แรงที่ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศเหนือน้ำเย็นไปยังบริเวณเหนือน้ำอุ่น คือแรงใด

แรงที่ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศเหนือน้ำเย็นไปยังบริเวณเหนือน้ำอุ่น คือแรงใด

กระแสน้ำในมหาสมุทร
           กระแสน้ำในมหาสมุทร คือ การเคลื่อนที่ของน้ำในมหาสมุทรอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งจะไหลอยู่ตลอดเวลา และไหลเวียนไปทั่วโลกอย่างช้าๆ ในทิศทางเดียวกัน
           การที่โลกของเรานั้นเป็นทรงกลมจึงทำให้อุณหภูมิของน้ำในมหาสมุทรมีความแตกต่างกัน พลังงานจากดวงอาทิตย์จะตกกระทบบริเวณเส้นศูนย์สูตร มากกว่าบริเวณอื่นๆ ทำให้น้ำบริเวณนั้น มีอุณหภูมิสูงขึ้น จึงเบาและลอยตัวขึ้น ( เกิดเป็น กระแสน้ำอุ่น ) ในขณะที่น้ำบริเวณขั้วโลกจะได้รับความร้อนน้อยมาก ทำให้น้ำบริเวณขั้วโลกมีอุณหภูมิต่ำ จะเย็นและจมตัวลง ( เกิดเป็น กระแสน้ำเย็น ) โดย น้ำที่ลอยตัวขึ้น ก็จะไหลไปแทนที่น้ำที่เย็นตัวลง ส่วนน้ำที่เย็นจมตัวลง ก็จะไหลลงในระดับลึก และมาแทนที่น้ำที่ลอยตัวขึ้น
การไหลเวียนของกระแสน้ำในมหาสมุทร
            วงจรการไหลเวียนของน้ำในมหาสมุทร เรียกว่า แถบสายพานยักษ์ (Great Ocean Conveyer Belt) ซึ่งจะเป็นการแสดงให้เห็นถึงวงจรการไหลเวียนหลักของกระแสน้ำในมหาสมุทร กระแสร้อนจากบริเวณเส้นศูนย์สูตรจะไหลไปยังบริเวณขั้วโลก และกระแสน้ำเย็นจากขั้วโลกกลับมาแทนที่บริเวณเส้นศูนย์สูตร ซึ่งสายพานนี้จะได้รับกำลังจากอุณหภูมิ และความเค็มของน้ำที่มีความแตกต่างกันในมหาสมุทร
การไหลเวียนของกระแสน้ำในมหาสมุทร เกิดจาก
           1. ลมประจำฤดูและลมประจำถิ่นที่กระทำต่อผิวน้ำในมหาสมุทร โดยการหมุนเวียนของกระแสน้ำจะเบี่ยงเบนไป เช่นเดียวกับการเบี่ยงเบนของลม คือ มีทิศทางการเคลื่อนที่ทำมุม 45 องศา กับทิศทางลม
           2. ความหนาแน่นและอุณหภูมิของน้ำในมหาสมุทรที่แตกต่างกัน คือ น้ำที่เย็นและเค็มมาก จะมีความหนาแน่นมาก
           3. การลดระดับและเพิ่มระดับของน้ำในมหาสมุทร
           4. ระดับน้ำในมหาสมุทรในแต่ละแห่งมีความแตกต่างกัน
           5. การเกิดปรากฏการณ์แผ่นดินไหว หรือภูเขาไฟระเบิดใต้มหาสมุทร
           น้ำที่มีอุณหภูมต่ำในเขตขั้วโลกจะมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำที่มีอุณหภูมิสูง ในเขตทรอปิก ดังนั้นน้ำจากขั้วโลก จะไหลลงมายังบริเวณเขตศูนย์สูตร ซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่าและจะเคลื่อนที่ออกไป ทำให้เกิดการไหลเวียนของกระแสน้ำ
           กระแสน้ำที่เริ่มจากศูนย์สูตรเรียกว่า กระแสน้ำศูนย์สูตร จะเคลื่อนที่ไปตามแรงของลมสินค้า เมื่อไปพบชายฝั่งตะวันตก จะถูกผลักดันให้ขึ้นไปทางเหนือจนไปพบแนวลมฝ่ายตะวันตก จึงเคลื่อนที่ข้ามมหาสุมรจนกระทั่งพบชายฝั่งจะถูกผลักดันเลาะชายฝั่ง มาบรรจบกับกระแสน้ำที่เส้นศูนย์สูตรตามเดิม
           กระแสน้ำที่ออกจากศูนย์สูตรจะเป็นกระแสน้ำอุ่น แต่เมื่อออกจากชายฝั่งด้านตะวันตกของทวีป อุณหภูมิของน้ำจะต่ำ จึงกลายเป็นกระแสน้ำเย็นลงมาทางละติจูดต่ำ
อิทธิพลของกระแสน้ำในมหาสมุทร
           1. กระแสน้ำในมหาสมุทรมีอิทธิพลต่ออุณหภูมิบนพื้นโลก โดยกระแสน้ำจะช่วยในการถ่ายเทความร้อน จากละติจูดต่ำไปสู่ละติจูดกลาง และละติจูดสูง กระแสน้ำอุ่น ช่วยเพิ่มระดับอุณหภูมิบริเวณชายฝั่งในเขตละติจูดสูงให้สูงขึ้น เช่น ทำให้ชายฝั่งประเทศสหราชอาณาจักรมีอุณหภูมิไม่ลดลงต่ำมาก กระแสน้ำเย็น ช่วยลดระดับอุณหภูมิบริเวณชายฝั่งในเขตละติจูดต่ำให้เย็นลง เช่น ทำให้บริเวณช่ายฝั่งแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา มีอุณหภูมิไม่สูง มากนัก ทั้งๆที่เป็นฤดูร้อน เป็นต้น
           2. กระแสน้ำต่างชนิดกัน ถึงแม้ว้าจะไหลผ่านในละติจูดเดียวกัน อาจก่อให้เกิดภูมิอากาศที่แตกต่างกัน เช่น ในทวีปแอฟริกา มีกระแสน้ำเย็นไหลผ่านทางด้านตะวันตกของทวีป ส่งผลให้มีภูมิอากาศแห้งแล้งแบบทะเลทราย เช่น ทะเลทรายคาลาฮาลี ในประเทศนามิเบีย ส่วนทางด้านตะวันออกของทวีป มีกระแสน้ำอุ่นไหลผ่าน ส่งผลให้มีภูมิอากาศแบบทุ่งหญ้าสะวันนา ซึ่งมีความชุ่มชื้นมากกว่าด้านตะวันตกของทวีป เป็นต้น
           3. บริเวณที่มีกระแสน้ำเย็นและกระแสน้ำอุ่นไหลมาปะทะกัน จะมีแพลงก์ตอนซึ่งเป็นอาหารของปลาอยู่เป็นจำนวนมาก จึงเป็นแหล่งปลาชุกชุม มีประโยชน์ทางด้านการประมง เช่น บริเวณคูริลแบงส์ ประเทศญี่ปุ่น เป็นบริเวณที่กระแสน้ำอุ่นกุฏรชิโวและกระแสน้ำเย็นโอยาชิโว ไหลมาปะทะกัน เป็นต้น

แรงที่ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศเหนือน้ำเย็นไปยังบริเวณเหนือน้ำอุ่น คือแรงใด

       http://www.l3nr.org/posts/518196

แรงที่ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศเหนือน้ำเย็นไปยังบริเวณเหนือน้ำอุ่น คือแรงใด

การหมุนเวียนของบรรยากาศ

ธรรมดาอากาศย่อมเคลื่อนตัวอยู่เสมอ การเคลื่อนตัวของอากาศก็คือลมซึ่งพัดตามแนวนอนนั่นเอง แต่ตามความจริงแล้ว อากาศเคลื่อนตัวทั้งแนวนอนและแนวตั้ง ลมทางแนวนอนมักจะมีอัตราเร็วมากกว่าตามแนวตั้งมาก ลมตามแนวนอนอาจจะพัดตั้งแต่ ๕ กิโลเมตรต่อชั่วโมง ถึง ๓๐๐ กิโลเมตรต่อชั่วโมง เช่น ลมในพายุทอร์นาโด หรือพายุไต้ฝุ่น อาจจะมีความเร็ว ๒๐๐ ถึง ๖๐๐ กิโลเมตรต่อชั่วโมง ความเร็วของลมเฉลี่ยในบริเวณหนึ่ง อาจจะอยู่ในขนาด ๑๕ ถึง ๒๕ กิโลเมตรต่อชั่วโมง แต่ในบางบริเวณ เช่น แถวประเทศนิวซีแลนด์ในซีกโลกใต้ซึ่งอยู่ระหว่างละติจูด ๔๐ ถึง ๕๐ องศาใต้ ลมตะวันตกมักจะพัดแรงอยู่ในขนาด ๖๐ ถึง ๘๐ กิโลเมตรต่อชั่วโมงเสมอ นอกจากนี้แล้วในกระแสลมกรด (jetstream) ซึ่งอยู่ในระดับสูงประมาณ ๙ ถึง ๑๐ กิโลเมตรจากพื้นดิน ลมอาจจะแรงได้ ๒๐๐ ถึง ๔๐๐ กิโลเมตรต่อชั่วโมง

แรงที่ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศเหนือน้ำเย็นไปยังบริเวณเหนือน้ำอุ่น คือแรงใด

ลมในความกดอากาศสูง และความกดอากาศต่ำ กับกฎของ บายส์-บัลลอต (Buys-Ballot's Law) ในซีกโลกเหนือ
(ลูกศรแสดงทิศของลม) ส่วนลมในแนวตั้งนั้น มักจะมีความเร็วน้อย ในบรรยากาศส่วนใหญ่โดยทั่วไป ลมนี้อาจจะมีความเร็วประมาณ ๕ เซนติเมตรต่อวินาที หรือ ๑๘๐ เมตรต่อชั่วโมง แต่ในพายุฟ้าคะนองขนาดใหญ่ กระแสลมแนวตั้งอาจจะมีความเร็วถึง ๑๐๐ กิโลเมตรต่อชั่วโมง กระแสลมเกิดขึ้นได้ ก็เพราะอากาศมีความกดอากาศต่างกัน ซึ่งจะทำให้เกิดแรงดันขึ้น ความแตกต่างของความกดอากาศนี้ เกิดขึ้นได้ เนื่องจากความแน่นของอากาศต่างกัน การที่มีความแน่นต่างกันก็เพราะอุณหภูมิของอากาศไม่เท่ากัน ซึ่งเกิดจากความแตกต่างของความร้อนตามบริเวณต่างๆ ของโลก

ตามธรรมดาแล้ว อากาศในบริเวณที่มีความกดสูง ย่อมเคลื่อนตัวไปยังบริเวณที่มี ความกดอากาศต่ำ รูปร่างของความกดอากาศ มีลักษณะคล้ายๆ กับรูปร่างาของภูเขาและเหว มีทั้งบริเวณความกดอากาศสูง และบริเวณความกดอากาศต่ำ เส้นที่ลากตามจุด ต่างๆ ซึ่งมีความกดอากาศเท่ากัน เรียกว่าเส้นไอโซบาร์ (isobar) และเส้นที่ลากตามจุดต่างๆ ซึ่งมีอุณหภูมิเท่ากัน เรียกว่า เส้นไอโซเทอร์ม (isotherm) และความแตกต่างของ ความกดอากาศหารด้วยระยะทางที่ใกล้ที่สุดระหว่างเส้นไอโซบาร์ เรียกว่า เกรเดียนต์ของ ความกดหรือความชันของความกด (pressure gradient)

แรงที่ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศเหนือน้ำเย็นไปยังบริเวณเหนือน้ำอุ่น คือแรงใด

แสดงกรรมวิธีต่างๆ ที่ทำให้เกิดกระแสลมตามแนวตั้ง กระแสลมแนวตั้งเกิดจากลมพัดเข้าหากัน ถ้าหากว่าโลกของเราไม่หมุนรอบตัวเอง ตามหลักแล้วอากาศซึ่งอยู่ในที่ซึ่งมีความกดสูงย่อมจะเคลื่อนตัวไปสู่ที่ซึ่งมีความกดต่ำ แต่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่า โลกหมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันตกไปทิศตะวันออกทุกๆ ๒๔ ชั่วโมงต่อรอบ การหมุนของโลกนี้ มีอิทธิพลสำคัญต่อทิศทางของการเคลื่อนตัว หรือหมุนเวียนของอากาศทั่วโลก ซึ่งเราจะได้กล่าวต่อไปอีก
แรงที่ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศเหนือน้ำเย็นไปยังบริเวณเหนือน้ำอุ่น คือแรงใด
มวลอากาศร้อน ซึ่งมีความแน่นน้อยกว่าและเบากว่า เคลื่อนตัวทับมวลอากาศเย็นซึ่งมีความแน่นมากกว่า ทำให้เกิดเมฆและฝนได้

การเคลื่อนตัวของอากาศจะอยู่ใต้อิทธิพลของแรงเฉ (deflecting force) ซึ่งเกิดจาก การหมุนรอบตัวเองของโลก แรงเฉนี้มีชื่อว่า แรงคอริ โอลิส (Coriolis force) ซึ่งตั้งชื่อไว้เพื่อเป็นเกียรติแก่ จี จี คอริ โอลิส (Gaspard Gustave de Coriolis, ค.ศ. ๑๗๙๒-๑๘๔๓ ชาวฝรั่งเศส นักคณิตศาสตร์) ซึ่งเป็นผู้ดำเนินงานเกี่ยวกับแรงเฉนี้ตั้งแต่แรก

ในซีกโลกเหนือ แรงเฉจะทำให้ลมพัดเฉไปทางขวาของทิศเดิม ในซีกโลกใต้ แรงเฉจะทำให้ลมพัดเฉไปทางซ้ายของทิศเดิม

เนื่องจากการพิจารณาแรงเฉนี้ จึงทำให้เรามีหลักเกี่ยวกับการสังเกตบริเวณความกดอากาศต่ำและสูงได้ เรียกว่า กฎของบายส์-บัลลอต (Christoph H.D. Buys-Ballot, ค.ศ. ๑๘๑๗-๑๘๙๐ ชาวฮอลันดา นักอุตุนิยมวิทยา) ซึ่งเขาเป็นผู้ค้นคิดกฎอันนี้ขึ้น คือ

  • เมื่อเราหันหน้าไปตามทิศที่ลมพัดในซีกโลกเหนือ บริเวณความกดอากาศต่ำจะอยู่ทางซ้ายมือ และบริเวณความกดอากาศสูง จะอยู่ทางขวามือของเรา หรือ
  • เมื่อเราหันหน้าไปตามทิศที่ลมพัดในซีกโลกใต้ บริเวณความกดอากาศต่ำจะอยู่ทางขวามือ และบริเวณความกดอากาศสูง จะอยู่ทางซ้ายมือของเรา
กระแสลมแนวตั้ง

   ได้กล่าวมาแล้วว่า กระแสลมแนวตั้งมีความเร็วน้อยกว่ากระแสลมแนวนอนมาก โดยปกติแล้วจะน้อยกว่ากัน ๑๐ เท่า แต่กระแสลมแนวตั้ง ก็มีความสำคัญมาก เพราะเป็น ปัจจัยสำคัญยิ่งอย่างหนึ่งที่ทำให้เกิดเมฆและฝน

แรงที่ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศเหนือน้ำเย็นไปยังบริเวณเหนือน้ำอุ่น คือแรงใด

ลมพัดผ่านภูเขา อากาศจะพัดขึ้นในแนวตั้ง และพัดลงเมื่อผ่านภูเขาแล้ว กระแสลมแนวตั้ง อาจเกิดขึ้นได้จากกรรมวิธีธรรมชาติหลายอย่าง เช่น ลมแนว นอนพัดผ่านภูเขา อากาศจำต้องพัดขึ้นภูเขา และเมื่อผ่านยอดแล้ว ก็จะพัดลงต่ำเป็นต้น หรือเมื่อกระแสลมอุ่นพัดมาปะทะกับกระแสลมเย็น อากาศทั้งสองนี้จะไม่ผสมกันทันที แต่กระแสลมอุ่นจะพัดลอยขึ้นเหนือกระแสลมเย็นของมวลอากาศเย็น ซึ่งหนักกว่าและ ย่อมจะอยู่เบื้องล่าง
แรงที่ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศเหนือน้ำเย็นไปยังบริเวณเหนือน้ำอุ่น คือแรงใด

แผ่นดินร้อนมากในตอนบ่าย ทำให้อากาศร้อนและเบาลอยตัวขึ้น อาจเกิดเมฆและพายุได้เช่นกัน หรือบางครั้งมีกระแสลมที่บริเวณพื้นดินพัดสอบเข้าหากัน (converge) คล้ายกับถนน สองสายหรือมากกว่า ซึ่งมีแนวเข้าหากัน เมื่อเป็นเช่นนี้ จะทำให้ลมที่ปะทะกันนั้นลอยตัว ขึ้นไปยังระดับสูงเป็นกระแสลมแนวตั้ง จึงทำให้เกิดเมฆหรือฝนได้

ในตอนบ่าย พื้นดินถูกรังสีจากดวงอาทิตย์เผาให้ร้อนขึ้น ทำให้ความแน่นของอากาศ มีน้อย และอากาศจะลอยตัวขึ้น อากาศซึ่งลอยตัวขึ้นนี้จะขยายตัวและเย็นลง ไอน้ำใน อากาศก็จะกลั่นตัวกลายเป็นเมฆ ซึ่งในลักษณะนี้ เรามักจะเห็นเมฆพายุฟ้าคะนองในตอนบ่ายบ่อยๆ ฉะนั้นเราจึงพอจะกล่าวโดยทั่วไปได้ว่า อากาศร้อนจะลอยตัวขึ้น (convection) อากาศเย็นมักจะเคลื่อนลงต่ำ (จมลง subsidence) การลอยตัวขึ้นของมวลอากาศ ซึ่ง เกิดจากความร้อนแตกต่างกัน ภาษาอังกฤษเรียกว่า thermal convection และเมฆซึ่งเกิดจากความร้อนนี้มักจะเป็นเมฆที่ก่อตัวทางแนวตั้ง ซึ่งเราเรียกว่า เมฆคิวมูลัส (cumulus) หรือคิวมูโลนิมบัส (cumulonimbus)