การหมุนเวียนของบรรยากาศ

โลกมีสัณฐานเป็นทรงกลม โคจรรอบดวงอาทิตย์ 1 รอบ ใช้เวลา 1 ปี   หากโลกไม่หมุนรอบตัวเอง บริเวณเส้นศูนย์สูตรของโลกจะเป็นแถบความกดอากาศต่ำ (L) มีอุณหภูมิสูง เนื่องจากแสงอาทิตย์ตกกระทบเป็นมุมฉาก   ส่วนบริเวณขั้วโลกทั้งสองจะเป็นแถบความกดอากาศสูง (H) มีอุณหภูมิต่ำ เนื่องจากแสงอาทิตย์ตกกระทบเป็นมุมลาดขนานกับพื้น อากาศร้อนบริเวณศูนย์สูตรยกตัวขึ้นทำให้อากาศเย็นบริเวณขั้วโลกเคลื่อนตัวเข้าแทนที่ การหมุนเวียนของบรรยากาศบนซีกโลกทั้งสองเรียกว่า “แฮดเลย์เซลล์” (Hadley cell) ดังในแสดงในภาพที่ 1

ทว่าความเป็นจริง โลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ ใช้เวลา 24 ชั่วโมง เซลล์การหมุนเวียนของบรรยากาศ จึงแบ่งออกเป็น 3 เซลล์ ได้แก่ แฮดเลย์เซลล์ (Hadley cell), เฟอร์เรลเซลล์ (Ferrel cell) และ โพลาร์เซลล์ (Polar cell) ในแต่ละซีกโลก ดังแสดงในภาพที่ 2

แถบความกดอากาศต่ำบริเวณเส้นศูนย์สูตร (Equator low) เป็นเขตที่ได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์มากที่สุด กระแสลมค่อนข้างสงบ เนื่องจากอากาศร้อนชื้นยกตัวขึ้น ควบแน่นเป็นเมฆคิวมูลัสขนาดใหญ่ และมีการคายความร้อนแฝงจำนวนมาก ทำให้เป็นเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง อากาศชั้นบนซึ่งสูญเสียไอน้ำไปแล้วจะเคลื่อนตัวไปทางขั้วโลก

แถบความกดอากาศสูงกึ่งศูนย์สูตร (Subtropical high) ที่บริเวณละติจูดที่ 30° เป็นเขตแห้งแล้ง เนื่องจากเป็นบริเวณที่อากาศแห้งจากแฮดลีย์เซลล์และเฟอร์เรลเซลล์ ปะทะกันแล้วจมตัวลง ทำให้พื้นดินแห้งแล้งเป็นเขตทะเลทราย และพื้นน้ำมีกระแสลมอ่อนมาก เราเรียกเส้นละติจูดที่ 30° ว่า “เส้นรุ้งม้า” (horse latitudes) เนื่องจากเป็นบริเวณที่กระแสลมสงบ (จนเรือใบยุคโบราณไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ลูกเรือต้องโยนข้าวของสินค้า รวมทั้งม้าที่บรรทุกมาทิ้งทะเลเพื่อที่จะให้เรือแล่นได้) อากาศเหนือผิวพื้นบริเวณเส้นรุ้งม้าเคลื่อนตัวไปยังแถบความกดอากาศต่ำบริเวณเส้นศูนย์สูตร ทำให้เกิด “ลมค้า” (Trade winds) แรงโคริออริสซึ่งเกิดจากการหมุนรอบตัวของโลกเข้ามาเสริม ทำให้ลมค้าทางซีกโลกเหนือเคลื่อนที่มาจากทิศตะวันออกเฉียงเหนือ และลมค้าทางซีกโลกใต้เคลื่อนที่มาจากทิศตะวันออกเฉียงใต้ลมค้าทั้งสองปะทะชนกันและยกตัวขึ้นบริเวณเส้นศูนย์สูตร แถบความกดอากาศต่ำนี้จึงมีอีกชื่อหนึ่งว่า “แนวปะทะอากาศยกตัวเขตร้อน” หรือ “ITCZ” ย่อมาจาก Intertropical Convergence Zone 

แถบความกดอากาศต่ำกึ่งขั้วโลก (Subpolar low) ที่บริเวณละติจูดที่ 60° เป็นเขตอากาศยกตัว เนื่องจากอากาศแถบความกดอากาศสูงกึ่งศูนย์สูตร (H) เคลื่อนตัวไปทางขั้วโลก ถูกแรงโคริออริสเบี่ยงเบนให้เกิดลมพัดมาจากทิศตะวันตก เรียกว่า “ลมเวสเทอลีส์” (Westerlies) ปะทะกับ “ลมโพลาร์อีสเทอลีส์” (Polar easteries) ซึ่งพัดมาจากทิศตะวันออก โดยถูกแรงโคริออริสเบี่ยงเบนมาจากขั้วโลก มวลอากาศจากลมทั้งสองมีอุณหภูมิแตกต่างกันมาก ทำให้เกิด ”แนวปะทะอากาศขั้วโลก” (Polar front) มีพายุฝนฟ้าคะนอง อากาศชั้นบนซึ่งสูญเสียไอน้ำไปแล้วจะเคลื่อนตัวไปยังจมตัวลงที่เส้นรุ้งม้าและบริเวณขั้วโลก ทำให้เกิดภูมิอากาศแห้งแล้ง 

องค์ประกอบของบรรยากาศ | ประโยชน์ของบรรยากาศ | ชั้นบรรยากาศ | แรงโคริออลิส | การหมุนเวียนของบรรยากาศ | ฤดูกาล | อิทธิพลของฤดูกาล  | เขตภูมิอากาศโลก | ภูมิอากาศ