กระทู้นี้เรามาคุยกันในประเด็นของกลศาสตร์การถ่ายเทระดับใหญ่กันนิดๆและเอี่ยวกับระบบกลศาสตร์ของสิ่งแวดล้อมกันหน่อยๆ ประเด็น ป่าทำให้เกิดฝน หรือ ฝนทำให้เกิดป่า มีที่มาจากข้อถกเถียงในกลุ่มใน facebook หว้ากอ in wonderland ที่พูดถึงโมเดลการเกิดฝนเชิงกลศาสตร์ความร้อนอันนี้ ถือเป็นโอกาสดีที่จะมาคุยกันให้เรารู้จักธรรมชาติของเรามากขึ้น
------------------------------------------------------------การเกิดของฝน
เมฆ คือไอน้ำที่กลั่นตัวเป็นละอองน้ำ แต่ด้วยขนาดที่มันเล็ก มันจึงยังไม่สามารถเอาชนะแรงยกของกระแสลมและตกลงมา การที่เมฆจะกลายเป็นฝน ต้องอาศัยความปั่นป่วนของลมทำให้ละอองเหล่านี้ชนกัน จับตัวเป็นหยดขนาดใหญ่จนชนะแรงต้านของกระแสลมและตกลงมา และเนื่องจากลม มีการเคลื่อนที่จากแหล่งความกดอากาศสูง (ที่เย็น ความถ่วงจำเพาะอากาศสูง จึงหนัก) ไปสู่แหล่งความกดอากาศต่ำ (ที่ร้อน ความถ่วงจำเพาะอากาศต่ำ อากาศจึงลอยตัว)ณ จุดที่มีการยกตัว เป็นจุดที่เกิดความปั่นป่วน และทำให้เกิดการปะทะกันของละอองน้ำ กลั่นตัวลงมาเป็นฝน จุดสำคัญ อากาศนั้นต้องมีความชื้น
ในแง่การเกิดฝน
รูปแบบการเกิดฝนในระดับพื้นที่ แบ่งใหญ่ๆได้ 3 รูปแบบ[1][2]1. เกิดจากการพาของความร้อน (Convection) มักเกิดในวันที่ร้อนจัด อากาศถูกพาขึ้นไปสู่ด้านบนและกลั่นตัวตกลงมา
2. เกิดจากการเคลื่อนตัวผ่านสันเขา (Orthographic) เมื่อมวลอากาศอุ่นถูกพาเข้าสู่แนวเขาและยกตัวขึ้น อุณหภูมิอากาศจะลดลง ทำให้เกิดการกลั่นตัวเป็นฝน
3. เกิดจากการเคลื่อนตัวเข้าหากันของมวลอากาศร้อนและอากาศเย็น (Weather front) เพราะมวลอากาศร้อนมีความถ่วงจำเพาะต่ำกว่าก็จะถูกดันขึ้นด้านบน อุณหภูมิลดลง ก็เกิดการกลั่นตัวเป็นฝน
สำหรับ ในแง่ความร้อน ต้นไม้ มีการระบายความร้อนออกด้วยการระเหยของน้ำ อุณหภูมิสัมผัสของผิวใบที่จะสูงจนสร้างแรงยกตัวของลมนั้นน้อยกว่าพื้นดินที่ไร้สิ่งปกคลุม ดังนั้น กำลังที่จะดึงอากาศภายนอกเข้ามา ดึงความชื้นและเมฆฝนเข้ามาตกในพื้นที่จึงน้อยกว่า ตรงนี้ ถ้านับเฉพาะผลทางความร้อน แต่เราต้องไม่ลืมด้วยว่า พื้นที่ๆไม่มีต้นไม้นั้น ความชื้นจะน้อยกว่า แม้พื้นดินจะร้อนขนาดไหน พาอากาศร้อนขึ้นสูงไปยังไงถ้าพื้นที่ไม่มีความชื้นฝนก็ไม่ตก
ดังนั้นในการบ่งชี้เหตุว่า มีป่าฝนตกมากกว่า หรือมีป่าฝนตกน้อยกว่า ในระดับพื้นที่ภูมิภาค จึงตอบไม่ได้ถ้ามองแค่เฉพาะความร้อนและการขยายตัวอย่างเดียว
ในแง่การพาความชื้นจากมหาสมุทรสู่พื้นดิน
แต่ทีนี้ถ้าหากเรามองการเกิดฝน ในขนาดที่ใหญ่กว่าในพื้นที่หนึ่งๆล่ะ ในวงจรสภาวะอากาศ ถ้าเรามองในขนาดที่ใหญ่ขึ้น แหล่งความชื้นที่สำคัญคือทะเล แหล่งความกดอากาศสูงที่สำคัญก็คือบนบก อันนี้ ถ้าหากความแตกต่างอุณหภูมิสูงกระแสลมก็ควรไหลพาจากด้านเย็นไปสู่ด้านร้อนได้มาก ก็ควรพาความชื้นขึ้นไปได้มากกว่าถูกไหม
สำหรับประเด็นตรงนี้ เมื่อได้ทำการศึกษาถึงการพาความชื้นเข้าลึกสู่แผ่นดินของพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่ต่างกัน ผลปรากฏว่า พื้นที่ป่า ความชื้น หรือฝน ถูกพาเข้าสู่แผ่นดินได้ ลึกกว่ามากแบบมีนัยสำคัญ[3]
ในแง่ของสิ่งที่ผมทราบ ฝน ที่ตกผ่านป่าจะถูกกีดขวางไม่ให้ไหลไปเร็วนัก และความชื้นนั้นก็จะถูกซับลงสู่ดิน ไปเป็นระดับน้ำใต้ดินได้มาก ซึ่งถ้าฝนนั้นตกในพื้นที่โล่งเตียน ไม่มีอุปสรรคการไหล น้ำนั้นก็จะไหลออกไปจากพื้นที่อย่างรวดเร็ว อันนื้คือการกักน้ำของป่า และเราจะสามารถสังเกตได้ว่า ในป่า มีความชุ่มชื้น ในป่าขาจะมีพวกตาน้ำ มีลำธารขนาดเล็กอยู่ได้ เป็นความชื้นที่ป่านั้นเก็บกักไว้ ค่อยๆไหลออกมา น้ำฝนที่ตกลงมาจึงไม่เหือดแห้งไปหมด มีน้ำค่อยๆไหลออกมาได้ตลอดปี
อีกส่วนหนึ่ง ต้นไม้ กันการไหลออกไปของน้ำอย่างรวดเร็ว มันก็เป็นตัวระเหยน้ำออกผ่านทางกระบวนการคายน้ำจากปากใบ ซึ่งมีพื้นที่ผิวมหาศาล ป่านั้นมีทั้งกลไกการกัก
และกระจายน้ำออกสู่บรรยากาศอย่างต่อเนื่อง และนั่น ก็อาจเป็นเหตุผลให้ ความชื้นที่ปรกติจะไหลกลับลงทะเล ยังถูกหอบพากลับเข้าลึกไปสู่แผ่นดินได้ต่อเนื่อง ถ้าไมมีมนุษย์มาทำลาย ป่าจะมีความสามารถรุกคืบเข้าไปในแผ่นดินที่ลึกๆได้ และสามารถพาความชื้นเข้าไปในแผ่นดินได้ลึกกว่าที่ไม่มีป่าไม้อยู่
เมื่อกลับมาที่หัวข้อเรื่อง ป่าทำให้เกิดฝน หรือป่าไม่ทำให้เกิดฝน ป่า ก็ไม่เกี่ยวโดยตรงกับกลไกการเกิดฝนตกทั้ง 3 รูปแบบ แต่มันเป็นตัวส่งต่อความชื้น ที่เป็นเงื่อนไขให้กับการเกิดฝนตกอีกทีหนึ่ง ป่าทำให้ฝนที่ตกลงมานั้นคงอยู่ในพื้นที่ ค่อยๆระบายออก และส่งต่อความชื้นลึกเข้าไปในแผ่นดิน ทำให้เกิดความชุ่มชื้น เป็นปัจจัยให้เกิดฝนในแผ่นดินที่ลึกเข้าไป แทนที่จะบอกว่า ป่าทำให้เกิดฝน เราน่าจะบอกว่า ป่า เป็นตัวส่งต่อความชื้นเข้าสู่แผ่นดินที่ลึกเข้าไปในทวีปจะถูกต้องกว่า
------------------------------------------------------------
อ้างอิง
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Precipitation_types
[2] http://www.royalrain.go.th/royalrain/uploads/vcharkarn/ZR2014.pdf
[3] http://www.hydrol-earth-syst-sci.net/11/1013/2007/hess-11-1013-2007.pdf
[4] http://www.sswm.info/category/concept/water-cycle
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น