พายุฮอร์ริเคนส์ (Hurricanes) เป็นปรากฎการณ์ของการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศที่ทรงพลังที่สุดบนพื้นโลกของเรา ดังนั้นมีความจำเป็นที่เราต้องมีการศึกษาและเฝ้าระวัง เพื่อเตือนภัยไม่เกิดความเสียหายต่อชีวิตและทรัพย์สิน

หนึ่งในสถาบันที่เฝ้าระวังเส้นทางการเคลื่อนตัวของพายุฮอร์ริเคนส์ (Hurricanes) คือ The National Oceanic and Atmospheric Administration รวมกับ National Hurricane Center ต่างใช้เครื่องหลายอย่างในการทำนายเส้นทางของพายุ

สิ่งหนึ่งที่สำคัญในการพยากรณ์สภาพของพายุเฮอร์ริเคน คือ นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องได้ข้อมูลเชิงลึก และมากพอ เพื่อให้การพยากรณ์นั้นเป็นไปอย่างรวดเร็ว การใช้ดาวเทียม โมเดลทางคอมพิวเตอร์ เครื่องบินตรวจสภาพอากาศ และภารกิจสำรวจสถานที่จริง นั้นมีความจำเป็นต่อการรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับพายุ

พายุเฮอร์ริเคน แคธทารินา Catrina — พายุเฮอร์ริเคน แคธทารินา เมื่อวันที่ 29 สิงหาคม 2005 สร้างความเสียหายให้กับสหรัฐเป็นอย่างมาก Catrina Credits: NASA Goddard MODIS Rapid Response Team

การวิจัยของนาซ่า

นาซ่าถือเป็นตัวแทนและผู้นำในการวิจัยกระบวนการก่อตัวของพายุเฮอร์ริเคน ความสามารถในการสังเกตและเครื่องวิเคราะห์ข้อมูลใหม่ๆนั้น จะช่วยให้เราสามารถทำนายสภาพอากาศได้

“ก่อนที่เราจะมีดาวเทียม และเครื่องบินตรวจสภาพอากาศ พายุเฮอร์ริเคนก็ได้สร้างความเสียหายทั้งเมืองมาแล้วในอดีต เหมือนกับเฮอร์ริเคนที่ตรงกับวันแรงงานใน Key West เมื่อปี 1935” นักวิทยาศาสตร์จากนาซ่า Gail Skofronick – Jackson ที่รับผิดชอบในการตรวจวัดหยาดน้ำฟ้าทั่วโลก Global Precipitation Measurement ที่ศูนย์ Goddard Space Flight ใน Greenbelt รัฐ Maryland กล่าวไว้ว่า “คุณไม่ทางรู้ได้เลยว่าฮอร์ริเคนกำลังมา รู้อีกทีก็สายไปเสียแล้ว”

พายุเฮอร์ริเคนในมหาสมุทรแอตแลนติก สามารถก่อตัวเมื่อพายุฝนฟ้าคะนองระดับ sub-Saharan เคลื่อนที่ไปทางทิศตะวันตกที่เป็นบริเวณความดันอากาศต่ำกว่า ซึ่งมีร่องมรสุมที่รู้จักกันในชื่อ African Easterly Waves มีลักษณะเป็นอากาศอุ่น ชื้น และยกตัวภายในเมฆพายุ และร่องมรสุมนี้จะมีส่วนช่วยให้พายุฝนฟ้าคะนองที่เคลื่อนผ่านเข้ามาเพิ่มความเร็วรอบตาพายุให้รุนแรงยิ่งขึ้น ยังไม่พอ เมื่อพายุที่ได้รับพลังงานจากร่องมรสุมแล้ว มันจะเคลื่อนที่ผ่านมหาสมุทรแอตแลนติกที่ภูมิอากาศนั้นเอื้อต่อการยกระดับความรุนแรงของพายุ และกระแสน้ำอุ่น ปัจจัยเหล่านี้จะยิ่งเพิ่มพลังงานให้กับพายุมากขึ้น กระบวนการต่างๆ เหล่านี้จะเกิดขึ้นซ้ำไปซ้ำมา และนั่นก็ทำให้มันกลายเป็นพายุหมุนอันทรงพลังที่เราเรียกว่า Hurricanes

ภาพจากดาวเทียม Cludsat ของไต้ฝุ่น Dolphin ข่าวโลกและธรณีวิทยา — ภาพจากดาวเทียม Cludsat ของไต้ฝุ่น Dolphin Credits: Natalie D. Tourville/Colorado State University

อะไรที่นาซ่าต้องการจะศึกษา

ข้อมูลส่วนใหญ่ที่ได้จากดาวเทียม คือ อัตราปริมาณน้ำฝน ความเร็วลมพื้นผิว ความสูงของเมฆ ความร้อนจากมหาสมุทร และอุณหภูมิ รวมถึงความชื้นของสิ่งแวดล้อม การศึกษาจากตัวแปรเหล่านี้จะช่วยให้เราสามารถระบุศักยภาพการก่อตัวของพายุ หรือความรุนแรงของพายุที่อาจจะเกิดขึ้นได้ นั่นหมายถึง เราสามารถทำนายได้ว่า พายุจะก่อตัวที่ไหน เมื่อไหร่ และรุนแรงแค่ไหนหากมันเคลื่อนที่เข้าสู่แผ่นดิน ได้ดีกว่าเมื่อก่อน

โมเดลทางคอมพิวเตอร์

หนึ่งในเครื่องมือที่สำคัญในการวิจัย คือ โมเดลทางคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะช่วยในการวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้มา แล้วนำไปสร้างโมเดลที่ให้ความละเอียดสูง เพื่อช่วยในการประเมินความรุนแรงของพายุ และขนาดได้

ภาพ 3 มิติบริเวณตอนเหนือของไต้ฝุ่น Dolphin ข่าวโลกและธรณีวิทยา พายุ — ภาพ 3 มิติบริเวณตอนเหนือของไต้ฝุ่น Dolphin ทำให้ฝนตกหนักถึง 2.6 นิ้วต่อชั่วโมง Credits: NASA/SSAI/JAXA, Hal Pierce

ภารกิจทางอากาศ

การใช้เครื่องบินตรวจอากาศก็มีส่วนช่วยในการได้ข้อมุลที่มีความละเอียดมากกว่าดาวเทียม เนื่องจากอยู่ใกล้พายุมากกว่า การตรวจวัดจะใช้คลื่นวิทยุอ่านระดับความชื้น วัดละอองในอากาศ กระแสลม อุณหภูมิ ความดัน และใช้ระบบเรดาร์ที่อาศัยปรากฏการณ์ Doppler ในการสร้างแผนที่สามมิติของหยาดน้ำฟ้า และความเร็วลมของพายุ

ภารกิจในอนาคต

ในปี 2016 นาซ่าจะส่งดาวเทียม Cyclone Global Navigation Satellite System : CYGNSS ซึ่งประกอบไปด้วยดาวเทียมขนาดเล็ก 8 ดวง ซึ่งจะช่วยหาคำตอบและทำความเข้าใจว่าอะไรที่อยู่ภายในตาพายุที่มีส่วนช่วยให้มันก่อตัวเป็นพายุในระดับที่รุนแรงยิ่งขึ้น ข้อได้เปรียบของ CYGNSS คือ มันจะสามารถตรวจวัดข้อมูลที่ได้จากภายในของพายุได้ถี่ยิ่งขึ้น ทั้งกระแสลมพื้นผิวทั้งในและบริเวณใกล้ตาพายุ และเมื่อได้ข้อมูลมาก็จะช่วยพัฒนาการพยากรณ์อากาศความรุนแรงของพายุเฮอร์ริเคนได้อย่างรวดเร็ว

ข้อมูลและการวิจัยของนาซ่าที่กล่าวมาทั้งหมดนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สังเกตกระบวนการพื้นฐานที่เป็นส่วนพักดันให้เกิดพายุเฮอร์ริเคน เมื่อนำองค์ประกอบต่างๆมาผนวกรวมกัน ไม่ว่าจะเป็นนักอุตุนิยมวิทยา ดาวเทียม เครื่องบินตรวจอากาศ และโมเดลทางคอมพิวเตอร์ สิ่งเหล่านี้จะช่วยให้สามารถพยากรณ์อากาศทั้งในสหรัฐและทั่วโลกได้

รู้หรือไม่?

เราอาจเคยได้ยินชื่อพายุต่างๆ เช่น เฮอร์ริเคน ไต้ฝุ่น ไซโคลน ชื่อที่ต่างกันไม่ได้หมายความว่าเป็นพายุที่รุนแรงต่างกัน แท้ที่จริงแล้วส่วนใหญ่คือพายุระดับความรุนแรงเท่ากัน แต่เราเรียกต่างกันตามสถานที่เกิดพายุ

เฮอร์ริเคน จะเกิดขึ้นแถวตะวันตกและตะวันออกของทวีปอเมริกาเหนือ

ไต้ฝุ่น จะเกิดขึ้นบริเวณมหาสมุทรแปรซิฟิก (แถวๆญี่ปุ่น อินโดนีเซีย ฟิลิปปินส์ ไทย)

ไซโคลน จะเป็นพายุบริเวณซีกโลกใต้ เช่น มหาสมุทรอินเดีย มหาสมุทรฝั่งตะวันตกและตะวันออกของทวีปอเมริกาใต้

แปลและเรียบเรียงโดย thaiphysicsteacher.com

Reference and More Detail & pics
“How Does NASA Study Hurricanes?.”. [Online]. via : NASA.gov 2015.