื่อนตัวของพายุฟ้าคะนอง พายุดีเปรสชัน หรือไต้ฝุ่น เมื่อนักอุตุนิยมวิทยาทราบทิศและความเร็วของการเคลื่อนตัวของพายุไต้ฝุ่นก็ จะได้ออกประกาศเตือนให้ประชาชนทราบล่วงหน้า เพื่อจะได้เตรียมตัวป้องกันภัยอันตรายซึ่งอาจจะเกิดขึ้นให้ลดน้อยลงได้นอก จากนี้แล้วจากการวัดความแรง (strength) ของภาพสะท้อนที่จอเรดาร์จะช่วยให้เราสามารถคำนวณหาอัตราของปริมาณฝนที่ตกลง มาได้ด้วย

[กลับหัวข้อหลัก]

เรดาร์สำหรับตรวจอากาศ
การตรวจอากาศโดยดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา
       จากวิวัฒนาการดาวเทียมในยุคอวกาศ นักอุตุนิยมวิทยาได้มีเครื่องมืออย่างดีเลิศอีกอย่างหนึ่งในการตรวจอากาศ คือ ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา (meteorological satellite) ตามธรรมดาแล้วสถานีตรวจอากาศแห่งหนึ่งๆ สามารถตรวจสารประกอบอุตุนิยมวิทยาได้เพียงบริเวณเล็กๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบางแห่ง เช่น ในมหาสมุทร ทะเลทราย หรือในบริเวณขั้วโลกด้วยแล้ว จะทำการตรวจอากาศได้น้อยมาก เพราะบริเวณเหล่านั้นไม่ค่อยจะมีมนุษย์อาศัยอยู่ ข้อมูลที่ได้รับจากดาวเทียมนี้จึงเป็นประโยชน์ในการช่วยพยากรณ์อากาศและช่วย ในการจับภาพพายุไต้ฝุ่นหรือเฮอร์ริเคนได้เป็นอย่างดี
       ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยามีกล้องสำหรับถ่ายภาพเมฆ และสามารถส่งภาพกลับมายังสถานีรับที่พื้นดินได้ดาวเทียมสามารถถ่ายภาพเมฆได้ เป็นบริเวณกว้างทั้งในมหาสมุทรและแผ่นดิน ยิ่งกว่านั้นยังเป็นเครื่องมือเฝ้าดูการเกิดของพายุได้ด้วย เช่น การเกิดพายุไต้ฝุ่นเป็นต้น นอกจากนี้ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยายังสามารถวัดรังสีอินฟราเรดที่แผ่ออกไปจาก โลกได้ และยังจะช่วยในการตรวจฟ้าแลบ การเคลื่อนตัวของเมฆ และการวัดอุณหภูมิตามระดับต่างๆ  ได้ด้วย นอกจากนี้ดาวเทียมยังมีประโยชน์ในด้านวิชาภูมิศาสตร์ ธรณีวิทยา เป็นต้น เช่น ภาพดาวเทียมแสดงบริเวณของแม่น้ำ ทะเลน้ำแข็ง หิมะ ซึ่งเป็นข้อมูลที่จำเป็นในการพยากรณ์น้ำท่วม
       ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาบางดวงของสหรัฐอเมริกา ได้แก่
       ดาวเทียมไทรอส (TIROS ย่อมาจาก Television and Infrared Observation Satellite)
       ดาวเทียมนิมบัส (NIMBUS มาจากภาษาละตินแปลว่าเมฆ)
       ดาวเทียมเอสสา (ESSA ย่อมาจาก Earth or En-vironmental Survey Satellite)
       ดาวเทียมโนอา (NOAA ย่อมาจาก National Ocea-nographic and Atmospheric  Administration)
       ดาวเทียมแอตส์ (ATS ย่อมาจาก Advanced Tech-nology Satellite)

[กลับหัวข้อหลัก]

ภาพ ถ่ายจากดาวเทียมจีเอ็มเอส ๓ (GMS 3) เมื่อวันที่ ๑๖ ตุลาคม พ.ศ.๒๕๒๘แสดงพายุดอต (Dot) ในมหาสมุทรแปซิฟิก (ทิศตะวันออกของประเทศฟิลิปปินส์)
การตรวจเมฆ
         เมฆในท้องฟ้าเป็นเครื่องแสดงอันสำคัญที่จะทำให้เราทราบถึงลักษณะอากาศ ปัจจุบันและลักษณะอากาศล่วงหน้าได้ (ดูภาพและคำอธิบายเกี่ยวกับเมฆในตอนหลัง) ในการตรวจเมฆ เราอาจจะใช้เครื่องมือหรือตรวจด้วยตาเปล่าก็ได้ สิ่งที่เราต้องการทราบในการตรวจเมฆก็คือ จำนวนของเมฆในท้องฟ้านั้นมีอยู่เป็นอัตราส่วนเท่าไรกับท้องฟ้าทั้งหมด โดยแบ่งท้องฟ้าออกเป็น ๘ ส่วน (OKTA) ถ้ามีเมฆ ๔ ส่วนหมายความว่า มีเมฆครึ่งท้องฟ้า นอกจากนี้แล้วเรายังต้องการทราบว่า เป็นเมฆชนิดใด และมีฐานสูงเท่าใดด้วย เพื่อนำไปใช้ประโยชน์ในการพยากรณ์อากาศต่อไป

[กลับหัวข้อหลัก]

การตรวจทัศนวิสัย
          คำว่า ทัศนวิสัย (visibility) หมายถึงระยะทางตามแนวนอนซึ่งผู้ตรวจอากาศสามารถมองเห็นวัตถุได้ชัด ทัศนวิสัยเป็นสิ่งสำคัญในการบินและการเดินเรือ สิ่งที่ทำให้ทัศนวิสัยไม่ดีหรือทัศนวิสัยเลว คือ หมอก เมฆ ฝน ฝุ่น และควัน การมีทัศนวิสัยเลวเป็นอันตรายแก่การบินและการเดินเรือ เพราะเครื่องบินอาจจะขึ้นลงทางวิ่งได้ยากหรืออาจจะชนกันก็ได้ หรือในบริเวณตามท่าเรือหรือตามช่องแคบ เรืออาจจะชนกันก็ได้ เพราะแต่ละฝ่ายต่างมองไม่เห็นกัน|
         การตรวจทัศนวิสัยโดยมากใช้การสังเกตดูวัตถุหรือสิ่งปลูกสร้าง ซึ่งอาจเห็นได้ในระยะไกลๆ รอบๆบริเวณที่ทำการของผู้ตรวจ เช่น ตึกใหญ่ ยอดเจดีย์เสาธง ปล่องไฟ ฯลฯ เป็นเครื่องหมาย โดยเราทราบระยะทางไว้ก่อนจากแผนที่ จากนั้นเราก็ใช้เครื่องหมายเหล่านั้นในการคาดคะเนระยะของทัศนวิสัย นอกจากการตรวจด้วยสายตาแล้ว ยังมีเครื่องมือตรวจทัศนวิสัยด้วย ซึ่งเรียกว่า ทรานสมิสโซมิเตอร์ (transmissometer)

(ดูเพิ่มเติมเรื่อง บรรยากาศ เล่มเดียวกัน เรื่องภูมิอากาศ และ ปรากฏการณ์ของอากาศ เล่ม ๔)

ที่มา: http://guru.sanook.com/search/%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%A7%E0%B8%B1%E0%B8%94%E0%B8%9B%E0%B8%A3%E0%B8%B4%E0%B8%A1%E0%B8%B2%E0%B8%93%E0%B8%99%E0%B9%89%E0%B8%B3%E0%B8%9D%E0%B8%99

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น