ศูนย์รวมความรู้

กระทรวงเทคโนโลยี
สารสนเทศและการสื่อสาร

รายละเอียดแนวทางการพัฒนากิจการอวกาศ
ของประเทศไทย
 


หน่วยงานในสังกัดกระทรวงไอซีที












<< เชื่อมโยงเว็บไซต์ >>

  หน้าหลัก \ ข่าวอวกาศ

    คลื่นโน้มถ่วงของชั้นบรรยากาศทำให้เกิดทอร์นาโด


คลื่นโน้มถ่วง (gravity waves) ของบทความนี้เป็นคนละอันกับ gravitational waves ที่อยู่ในเนื้อหาของสาขา Astrophysisc โดยคลื่นโน้มถ่วง (gravity waves) นี้เป็นคลื่นทั่วไปของน้ำหรือคลื่นของอากาศ


คุณทราบบ้างไหมว่ามีอาหารเช้าชนิดใหม่ที่ช่วยให้นักอุตุนิยมวิทยาสามารถทำนายพายุที่รุนแรงได้ ? มันถูกเรียกว่า "GrITs" ซึ่งย่อมาจาก Gravity wave Interactions with Tornadoes โดยเจ้า GrITs เป็นแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ที่ถูกพัฒนาโดย ทิม โคลแมน นักอุตุนิยมวิทยาแห่งศูนย์วิทยาศาสตร์อวกาศและเทคโนโลยีแห่งชาติ ณ ฮันทซ์วิล รัฐอลาบามา เพื่อศึกษาว่าคลื่นโน้มถ่วงของชั้นบรรยากาศทำปฏิกิริยาอย่างไรกับพายุที่รุนแรง

ตามที่โคลแมนได้ตั้งข้อสังเกตไว้ การทำปฏิกิริยากันระหว่างคลื่นและพายุนั้นสำคัญมากๆ ถ้าคลื่นโน้มถ่วงปะทะกับพายุหมุน ในบางครั้งมันสามารถทำให้การหมุนของพายุพัฒนาเป็นทอร์นาโดได้ในที่สุด


ภาพถ่ายในการเฝ้าสำรวจคลื่นโน้มถ่วงที่ม้วนตัวอยู่เหนือเมืองทามา รัฐไอโอวา


อะไรคือคลื่นโน้มถ่วงของชั้นบรรยากาศ ? โคลแมนอธิบายว่า มันคล้ายกับคลื่นที่ปรากฏอยู่บนพื้นผิวของมหาสมุทร แต่มันจะม้วนตัวในอากาศแทนที่จะเป็นในน้ำ โดยที่แรงโน้มถ่วงโลกทำให้มันเป็นอย่างที่มันเป็น ถ้าเรายกน้ำขึ้นและปล่อยน้ำลง ก็จะเป็นการสร้างคลื่นดังกล่าว

โคลแมนลาออกจากงานประจำด้านสภาวะอากาศในเมืองเบอร์มิงแฮม รัฐอลาบามา เพื่อศึกษาระดับปริญญาเอกในด้านวิทยาศาสตร์ของชั้นบรรยากาศ ณ มหาวิทยาลัยอลาบามา

โคลแมนกล่าวว่า เราสามารถเห็นคลื่นโน้มถ่วงได้ในทุกหนทุกแห่ง โดยที่คลื่นโน้มถ่วงเริ่มต้นจากชั้นบรรยากาศถูกรบกวนในช่วงระยะเวลาสั้นๆ แต่แรงที่รบกวนมีขนาดใหญ่มาก ตัวอย่างการรบกวนดังกล่าว อาทิเช่น การเปลี่ยนแปลงอย่างทันทีทันใดของเครื่องยนต์เจ็ท กระแสลมกระชาก หรือ การก่อตัวของพายุฝนคะนอง ทั้งนี้คลื่นโน้มถ่วงจะเคลื่อนออกจากการรบกวนที่กล่าวถึงคล้ายกับคลื่นน้ำที่กระเพื่อมรอบก้อนหินที่ถูกโยนลงไปในสระน้ำ

และเมื่อคลื่นโน้มถ่วงปรากฏอยู่ในพายุหมุน มันจะบีบอัดพายุดังกล่าว ซึ่งผลก็คือมันจะทำให้พายุเกิดการหมุนเร็วขึ้น เพื่อทำความเข้าใจว่ามันเกิดได้อย่างไร โคลแมนอธิบายว่า นักสเกตน้ำแข็งเริ่มต้นการหมุนรอบตัวเองได้ด้วยการกางแขนออก และเมื่อต้องการความเร็วที่สูงขึ้นนักสเกตจะดึงแขนกลับมาที่ตัวนักสเกตเอง อาทิเช่นเท้ามือทั้งสองไว้ที่เอว ซึ่งในกรณีของพายุหมุนก็เช่นกัน เมื่อมันถูกบีบอัดโดยคลื่นโน้มถ่วง มันจะหมุนแรงขึ้นเพื่อที่จะรักษาโมเมนตัมเชิงมุมไว้ตามหลักการทางฟิสิกส์

ในกรณีของลมกระชากอย่างรุนแรงก็เช่นกัน เมื่อมีปฏิกิริยากับคลื่นโน้มถ่วง พายุสามารถที่จะทำให้ลมกระชากและเอียงมันหรือกระทั่งทำให้มันหมุนได้ ปัจจัยทั้งหลายเหล่านี้ทำให้พายุหมุนมีกำลังเพิ่มมากขึ้นจนพัฒนาเป็นทอร์นาโด

เราเคยเห็นมาแล้วว่าอย่างน้อยก็กรณีของทอร์นาโดที่เมืองเบอร์มิงแฮม รัฐอลาบามา ในวันที่ 8 เมษายน ปี 1998 ซึ่งอาจจะเกิดจากการทำปฏิกิริยากับคลื่นโน้มถ่วง


ภาพถ่ายจากเรดาห์แสดงการทำปฎิกิริยาระหว่างพายุหมุนและคลื่นโน้มถ่วง
โดยทำให้เกิดพายุที่รุนแรงขึ้นที่ตะวันตกเฉียงเหนือของรัฐอลาบามา เมื่อวันที่ 22 มกราคม 1999


โคลแมนและหัวหน้าของโคลแมนกำลังเริ่มต้นการฝึกฝนนักอุตุนิยมวิทยาให้เฝ้าสังเกตคลื่นโน้มถ่วงในเวลาแบบปัจจุบัน และใช้แบบจำลอง GrITs เพื่อการพยากรณ์อากาศ

ข้อมูลเพิ่มเติม
แบบจำลอง GrITS แสดงให้เห็นว่าความเร็วของพายุหมุนเพิ่มขึ้นได้อย่างไรในขณะที่คลื่นโน้มถ่วงพัดผ่านเข้าไป

แบบจำลองของทิม โคลแมนใช้สมการทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายขบวนการของชั้นบรรยากาศ โดยที่นักวิจัยได้ทดสอบแบบจำลองดังกล่าวเป็นเวลาหลายครั้งและหลายรูปแบบ เพื่อให้ได้ผลดังภาพ



แหล่งข้อมูลอ้างอิง

ข่าววันที่ 20 พฤษภาคม 2551

กลับไปด้านบน


copyright © 2016 กองโครงสร้างพื้นฐานเทคโนโลยีดิจิทัล สำนักงานคณะกรรมการดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ กระทรวงดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคม
ชั้น 7 อาคาร B ศูนย์ราชการเฉลิมพระเกียรติ 80 พรรษา 5 ธันวาคม 2550 ถนนแจ้งวัฒนะ แขวงทุ่งสองห้อง เขตหลักสี่ กรุงเทพฯ 10210
โทรศัพท์ 0-2141-6877 โทรสาร 0-2143-8027 e-mail: [email protected]