เดือนสิงหาคม 2552

August 2009

ข่าวด้านอวกาศ และดาราศาสตร์ ....

วัฏจักรสุริยะกระทบสภาพอุตุนิยมวิทยาของโลก
September 2nd, 2009

                    
 รูปแบบสภาพอากาศทั่วทั้งโลกมีบางส่วนที่เป็นผลกระทบจากวัฏจักรสุริยะ(solar cycle) 11 ปี   ชั้นบรรยากาศ สตราโทสเฟียร์(stratosphere) และมหาสมุทรแปซิฟิคเขตร้อน  ผลงานวิจัยนี้จะช่วยนักวิทยาศาสตร์เข้าสู่ขอบเขตของการทำนายความหนาแน่นและปรากฎการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาโดยทั่วไป เช่น พายุมรสุมในมหาสมุทรอินเดีย และฝนตกในแถบเขตร้อนของมหาสมุทรแปซิฟิค ได้หลายปีล่วงหน้า  

ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดพลังงานที่สำคัญยิ่งยวดของโลก  มันแผ่รังสีความร้อนมายังดาวเคราะห์และก่อให้เกิดการเคลื่อนที่ของก๊าซในชั้นบรรยากาศ
ปริมาณพลังงานจากดวงอาทิตย์มีความผันแปรตลอดรอบวัฏจักร 11 ปี (วัฏจักรนี้เป็นผลมาจากจำนวนจุดมืดปรากฏ(apparent sunspots) บนผิวดวงอาทิตย์ เช่นเดียวกับปริมาณพายุรังสีที่พุ่งเข้าประทะดาวเทียม)  แต่ทว่ารอบวัฏจักรดังกล่าวทำให้พลังงานที่ดวงอาทิตย์ส่งมาถึงโลกแตกต่างกันเพียงร้อยละ 0.1 เท่านั้น  ปริศนาสำหรับนักอุตุนิยมวิทยากำลังอธิบายกระบวนการที่ผลกระทบการผันแปรเพียงเล็กน้อย สามารถผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างใหญ่หลวงในรูปแบบสภาพอากาศของโลก

แสดงระดับความสูงจากระดับน้ำทะเลของชั้นบรรยากาศโลกชั้นต่างๆ  Courtesy of NCAR/UCAR

คณะนักวิทยาศาสตร์จากหลายประเทศนำโดย National Center for Atmospheric Research (NCAR) ใช้บันทึกสภาพอากาศที่ยาวนานกว่าศตวรรษและแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์อันทรงพลังสามแบบเพื่อรับมือกับคำถามนี้  คำตอบที่ได้จากงานวิจัยระบุว่าผลกระทบจากดวงอาทิตย์ส่งผลต่อ  น้ำในมหาสมุทรแปซิฟิคเขตร้อนและอากาศในชั้นบรรยากาศสตราโทสเฟียร์  ซึ่งอยู่สูงจากพื้นผิวโลก 10 ถึง 50 กิโลเมตร




(บน)แสดงตำแหน่งของจุดมืดบนผิวดวงอาทิตย์ที่แต่ละละติจูดกับปี จนดูคล้ายปีกผีเสื้อ
(ล่าง) จำนวนจุดมืด(sunspot)ที่พบบนผิวดวงอาทิตย์ในแต่ละปี จะเห็นว่าปีที่จุดมืดมากที่สุดจะห่างกันประมาณ 11 ปี เรียกว่าวัฏจักรสุริยะ (solar cycle)  credit: Hathaway/Nasa/MSFC 2009/08


ผลการวิจัยพบว่า การเพิ่มขึ้นของพลังงานจากดวงอาทิตย์ในช่วงที่เกิดจุดมืดมากที่สุด(solar maximum) จะถูกดูดกลืนโดยโมเลกุลก๊าซโอโซน(ozone) ในชั้นบรรยากาศสตราโทรสเฟียร์  ทำให้อากาศอุ่นขึ้นในสตราโทสเฟียร์เหนือเขตร้อนอันเป็นบริเวณที่แสงอาทิตย์ส่งผลกระทบมากที่สุด   พลังงานที่เพิ่มขึ้นมาจะกระตุ้นให้เกิดการปฏิกิริยาเคมีสร้างโอโซนเพิ่มเติม และโอโซนที่เกิดใหม่ก็จะดูดพลังงานแสงอาทิตย์มากยิ่งขึ้น เมื่ออากาศในสตราโทสเฟียร์อุ่นขึ้นอย่างไม่สม่ำเสมอ โดยเฉพาะในส่วนที่ใกล้ศูนย์สูตร  ลมในชั้นบรรยากาศนี้จะรุนแรงขึ้นส่งผลกระทบต่อเนื่องไปยังชั้นบรรยากาศอื่นๆ จนทำให้ลมในเขตร้อนมีความรุนแรงยิ่งขึ้นด้วย
ในเวลาเดียวกันการเพิ่มขึ้นของแสงอาทิตย์  จะทำให้ผิวน้ำในมหาสมุทรอุ่นขึ้นเล็กน้อยในบริเวณเขตที่ติดกับเขตร้อนของมหาสมุทรแปซิฟิค ซึ่งไม่ค่อยมีเมฆที่บดบังแสงแดด ความร้อนที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยแต่ก็ทำให้น้ำระเหยมากยิ่งขึ้น และไอน้ำก็จะขึ้นไปในชั้นบรรยากาศมากยิ่งขึ้น  ความชื้นหรือไอน้ำจะถูกลมพัดพาไปยังเขตฝนทางตะวันตกของมหาสมุทรแปซิฟิคเขตร้อน ทำให้ฝนตกรุนแรงยิ่งขึ้น  และเร่งผลผลกระทบจากกลไกในชั้นบรรยากาศสตราโทสเฟียร์ กล่าวได้ว่ากระบวนการทั้งสองมีส่วนขยายความรุนแรงของกันและกันมากยิ่งขึ้น

ปรากฎการณ์ลานิลญา เกิดจากกระแสน้ำอุ่นเคลื่อนที่มาทางฝั่งตะวันตกของมหาสมุทรแปซิฟิค 
 Credit: TAO Project Office/PMEL/NOAA

กระบวนการทั้งสองนี้ทำให้ชายฝั่งแปซิฟิคตะวันออกเย็นและแห้งแล้งกว่าปกติ  ทำให้เกิดสภาพที่คล้ายๆ กับปรากฏการณ์ ลา นิลญา (La Nina)   อย่างไรก็ตาม ปรากฎการณ์อันเนื่องมาจากดวงอาทิตย์นี้ทำให้อากาศเย็นลง เพียงครึ่งหนึ่งของผลกระทบจากลา นิลญา เท่านั้น นั่นหมายความว่าผลกระทบจากวัฏจักรสุริยะต่อสภาพอากาศของโลกไม่ได้มีความรุนแรงเท่ากับวัฏจักรลา นิลโญ่ อันเป็นปรากฏการณ์ที่ตรงกันข้ามกับลา นิลญา
งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Science ฉบับวันที่  28 สิงหาคม ศกนี้
Space.com: Sun's Cycle Alters Earth's Climate

 

 

----------------------------------------------------------