ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ

เมฆ คือ เมฆเกิดจากการรวมตัวหรือเกาะกลุ่มของไอนำในที่สุดก็จะเกิดการควบแน่นและตกลงมาเป็นฝน ละอองน้ำและเกล็ดน้ำแข็งที่รวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อนลอยตัวอยู่ในชั้นบรรยากาศ ที่เราสามารถมองเห็นได้

ไอน้ำที่ควบแน่น เป็นละอองน้ำ (โดยปกติแล้วจะมีขนาด 0.01 มม) หรือ เป็นเกล็ดน้ำแข็ง ซึ่งเมื่อเกาะตัวกันเป็นกลุ่มจะเห็นเป็นก้อนเมฆ ก้อนเมฆนี้สะท้อนคลื่นแสงในแต่ละความยาวคลื่นในช่วงที่ตามองเห็นได้ ในระดับที่เท่า ๆ กัน จึงทำให้เรามองเห็นก้อนเมฆนั้นเป็นสีขาว แต่ก็สามารถมองเห็นเป็นสีเทาหรือสีดำ ถ้าหากเมฆนั้นมีความหนาแน่นสูงมากจนแสงผ่านไม่ได้เมฆบนดาวดวงอื่นนั้นประกอบด้วยสารอื่นนอกจากน้ำ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพบรรยากาศของดาวนั้น (เช่นว่า มีก๊าซอะไรอยู่ และ ระดับอุณหภูมิ)

แบ่งตามรูปร่างของเมฆ

 รูปแบบต่างๆของเมฆ

เมฆนั้นแบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆคือ แบบเป็นชั้น (layered) ในแนวนอน และ แบบลอยตัวสูงขึ้น (convective) ในแนวตั้ง, โดยจะมีชื่อเรียกว่า สตราตัส (stratus ซึ่งหมายถึงลักษณะเป็นชั้น) และ คิวมูลัส (cumulus ซึ่งหมายถึงทับถมกันเป็นกอง) ตามลำดับ

นอกจากนี้แล้วยังมีคำที่ใช้ในการบอกลักษณะของเมฆ

•         สตราตัส (stratus) หมายถึง ลักษณะเป็นชั้น

•         คิวมูลัส (cumulus) หมายถึง ลักษณะเป็นกองสุม

•         ซีร์รัส (cirrus) หมายถึง เมฆชั้นสูง

•         อัลโต (alto) หมายถึง เมฆชั้นกลาง

•         นิมบัส (nimbus) หมายถึง ฝน

แบ่งตามระดับความสูง

เมฆยังอาจแบ่งเป็น 4 กลุ่มตามระดับความสูงของเมฆ โดยระดับความสูงของเมฆนี้จะวัดจากฐานของก้อนเมฆ ไม่ได้วัดจากยอด โดย Luke Howard เป็นผู้นำเสนอวิธีการแบ่งกลุ่มแบบนี้ แก่ Askesian Society ในปี ค.ศ. 1802

เมฆระดับสูง (ตระกูล A)

ก่อตัวที่ความสูงมากกว่า 16,500 ฟุต (5,000 เมตร) ในบริเวณที่อุณหภูมิต่ำในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ ที่ความสูงระดับนี้น้ำส่วนใหญ่นั้นจะแข็งตัว ดังนั้นเมฆจะประกอบด้วยผลึกน้ำแข็ง เมฆในชั้นนี้ส่วนใหญ่มักจะมีลักษณะเป็นก้อนเล็ก ๆ และ มักจะค่อนข้างโปร่งใส เมฆในกลุ่มนี้จะมีชื่อนำหน้าด้วย ซีร์- (cirr-)

เมฆ หมอก และหยาดน้ำฟ้า

          อากาศเย็นมีความสามารถเก็บไอน้ำได้น้อยกว่าอากาศร้อน เมื่ออุณหภูมิของอากาศลดลงจนถึงจุดน้ำค้าง อากาศจะอิ่มตัวไม่สามารถเก็บไอน้ำได้มากกว่านี้ หากอุณหภูมิยังคงลดต่ำไปอีก ไอน้ำจะควบแน่นเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว

อย่างไรก็ตามนอกจากปัจจัยทางด้านความดันและอุณหภูมิแล้ว การควบแน่นของไอน้ำยังจำเป็นจะต้องมี “พื้นผิว” ให้หยดน้ำ (Droplet) เกาะตัว ยกตัวอย่างเช่น เมื่ออุณหภูมิของอากาศบนพื้นผิวลดต่ำกว่าจุดน้ำค้าง ไอน้ำในอากาศจะควบแน่นเป็นหยดน้ำเล็กๆ เกาะบนใบไม้ใบหญ้าเหนือพื้นดิน บนอากาศก็เช่นกัน ไอน้ำต้องการอนุภาคเล็กๆ ที่แขวนลอยอยู่ในอากาศเป็น “แกนควบแน่น” (Condensation nuclei) แกนควบแน่นเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติในการดูดซับน้ำ (Hygroscopic) ดังเช่น ฝุ่น ควัน เกสรดอกไม้ หรืออนุภาคเกลือ ซึ่งมีขนาดประมาณ 0.0002 มิลลิเมตร หากปราศจากแกนควบแน่นแล้ว ไอน้ำบริสุทธิ์ไม่สามารถควบแน่นเป็นของเหลวได้ ถึงแม้จะมีความชื้นสัมพัทธ์มากกว่า 100% ก็ตาม

          

หมอก (Fog)

          หมอก เกิดจากไอน้ำเปลี่ยนสถานะควบแน่นเป็นหยดน้ำเล็กๆ เช่นเดียวกับเมฆ เพียงแต่เมฆเกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเนื่องจากการยกตัวของกลุ่มอากาศ แต่หมอกเกิดขึ้นจากความเย็นของพื้นผิว หรือการเพิ่มปริมาณไอน้ำในอากาศ

            ในวันที่มีอากาศชื้น และท้องฟ้าใส พอตกกลางคืนพื้นดินจะเย็นตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้ไอน้ำในอากาศเหนือพื้นดินควบแน่นเป็นหยดน้ำ หมอกซึ่งเกิดขึ้นโดยวิธีนี้จะมีอุณหภูมิต่ำและมีความหนาแน่นสูง เคลื่อนตัวลงสู่ที่ต่ำ และมีอยู่อย่างหนาแน่นในหุบเหว

            เมื่ออากาศอุ่นมีความชื้นสูง ปะทะกับพื้นผิวที่มีความหนาวเย็น เช่น ผิวน้ำในทะเลสาบ อากาศจะควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำ ในลักษณะเช่นเดียวกับหยดน้ำซึ่งเกาะอยู่รอบแก้วน้ำแข็ง

            เมื่ออากาศร้อนซึ่งมีความชื้นสูง ปะทะกับอากาศเย็นซึ่งอยู่ข้างบน แล้วควบแน่นเป็นหยดน้ำ เช่น เวลาหลังฝนตก ไอน้ำที่ระเหยขึ้นจากพื้นถนนซึ่งร้อน ปะทะกับอากาศเย็นซึ่งอยู่ข้างบน แล้วควบแน่นกลายเป็นหมอก หรือไอน้ำจากลมหายใจเมื่อปะทะกับอากาศเย็นของฤดูหนาว แล้วควบแน่นกลายเป็นละอองน้ำเล็กๆ ให้เรามองเห็นเป็นควันสีขาว

น้ำค้าง (Dew)

          น้ำค้าง เกิดจากการควบแน่นของไอน้ำบนพื้นผิวของวัตถุ ซึ่งมีการแผ่รังสีออกจนกระทั่งอุณหภูมิลดต่ำลงกว่าจุดน้ำค้างของอากาศซึ่งอยู่รอบๆ เนื่องจากพื้นผิวแต่ละชนิดมีการแผ่รังสีที่แตกต่างกัน ดังนั้นในบริเวณเดียวกัน ปริมาณของน้ำค้างที่ปกคลุมพื้นผิวแต่ละชนิดจึงไม่เท่ากัน เช่น ในตอนหัวค่ำ อาจมีน้ำค้างปกคลุมพื้นหญ้า แต่ไม่มีน้ำค้างปกคลุมพื้นคอนกรีต เหตุผลอีกประการหนึ่งซึ่งทำให้น้ำค้างมักเกิดขึ้นบนใบไม้ใบหญ้าก็คือ ใบของพืชคายไอน้ำออกมา ทำให้อากาศบริเวณนั้นมีความชื้นสูง

 หยาดน้ำฟ้า

           หยาดน้ำฟ้า (Precipitation) เป็นชื่อเรียกรวมของ หยดน้ำ และน้ำแข็ง ที่เกิดจาการควบแน่นของไอน้ำแล้วตกลงมาสู่พื้น เช่น ฝน ลูกเห็บ หิมะ เป็นต้น หยาดน้ำฟ้าแตกต่างจากจากหยดน้ำหรือละอองน้ำในก้อนเมฆ (Cloud droplets) ตรงที่หยาดน้ำต้องมีขนาดใหญ่และมีน้ำหนักมากพอที่จะชนะแรงต้านอากาศ และตกสู่พื้นโลกได้โดยไม่ระเหยเป็นไอน้ำเสียก่อน ขณะที่อยู่ใต้ระดับควบแน่น ฉะนั้นกระบวนการเกิดหยาดน้ำฟ้าจึงมีความสลับซับซ้อนมากกว่ากระบวนการควบแน่นที่ทำให้เกิดเมฆ

           โดยทั่วไปก้อนเมฆจะมีหยดน้ำเล็กๆ ขนาดเท่ากัน ตกลงมาอย่างช้าๆ ด้วยความเร็วเดียวกัน ดังนั้นหยดน้ำเหล่านั้นจะไม่มีโอกาสที่จะชนหรือรวมตัวกันให้มีขนาดใหญ่ขึ้นได้เลย แต่ในเมฆซึ่งก่อตัวในแนวตั้ง เช่น เมฆคิวมูโลนิมบัสจะมีหยดน้ำหลายขนาด หยดน้ำขนาดใหญ่จะตกลงมาด้วยความเร็วที่มากกว่าหยดน้ำขนาดเล็ก ดังนั้นหยดน้ำขนาดใหญ่จึงมีโอกาสชนและรวมตัวกับหยดน้ำขนาดเล็กที่อยู่เบื้องล่าง ทำให้เกิดการรวมตัวจนมีขนาดใหญ่ขึ้น ดังภาพที่ 5 เราเรียกกระบวนการนี้ว่า “กระบวนการชนและรวมตัวกัน” (Collision – coalescence process)

            ลูกเห็บ (Hail) เป็นก้อนน้ำแข็งขนาดใหญ่กว่า 5 เซนติเมตร เกิดขึ้นจากกระแสในอากาศไหลขึ้น (updraft) และไหลลง (downdraft) ภายในเมฆคิวมูโลนิมบัส พัดให้ผลึกน้ำแข็งปะทะกับน้ำเย็นยิ่งยวด กลายเป็นก้อนน้ำแข็งห่อหุ้มกันเป็นชั้นๆ จนมีขนาดใหญ่ และตกลงมา

            หิมะ (Snow) เป็นผลึกน้ำแข็งขนาดประมาณ 1 – 20 มิลลิเมตร ซึ่งเกิดจากไอน้ำจากน้ำเย็นยิ่งยวด ระเหิดกลับเป็นผลึกน้ำแข็ง แล้วตกลงมา

อุปกรณ์วัดน้ำฝน

          ในการวัดปริมาณน้ำฝน เราใช้หน่วยวัดเป็นมิลลิเมตร เช่น ถ้าฝนตกลงมาทำให้ระดับน้ำฝนในภาชนะที่รองรับสูงขึ้น 10 มิลลิเมตร หมายความว่า ฝนตกวัดได้ 10 มิลลิเมตร ถ้าฝนตกลงมาทำให้ระดับน้ำฝนในภาชนะที่รองรับสูงขึ้น 25 มิลลิเมตร หมายความว่า ฝนตกวัดได้ 25 มิลลิเมตร ดังในภาพที่ 10 ด้านซ้าย

          อุปกรณ์วัดน้ำฝน (Rain gauge) ขนาดมาตรฐานเป็นทรงกระบอกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 เซนติเมตร บนปากกระบอกมีกรวยรอรับน้ำฝน ให้ตกลงสู่กระบอกตวงซึ่งอยู่ภายในซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กกว่ากระบอกนอก 10 เท่า (เส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เซนติเมตร) ทั้งนี้เพื่อขยายมาตราส่วนขยายขึ้น 10 เท่า ทำให้เกิดความสะดวกในการอ่านค่าปริมาณน้ำฝนได้ละเอียดยิ่งขึ้น ดังในภาพที่ 10 ด้านขวา

                        

  

จันทรุปราคา (เรียกได้หลายอย่าง ตัวอย่างเช่น จันทรคาธ, จันทรคราส, ราหูอมจันทร์ หรือ กบกินเดือน) คือปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น เมื่อดวงอาทิตย์, โลก และดวงจันทร์ เรียงอยู่ในแนวเดียวกันพอดี หากเกิดขึ้นในช่วงพระจันทร์เต็มดวง เมื่อดวงจันทร์ผ่านเงาของโลก จะเรียกว่า จันทรุปราคา ปรากฏการณ์จันทรุปราคาแม้จะเกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่มีอิทธิพลต่อความคิดและความเชื่อในหลายวัฒนธรรมมาช้านาน รวมทั้งของไทยด้วย ซึ่งลักษณะของจันทรุปราคาขึ้นอยู่กับตำแหน่งของดวงจันทร์ที่เคลื่อนที่ผ่านเงาของโลกในเวลานั้นๆ

สุริยุปราคา พ.ศ. 2542

สุริยุปราคา หรือ สุริยคราส เกิดขึ้นเมื่อดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และโลก โคจรมาอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกันโดยมีดวงจันทร์อยู่ตรงกลาง เมื่อสังเกตจากพื้นโลก จะเห็นดวงจันทร์เคลื่อนเข้ามาบดบังดวงอาทิตย์ โดยอาจบดบังแบบเต็มทั้งดวง หรือบดบังบางส่วนก็ได้ ในแต่ละปีจะสามารถสังเกตเห็นสุริยุปราคาบนโลกอย่างน้อย 2 ครั้ง สูงสุดถึง 5 ครั้ง ในจำนวนนี้อาจเกิดสุริยุปราคาเต็มดวงได้ 0-2 ครั้ง[1] โอกาสที่จะเห็นสุริยุปราคาเต็มดวงบนโลกนั้นค่อนข้างน้อย เนื่องจากสุริยุปราคาแต่ละครั้งจะเกิดในบริเวณแคบๆ ที่สอดคล้องพอดีกับเงามืดของดวงจันทร์เท่านั้น

การเกิดสุริยุปราคาเต็มดวงจึงถือเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่พิเศษอย่างยิ่ง ผู้คนจำนวนมากพากันเดินทางไปยังดินแดนอันห่างไกลเพื่อคอยเฝ้าสังเกต สุริยุปราคาเต็มดวงในปี พ.ศ. 2542 ที่ยุโรป ได้ทำให้สาธารณชนหันมาสนใจปรากฏการณ์นี้เพิ่มขึ้นมาก สังเกตได้จากจำนวนการเดินทางของประชาชนที่มุ่งไปเฝ้าสังเกตสุริยุปราคาวงแหวนในปี พ.ศ. 2548 และสุริยุปราคาเต็มดวงในปี พ.ศ. 2549 การเกิดสุริยุปราคาครั้งต่อไปคือ 22 กรกฎาคม พ.ศ. 2552 เป็นการเกิดสุริยุปราคาเต็มดวงสังเกตเห็นได้ที่ประเทศจีน