นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 190 กันยายน - ตุลาคม 2557

14 / 62

14
นิตยสาร สสวท.
ในช่วงฤดูร้อนของทุกปีมักจะมีเหตุการณ์ที่เรียกว่า “พายุฤดูร้อน” ซึ่งเกิดจากเมฆฝนฟ้าคะนองขนาดใหญ่ ในฤดูร้อนอุณหภูมิ
อากาศเหนือพื้นดินจะสูงขึ้นเรื่อย ๆ เมื่ออากาศเหนือพื้นดินลอยตัวสูงขึ้นจนถึงจุดอิ่มตัว ไอน�้ำในอากาศจะเกิดการควบแน่นเปลี่ยน
สถานะจากไอน�้ำไปเป็นหยดน�้ำเกิดเป็น “เมฆ” ที่เราเห็นอยู่เป็นประจ�ำ เราสามารถจ�ำลองการเกิดเมฆได้ด้วยตัวเองง่าย ๆ
ตามกิจกรรมในแบบเรียน รายวิชาเพิ่มเติม โลก ดาราศาสตร์และอวกาศ เล่มที่ 2 อุปกรณ์ที่ต้องเตรียมคือ แก้วใสทรงสูง จานแบนใส
น�้ำร้อน น�้ำเย็น น�้ำแข็ง ธูปและไม้ขีดไฟ อุปกรณ์เหล่านี้หาได้ไม่ยาก โดยการใส่น�้ำร้อนหรือน�้ำเย็นลงในแก้วแล้วปิดด้านบนด้วย
จานแบนที่ใส่น�้ำแข็ง ให้สังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นในทั้งสองกรณี (รูปที่ 3) ซึ่งผลที่ออกมาดังรูป ก. และ ข. ส่วนรูป ค. เป็นการใส่ควันธูป
เข้าไปในแก้วที่มีน�้ำร้อน สิ่งที่เห็นได้ชัดเจนคือ หยดน�้ ำขนาดเล็กจ�ำนวนมากอยู่ภายในแก้ว การทดลองนี้เป็นการจ�ำลองสภาพอากาศ
ในธรรมชาติ ซึ่งจะเห็นว่าในกรณีน�้ำเย็น (ภาพ ก.) ไม่สามารถมองเห็นไอน�้ำหรือหยดน�้ำภายในแก้ว ซึ่งตามธรรมชาติหากอากาศ
มีอุณหภูมิต�่ำมักจะมีไอน�้ ำน้อยเนื่องจากมีการระเหยน้อย เมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นก็จะมีการระเหยได้มากขึ้น ดังภาพ ข. เราจะเห็น
ไอน�้ำซึ่งระเหยขึ้นมาจากน�้ำร้อนที่เราใส่ลงไป แต่อย่างไรก็ตามในการเกิดเมฆจ�ำเป็นต้องอาศัยแกนกลางเพื่อช่วยให้ไอน�้ำสามารถ
ควบแน่นอยู่บนผิวของแกนกลางเหล่านั้น ในการทดลองเราใช้ควันธูปเป็นอนุภาคของแกนกลางดังกล่าว ท�ำให้เราเห็นหยดน�้ำ
ขนาดเล็กจ�ำนวนมากจนเห็นเป็นฝ้าขาวอยู่ภายในแก้วดังภาพ ค. ได้อย่างชัดเจน
เกล็ดน�้ ำแข็ง
หิมะ / ลูกเห็บ
ไอน�้ำ หยดน�้ำในเมฆ
ก ข ค
รูปที่ 3 การทดลองการเกิดหยดน�้ำในเมฆ
ในธรรมชาติมีละอองลอยหรือที่เรา
เรียกกันง่าย ๆ ว่า ฝุ่น หรือเกสรดอกไม้ที่
ฟุ้งกระจายอยู่ในอากาศ ซึ่งละอองลอย
เหล่านี้จะท�ำหน้าที่เป็นแกนกลางให้ไอน�้ำ
เกิดการควบแน่นบนพื้นผิวของอนุภาค
เหล่านี้ หากอากาศในธรรมชาติเป็นอากาศ
ที่ปราศจากละอองลอยปะปนอยู่ท�ำให้เกิด
การควบแน่นของไอน�้ำได้ยากมาก ในกรณีนี้
การควบแน่นจะเกิดขึ้นได้อากาศต้องมี
ความชื้นสัมพัทธ์สูงกว่า 100%หรือที่เรียกว่า
ความชื้นอิ่มตัวยิ่งยวด (supersaturation)
เมื่ออุณหภูมิอากาศลดลงจนถึงอุณหภูมิ
จุดน�้ำค้าง (dewpoint temperature)
ไอน�้ำในอากาศจะเกิดการควบแน่น ซึ่งเป็น
จุดเริ่มต้นของการเกิดเมฆนั่นเอง ในเมฆก้อน
หรือเมฆคิวมูลัสเราจะสังเกตเห็นฐานเมฆ
ได้ชัดเจน (รูปที่ 4)
รูปที่ 2 หยาดน�้ำฟ้าในสถานะต่าง ๆ
รูปที่ 4 เมฆคิวมูลัส
ซึ่งสามารถสังเกตเห็นฐานเมฆได้ชัดเจน