เรื่องโดย ผศ. ดร.ภาณุ ตรัยเวช
ช่วงวิกฤตอุทกภัยในระยะหลังเราเริ่มได้ยินคำว่า atmospheric river (แม่น้ำในชั้นบรรยากาศ) บ่อยขึ้น คำนี้หมายความว่าอย่างไร และมันเป็นต้นเหตุของปัญหาอุทกภัยในประเทศไทยหรือเปล่า บทความนี้จะมาชี้แจงประเด็นต่าง ๆ ให้ทราบกัน
เริ่มจากแม่น้ำในชั้นบรรยากาศก่อน แม่น้ำในชั้นบรรยากาศเป็นปรากฏการณ์ค่อนข้างใหม่ทางอุตุนิยมวิทยา ค้นพบเมื่อประมาณสามสิบปีนี้เอง นักวิทยาศาสตร์สังเกตว่า พอสร้างแบบจำลองการเคลื่อนที่ของไอน้ำในชั้นบรรยากาศ แบบจำลองยิ่งแสดงผลเชิงพื้นที่ละเอียดเท่าไหร่ ก็ยิ่งถูกต้องตามความเป็นจริงมากเท่านั้น สาเหตุเป็นเพราะการส่งถ่ายไอน้ำออกจากพื้นที่แถบศูนย์สูตรเกิดผ่านช่องทางแคบ ๆ ซึ่งอาจตกหล่นในแบบจำลองที่แสดงพื้นที่หยาบเกินไปได้ ช่องทางดังกล่าวเคลื่อนที่ในแนวเหนือใต้มีความกว้างต่ำกว่าหนึ่งพันกิโลเมตรและยาวเกินสองพันกิโลเมตร ปริมาณไอน้ำที่ส่งผ่านแม่น้ำในชั้นบรรยากาศอาจเป็นสองเท่าของแม่น้ำแอมะซอน แม่น้ำที่มีปริมาณน้ำมากที่สุดบนผิวโลกเลยก็ได้ ความสำคัญของแม่น้ำในการส่งถ่ายความชื้นอาจมากถึงร้อยละ 80 หรือ 90 นี่จึงเป็นปรากฏการณ์ที่นักอุตุนิยมวิทยาจะมองข้ามไปไม่ได้
แอมะซอน แม่น้ำที่มีปริมาณน้ำมากที่สุดบนผิวโลก ยังเป็นรองแม่น้ำในชั้นบรรยากาศ
ที่มาภาพ : Alexander Gerst (2018), CC BY-SA 2.0 via Flickr
แม่น้ำในชั้นบรรยากาศเกิดจากอะไร ?
ในซีกโลกเหนือมวลอากาศเย็นจากทิศเหนือและมวลอากาศอุ่นจากทิศใต้ปะทะกันเป็นประจำ เราเรียกแนวทางการปะทะนี้ว่า แนวปะทะอากาศ (front) อากาศในมวลอากาศเย็นมีน้ำหนักและปริมาณมากกว่า นี่คือบริเวณความกดอากาศสูง ทุกช่วงฤดูหนาวเราจะได้ยินคำว่า “ความกดอากาศสูงจากประเทศจีน” นั่นหมายถึง มวลอากาศเย็นเคลื่อนตัวลงมาจากประเทศจีนนั่นเอง
แต่ในชั้นบรรยากาศตอนบน สถานการณ์ตรงกันข้าม มวลอากาศเย็นมีน้ำหนักมากกว่าและจมตัวลงเบื้องล่างจนหมด ส่วนมวลอากาศร้อนมีน้ำหนักเบากว่าและฟุ้งกระจายขึ้นสู่ด้านบน ทำให้ในชั้นบรรยากาศตอนบน บริเวณอากาศร้อนจะมีความกดอากาศมากกว่า อากาศไหลสวนทางกับที่ระดับพื้นผิว ไม่เพียงเท่านั้นผลจากแรงโคริออริสในซีกโลกเหนือผลักอากาศเบนไปทางขวา ผลลัพท์คือ ลมกรด (jet stream) ลมที่มีความเร็วมหาศาล เพราะเกิดจากผลต่างความดันในชั้นบรรยากาศสูง ๆ เลยไม่ได้รับผลกระทบจากแรงเสียดทาน ในซีกโลกเหนือลมกรดส่วนใหญ่จะมีทิศพุ่งไปทางทิศตะวันออก
เมฆเป็นทางยาวตามแนวลมกรด
ที่มาภาพ : NASA, Public Domain via Wikimedia Commons
ทั้งหมดนี้เกี่ยวอะไรกับแม่น้ำในชั้นบรรยากาศ มวลอากาศเย็นไม่ได้มาจากทางทิศเหนือเสมอไป พายุโซนร้อน (tropical storm) สามารถคายมวลอากาศเย็นออกมาล่วงหน้าตามทิศทางที่มันจะเคลื่อนตัวไปได้ ลมกรดพุ่งขนานแนวปะทะระหว่างมวลอากาศเย็นกับอากาศร้อน ถ้ามวลอากาศเย็นเคลื่อนตัวมาจากทิศตะวันตก ลดกรดจะพุ่งไปทางเหนือ ลมนี้ส่งอิทธิพลดึงมวลน้ำในชั้นบรรยากาศเบื้องล่างให้ไหลไปทางทิศเหนือตามมันไปด้วยได้ และนี่เองคือต้นเหตุของแม่น้ำในชั้นบรรยากาศ
ถ้าแม่น้ำที่ว่าเคลื่อนตัวผ่านภูเขา ไอน้ำหนาแน่นสามารถกลั่นตัวตกลงมาเป็นฝน และนั่นคือที่มาของปริมาณฝนมหาศาลที่อาจเกิดจากแม่น้ำในชั้นบรรยากาศ มีบทความปี ค.ศ. 1994 ของ Yong Zhu และ Reginald E. Newell ชื่อว่า Atmospheric Rivers and Bombs ในนิตยสาร Geophysical Research Letters ศึกษาปรากฏการณ์ที่ว่านี้ ส่วนแม่น้ำในชั้นบรรยากาศมีอิทธิพลมากน้อยแค่ไหนกับอุทกภัยในประเทศไทยช่วงสองสามปีที่ผ่านมา รวมถึงปรากฏการณ์โลกร้อนจะส่งอิทธิพลใดบ้างกับแม่น้ำในชั้นบรรยากาศ ยังเป็นประเด็นที่ต้องศึกษาต่อไป
ระเบิดฝนคืออะไร ?
ปรากฏการณ์ถัดมาคือ ระเบิดฝน (rain bomb) คำว่า “ระเบิด” ในทางอุตุนิยมวิทยาหมายถึงปรากฏการณ์อะไรก็แล้วแต่ที่ทำให้ฝนตกหนัก ๆ ในระยะเวลาอันสั้น พายุไล่ช้าง (convective rain) ก็นับเป็นระเบิดประเภทหนึ่งได้ คำคำนี้ไม่ใช่ศัพท์ทางวิทยาศาสตร์ แต่เป็นคำพูดให้เข้าใจง่ายในหมู่นักอุตุนิยมวิทยาเท่านั้น
ส่วนคำว่า “ระเบิดฝน” เป็นปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาจริง ๆ ก่อนหน้านี้เราอธิบายไปแล้วว่า พายุโซนร้อนจะคายมวลอากาศเย็นออกมา อากาศเย็นตรงนี้เกิดจากหยดน้ำในก้อนเมฆที่มากับพายุ ถ้าพายุเคลื่อนตัวไปในบริเวณที่อากาศแห้งกว่า หยดน้ำเมื่อเจอกับอากาศแห้งจะระเหยตัวกะทันหัน การระเหยจัดเป็นกระบวนการดูดความร้อน โมเลกุลน้ำดูดความร้อนจากอากาศรอบข้าง อุณหภูมิจึงลดต่ำลง อากาศที่อุณหภูมิต่ำกว่ามีน้ำหนักมากกว่าและตกลงมา ปรากฏการณ์อากาศพุ่งลงกะทันหันนี้เรียกว่า กระแสลมแรงไหลลง หรือ downburst (ดาวน์เบิสต์)
downburst เป็นปรากฏการณ์สำคัญทางอุตุนิยมวิทยาการบิน เพราะลมที่พัดลงมาเช่นนี้ ส่งผลเสียต่อเครื่องบินได้ อุบัติเหตุการบินหลายครั้งเกิดขึ้นจากสาเหตุนี้ ความน่ากลัวของปรากฏการณ์นี้คือ แม้แต่เมฆก้อนขนาดกลาง ไม่ต้องใหญ่เท่าพายุ ก็คายอากาศเย็นลงมาอย่างกะทันหันได้ บ่อยครั้งนักบินตัดสินใจไม่ถูกว่าเมฆก้อนไหนจะก่อให้เกิด downburst บ้าง
downburst สามารถนำพาหยดน้ำลงมาได้ด้วย แต่เป็นหยดน้ำที่ถูกพัดลงมาด้านล่างพร้อมกับอากาศเย็น แทนที่จะตกลงมาด้วยแรงโน้มถ่วงเหมือนฝนทั่วไป นั่นเองคือที่มาของปรากฏการณ์ระเบิดฝน
ถ้าถามว่า “ระเบิดฝนทำให้เกิดปัญหาอุทกภัยได้ไหม ?” ในความเห็นของผู้เขียน อาจจะได้บ้าง แต่คงไม่ใช่ในระดับที่ใหญ่อย่างภาคใต้ของประเทศไทยขณะนี้ ระเบิดฝนส่วนใหญ่จะเกิดในวงแคบกว่า รัศมีไม่เกิน 5 กิโลเมตร และเกิดขึ้นติดต่อกันนานไม่เกิน 10 นาที ปรากฏการณ์ลักษณะนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อการบิน แต่ไม่น่าจะทำให้เกิดอุทกภัยเป็นวงกว้างได้
About Author
