209241 ch02

209241 อทกวทยา I บทท 2 กาลอากาศและอทกวทยา

2-1 ณฐ มาแจง ภาควศวกรรมทรพยากรนา มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

หลกอทกวทยา บทท 21 กาลอากาศและอทกวทยา

(Weather and Hydrology) นาทาผวดนมความสมพนธกบ การหมนเวยนของอากาศ อณหภม ความชน ลม นกอทกวทยาจาเปนจะตองเรยนร

2.1 การหมนเวยนของอากาศ (Thermal Circulation)

2.1.1 การหมนเวยนของอากาศเนองจากความรอน

ถาพจารณาใหโลกหยดนง บรเวณศนยสตรจะไดรบแสงอาทตยมากกวาบรเวณอน การไหลเวยนของอากาศจงเปนดงรป

2.1.2 การเปลยนแปลงการหมนเวยนเนองจากโลกหมน

แตทจรงแลวการไหลเวยนของอากาศไมเปนดงรปเนองจาก 1) โลกหมนรอบตวเอง 2) โลกโคจรรอบดวงอาทตย 3) พนผวโลกไมราบเรยบ

เนองจากโลกหมนจากตะวนตกไปยงตะวนออกดวยอตราเรว 1,040 ไมลตอชวโมง แตความเรวลมสมพทธกบพนโลกมคาไมถง เนองจากมแรงเสยดทานระหวางอากาศกบผวดน ดงนนจะเหนวามลมพดผานสวนตาง ๆ ของผวโลกตลอดทงป ไดแก

1ทมา: รศ.ดร.วระพล แตสมบต : “หลกอทกวทยา”, ฟสกสเซนเตอร, 2528.



2.1.3 การเปลยนแปลงการหมนเวยนเนองจากพนผวโลก

การเคลอนทของมวลอากาศในแนวราบของชนบรรยากาศมทศทางพงเขาสบรเวณความกดอากาศตา (low pressure) ซงเปนบรเวณทอากาศอบอนจะลอยตวขน คอทเสนศนยสตรและทละตจด 60 องศา สวนบรเวณความกดอากาศสง (high pressure) ไดแกทละตจด 30 องศา และทขวโลก

เนองจากผวโลกประกอบไปดวยดนและนา และอตราการเพมและการคายความรอนจะแผกระจายในนาดวยความลกมาก ในขณะทในผวดนจะเปนผลเฉพาะบรเวณใกล ๆ ผวเทานน

นอกจากนความรอนแฝงของดนจะตากวาของนา ดวยเหตนในฤดหนาวพนดนจะเยนกวาบรเวณมหาสมทรเพราะมแนวโนมวามการสะสมของมวลอากาศเยนบรเวณผวดนและมวลอากาศรอนทผวน า

เขตลมสงบบรเวณรงมา

ลมตะวนตก

ลมขวโลก

ลมสนคา

เขตลมสงบบรเวณอเควเตอร

ลมสนคา

เขตลมสงบบรเวณรงมา

ลมตะวนตก

ลมขวโลก



ดงนนในฤดหนาวความกดอากาศสงจะอยบรเวณผวดนและความกดอากาศตาจะอยเหนอบรเวณมหาสมทร สวนในฤดรอนจะเปนไปในทางตรงกนขาม

จากความแตกตางของอณหภมและความแตกตางของความกดอากาศระหวางพนดนกบเหนอพนนาทาใหเกดลมพดจากแผนดนออกสทะเลและพดจากทะเลเขาสแผนดนเปนบรเวณกวางและระยะเวลานานเรยกวาลมมรสม ซงม 2 ชนดคอ

1) ลมมรสมฤดรอน เปนลมทพดจากทะเลและมหาสมทรเขาสพนทวป ชวงประมาณเดอนพฤษภาคมถงตลาคม

รปท 2.4 ลกษณะของความดนอากาศทระดบนาทะเลปานกลาง (มลลบาร) และทศทางของกระแสลมเดอน

กรกฎาคม (ฤดรอน)

2) ลมมรสมฤดหนาว เปนลมทพดจากใจกลางทวปไปสบรเวณทะเลและมหาสมทร ชวงประมาณเดอนธนวาคมถงกมภาพนธ



รปท 2.3 ลกษณะของความดนอากาศทระดบนาทะเลปานกลาง (มลลบาร) และทศทางของกระแสลมเดอน

มกราคม (ฤดหนาว)

2.1.4 ระบบการหมนเวยนแบบครงคราว (Migratory system)

การหมนเวยนของอากาศแบบครงคราวนแบงออกเปนสองชนดคอ

1) ลมพายหมน (Cyclone) แบงออกเปนสองชนดคอ

1.1) ลมพายหมนโซนรอน (Tropical cyclone)



Cyclone Catarina (South Atlantic tropical cyclone hit southeastern Brazil in late March 2004)

1.2) ลมพายหมนโซนรอนพเศษ (Extratropical cyclone)



Hurricane Florence in the north Atlantic after completing its transition to an extratropical cyclone from a

hurricane



2) ลมแอนตไซโคลน (Anticyclone) ตรงกนขามกบไซโคลน



รปท 2.5 ตวอยางของการหมนเวยนของมวลอากาศในซกโลกภาคเหนอ

รป แผนทแสดงรองมรสมและทางเดนพายจรทผานประเทศไทย



2.1.5 ลมพาย

ลมพาย หมายถงลมแปรปรวนทเกดขนทนททนใด พดแรง แบงออกเปน 3 ชนดคอ

1) ลมพายฝนฟาคะนอง (Thumder storm) เกดขนในฤดรอนบนแผนดน

2) ลมพายหมน (Cyclone) เกดขนบรเวณความกดอากาศตา

มหาสมทรอนเดย ไซโคลน

หมเกาะฟลปปนส ลมบาเกยว

ทะเลจน ลมใตฝ น

หมเกาะอนเดย ลมสลาตน

สหรฐ ทอรนาโด

ลมพายหมนหรอระบบความกดอากาศต าเคลอนท ยงแบงตามความเรวลมไดดงน

ความเรว > 75 ไมลตอชวโมง พายหมน

ความเรวระหวาง 75 - 40 ไมลตอชวโมง พายโซนรอน

ความเรว < 40 ไมลตอชวโมง ดเปรชน

3 ) ลมพายแอนตไซโคลน (Anticyclone) เปนลมหมนเวยนออกจากความกดอากาศสง ไมมความรายแรงเทาไร

2.2 อณหภม

2.2.1 การวดอณหภม (Measurement of temperature)

เครองมอทใชวดอณหภมคอ เทอรโมมเตอร (Thermometer) ซงจะตองตดตงอยในตวดอณหภมหรอเรยกวา instrument shelter การเกบขอมลทเกยวกบอณหภมในทางอทกวทยา ไดแก



1) จดหรอบนทกอณหภมตลอดเวลาหรอทก ๆ ชวโมง

2) จดหรอบนทกอณหภมวนละครงซงประกอบดวย

อณภมขณะบนทก อณหภมตาสด อณหภมสงสดของวน

ชนดของเทอรโมมเตอร

1) เทอรโมมเตอรบนทกอณหภมตาสด

2) เทอรโมมเตอรบนทกอณหภมสงสด

3) เทอรโมมเตอรแบบอตโนมต

2.2.2 ศพทนยาม

1) average, mean, normal 2) mean daily temperature 3) normal daily temperature 4) daily range 5) mean monthly temperature



6) mean annual temperature 7) degree day 2.2.3 อตราการเปลยนแปลงอณหภมในแนวดง (lapse rate)

คาวา lapse rate หรอ vertical temperature gradient คอ อตราการเปลยนแปลงอณหภมในแนวดงของบรรยากาศ โดยทวไปแลวอณหภมของอากาศจะลดลงเฉลยประมาณ 3.8 องศาฟาเรนไฮทตอความสงขนไป 1000 ฟต หรอประมาณ 0.7 องศาเซลเซยสตอความสง 100 เมตร

Adiabatic process คอกรรมวธทสารเปลยนแปลงอณหภม โดยมไดมการเปลยนแปลงความรอน

Dry air หรอ non-saturated air หมายถงมวลอากาศทยงไมอมตวดวยไอนา กลาวคอสามารถรบไอนาเพมไดอก ถาอณหภมของมวลอากาศทไมอมตวดวยไอนาลดลงเรอย ๆ จนไอนาบางสวนเรมกลนตวเปนละออง อณหภมนเรยกวา saturated temperature

Moist air หรอ saturated air หมายถงมวลอากาศทอมตวดวยไอนา คอไมสามารถรบไอนาเพมไดอก

Dry-adiabatic lapse rate ประมาณ 5.4 องศาฟาเรนไฮทตอความสงเพมขน 1000 ฟต ( 1 องศาเซลเซยสตอความสง 100 เมตร)

ถามวลอากาศทอมตวดวยไอนาลอยตวสงขน อณหภมเยนลง ไอนาบางสวนเปนละอองนา คายความรอนแฝงมาเพมใหกบมวลอากาศ ลดอตราการเยนลงของมวลอากาศทลอยตวสงขน

saturated-adiabatic lapse rate (< dry-adiabatic lapse rate ) ซงอตราอณหภมนจะเปนปฏภาคสวนกลบกบจานวนไอนาหรออณหภมของมวลอากาศ และมคาเฉลยสาหรบอณหภมชนลาง (อณหภมสงกวาจดแขงตว)

ประมาณครงหนงของอตราการเปลยนแปลงอณหภมของมวลอากาศแหง สาหรบทสง ๆ และอณหภมตา มวลอากาศมไอนานอย อตราการเปลยนแปลงอณหภมในแนวดงจะไมแตกตางกบอตราการเปลยนแปลงอณหภมของมวลอากาศแหงมากนก

ขณะทไอนากลนตวและกาลงลอยสงขนไป นาฝนทตกลงมากจะนาเอาความรอนแฝงบางสวนลงมาดวย เหลอความรอนแฝงทจะเพมใหมวลอากาศนอยลง pseudo adiabatic lapse rate ซงมคาแตกตางจาก saturated-adiabatic lapse rate เพยงเลกนอย แตจรง ๆ แลวกรรมวธนไมเปน adiabatic process ทเดยว เพราะมความรอนหายไป (ถกดงมากบเมดฝน) และมวลอากาศเมอลอยกลบลงมากอาจกลายสภาพเปนมวลอากาศแหงไปกได



รป Dry air

รป Wet air



2.2.4 การแพรกระจายทางดานอณหภม

โดยทวไปอณหภมของอากาศบรเวณผวโลกจะสงในบรเวณละตจดตา ๆ และจะลดลงเมอละตจดสงขน แตอาจแตกตางไปเนองจากสภาพแวดลอม เชน ภาคพนทวป ทะเล มหาสมทร ลกษณะภมประเทศและชนดของพชปกคลม เปนตน

2.2.5 การเปลยนแปลงอณหภมตามกาลเวลา

อณหภมจะเปลยนแปลงในวนหนง ๆ เชน กลางวนกบกลางคน และ อณหภมจะเปลยแปลงตามฤดกาล เชน ฤดรอน-ฤดฝน-ฤดหนาว เปนตน

ตวอยาง มวลอากาศชนมอณหภม 60 องศาฟาเรนไฮททระดบ 2000 ฟต (ร.ท.ก.) ถกทาใหลอยตวขามหบเขาซงมยอดสง 8000 ฟต (ร.ท.ก.) และลอยตวตาลงมาอยทระดบเดมหลงเขาดงรป สมมตวาการลอยตวขนมาจากเดมประมาณ 2000 ฟต มวลอากาศเรมอมตว ถามวาอณหภมในขนสดทายทมวลอากาศลอยตวตาลงมาถงระดบเทาเดมนนเปนเทาใด

วธทา

ทระดบ 4000 ฟต ร.ท.ก. = 60 - 5.4 ( 2 ) = 49.2 องศาฟาเรนไฮท

ทระดบ 8000 ฟต ร.ท.ก. = 49.2 - 2.7 ( 4 ) = 38.4 องศาฟาเรนไฮท

ทระดบ 2000 ฟต ร.ท.ก. (หลงเขา) = 38.4 + 5.4 ( 6 ) = 70.8 องศาฟาเรนไฮท

2.3 ความชน (Humidity)

2.3.1 คณสมบตของไอนา (Properties of water vapor)

แรงดนไอนา (water vapor), e คอ แรงดนยอยทเกดจากไอนาทมอยในบรรยากาศ ถาในภาชนะทบรรจทงไอนาและอากาศชนอยมแรงดนไอนาและอากาศรวมกนเทากบ p และเมอลดจานวนไอนาในภาชนะลงจนอยในสภาวะมวลอากาศแหงซงมแรงดนเทากบ p’ แรงดนไอนาจะมคาเทากบ p - p’



การระเหยของนาจะเกดขนไดเมอ ความดนไอนาของผวนา ew มคามากกวาความดนไอนาของอากาศ ea ถา ew = ea การระเหยจะหยดทนทเพราะเกดการสมดลยหรอมวลอากาศทอยใกล ๆ กบผวน าเกดการอมตว

จานวนหรอปรมาณไอนาสงสดทบรรยากาศสามารถรบไวไดนน

ขนอยกบอณหภมของอากาศ ไมขนอยกบจานวนของแกสตาง ๆ ทมอยในอากาศ

สภาพของบรรยากาศทมปรมาณไอนาสงสดสาหรบอณหภมทกาหนดใหนนเรยกวาสภาพอมตวของบรรยากาศ

ความดนของไอนาทเกดจากสภาพอมตวนเรยกวา saturated vapor pressure ความดนไอนาสงสดสาหรบอณหภมทกาหนดให

กรรมวธทไอนาเปลยนสถานะมาเปนของเหลวหรอของแขงเรยกวา การกลนตว (condensation)

เมอมวลอากาศแหงถกลดอณหภมลงเรอย ๆ ภายใตความดนทคงท ถงจดหนงทมวลอากาศแหงจะกลายเปนมวลอากาศชนซงกคอ อมตวดวยไอนา อหภมทจดนเรยกวาจดนาคาง (dew point temperature) หรออณหภมอมตว (saturation temperature)

หากมวลอากาศถกลดอณหภมลงถงจดนาคาง ไอนาในมวลอากาศจะเรมกลนตวกลายเปนละอองนา

Latent heat of vaporization หมายถง ปรมาณความรอนทหนงหนวยมวลสารดดเขาไปใชในการเปลยนสถานะจากของเหลวเปนไอ โดยปราศจากการเปลยนแปลงอณหภม

ในทางตรงกนขาม เมอหนงหนวยมวลสารเปลยสถานะจากไอกลบมาเปนของเหลวกจะปลอยปรมาณความรอนออกมาดวยจานวนเทา ๆ กน โดยทอณหภมของมวลสารจะไมเปลยนแปลง ปรมาณความรอนดงกลาวคอ Latent heat of condensation

จานวน heat of vaporization ของนา, Hv หนวยเปนคาลอรตอกรม จะแปรผนกบอณหภมซงสามารถคานวณไดจากสตร

597.3 0.564vH T= − (2.1)

เมอ T คอ อณหภมหนวยเปนองศาเซลเซยส (T < 40 °C)

Latent heat of fusion หมายถง ความรอนทตองการทจะละลายนาแขงหนงกรมใหกลายเปนของเหลวโดยทอณหภมไมเปลยนแปลง (สาหรบนาเทากบ 79.7 คาลอรตอกรม)

Latent heat of sublimation หมายถง ปรมาณความรอนทตองการเพอทจะเปลยนสถานะจากนาแขงหนกหนงกรมใหเปนไอนาทอณหภมเดยวกนโดยไมเปลยนเปนของเหลวกอน ซงมคาเทากบ latent heat of vaporization + latent heat of fusion



Density of water vapor (ρv) จากสมการของ perfect gas คอ

PV RT= (2.2)

เมอ P = ความดนของแกส (มลลบาร)

V = ปรมาณของแกสตอนาหนกหนงกรม

R = คาคงทของแกส

T = อณหภมสมบรณ (องศาเคลวน, K)

ในกรณไอนา P = e, V=1/ρ, R = RV ดงนนสมการท (2-2) จะได

VV

eR T

ρ = (2.3)

เนองจาก specific gravity ของไอนามคาเทากบ 0.622 เทากบของแกสตาง ๆ ดงนน

0.622V a

d V

m Rm R

= =

เมอ md = คาน าหนกโมเลกลของมวลอากาศแหง

mV = คาน าหนกโมเลกลของไอนา

Rg = คาคงทของแกส (2.87x103

มลลบาร)

แทนคาในสมการ (2-3) จะได

0.622V

g

eR T

ρ =

(กรมตอลกบาศกเซนตเมตร) (2.4)

Density of dry air (ρd) คานวณไดจากสตร

dd

g

PR T

ρ =

(กรมตอลกบาศกเซนตเมตร) (2.5)

เมอ Pd คอ ความดนของมวลอากาศแหง (มลลบาร)

Density of moist air (ρa) = (มวลสารของไอนา + มวลอากาศแหง)/(ปรมาตรของสวนผสม (มวลอากาศชน))

สมมตวา Pa เปนความดนรวมของมวลอากาศชน จะไดผลตาง Pa - e เปนความดนยอยของมวลอากาศแหง จากสมการ (2-4) และ (2-5) จะได

0.622 da V d

g g

PeR T R T

ρ ρ ρ= + = +



0.3780.622 a aa

g g g

P e P eeR T R T R T

ρ − −= + =

หรอ

1.0 0.378aa

g a

P eR T P

ρ⎛ ⎞

= −⎜ ⎟⎝ ⎠

(2.6)

จะเหนวา ρa < ρd (อณหภมและความดนเดยวกน)

2.3.2 ศพทนยาม (Terminology)

Dew point temperature (Td) หรอ อณหภมจดนาคาง หมายถงอณหภม ณ จดทอากาศเรมอมตวเมอถกทาใหเยนลงภายใตความดนคงทและจานวนไอนาคงท หรออาจกลาวไดอกอยางวาเปนอณหภม ณ จดทความดนของไอนาขณะทมอยนนเทากบความดนของไอนาเมออมตว

Relative humidity (f) ความชนสมพทธ หมายถง เปอรเซนตของอตราสวนระหวางความดนไอนาทมอยจรงในขณะนนตอความดนไอนาเมออมตว

f = (จานวนความชนทมอยจรงขณะนน)/(จานวนความชนทจะมไดหากถงจดอมตว)

f = (ความดนของไอนาทมอยจรงขณะนน)/( ความดนของไอนาเมอถงจดอมตว)

(100)%s

efe

= (2.7)

Specific humidity (qh) ความชนจาเพาะ หมายถง จานวนมวลสารของไอนาตอหนงหนวยมวลสารของมวลอากาศชน โดยปกตแลวมหนวยเปนกรมตอกโลกรม

1000 vh

a

q ρρ

=

622 622 0.378h

a a

e eqP e P

= ≈−

(2.8)

ในเมอ 0.378e มคานอยมากเมอเปรยบเทยบกบ Pa

ความชนในบรรยากาศจะคานวณหาไดจากการอานคา wet และ dry bulb temperature ดวยเครองมอทเรยกวา psychrometer จานวนความชนซงสวนมากจะแสดงคาในรปของความดนไอ คานวณไดจากสตร

( ) 320.000367 11571w

s a wTe e P T T −⎡ ⎤= − − +⎢ ⎥⎣ ⎦

(2.9)

เมอ es = ความดนไอนาเมออมตว (มลลบาร) ซงขนอยกบคาของอณหภม

T = dry bulb temperature (องศาฟาเรนไฮท)

Tw = wet bulb temperature (องศาฟาเรนไฮท)



ในระบบเมตรก

( )( ) 0.00066 1 0.00115s a w we e P T T T= − − + (2.10)

เมอ T และ Tw มหนวยเปนองศาเซลเซยส

คาแตกตางระหวางอณหภมกระเปาะแหงและอณหภมกระเปาะเปยก T – Tw เรยกวา wet bulb depression เมอทราบอณหภมอากาศ และคา wet bulb depression สามารถอานคาอณหภมจดนาคาง ไดจากตารางท ก-3 และ ก-4 สวนคาความชนสมพทธอานไดจากตารางท ก-5 และ ก-6

Precipitable water (Wp) คอจานวนไอนาทงหมดในชนบรรยากาศ อาจจะแสดงอยในหนวยของความลกเปนมลลเมตรหรอนวของ precipitable water หรอ potential precipitation

0.0004 p ahW q P= Σ Δ (2.11)

เมอ Wp = precipitable water (นว)

= คาเฉลยของความชนจาเพาะทจดบนและลางของแตละชนยอย (กรมตอกโลกรม)

Pa = ความดนของอากาศ (มลลบาร)

ดงนนหากชนของบรรยากาศแบงออกเปนชนยอยซงทาใหมความดนบรรยากาศตางกนเทากบ ΔPa ปรมาณ precipitable water ของอากาศชนยอย ๆ ทแบง

0.0004 p h aW q PΔ = Δ (2.11)

( ) ( )( )12h h Upper h Lowerq q q= +

และจานวน precipitable water ทงหมดคอ p pW W= ΣΔ

Precipitable water อาจคานวณไดดวยการใช monograph และใชอณหภมทจดนาคาง ณ ระดบซงมความดนตามกาหนด คาประมาณอาจจะคานวณดวยการใชอณหภมจดนาคางหรอความดนไอนาทผวโลก และการสมมตคาอตราการเปลยนแปลงอณหภมและความชนในแนวดง



รปท 2.7

2.3.3 การวดความชน (measurement of Humidity)

โดยทวไปการวดความชนในชนผวของบรรยากาศใชเครองมอเรยกวา psychrometer ซงประกอบดวย เทอรโมมเตอร 2 อน คอ กระเปาะแหง (dry bulb) ทาหนาทบณทกอณหภมของอากาศธรรมดา



และ กระเปาะเปยก (wet bulb) คาความแตกตางทอานไดจากเทอรโมมเตอรทงสองเรยกวา wet bulb depression คาของอณหภมทอานไดจากเทอรโมมเตอรกระเปาะแหงและ wet bulb depression จะนาไปอานคาความชนทไดจากตารางทเรยกวา psychrometric tables

Hair hygrometer เปนเครองมอวดความชน จากหลกการทวาความยาวของเสนผมจะเปลยนไปตามความชนสมพทธ การเปลยนแปลงความยาวนจะถกถายทอดไปยงปลายปากกาทบอกความชนสมพทธตามมาตราสวนทไดออกแบบไว

Hair hygrograph คอ Hair hygrometer ทคาความชนบนทกลงกระดาษกราฟทพนรอบทรงกระบอกทหมนได

Hygrothermograph เปนเครองมอทมทง hair hygrograph และ thermograph อยรวมกน สามารถบณทกไดทงความชนสมพทธและอณหภม



Dewpoint hygrometer เปนเครองมอทใชสาหรบวดจดนาคาง

2.3.4 การแพรกระจายทางดานภมศาสตรของความชน

ความชนจะลดลงเมอละตจดสงขน แตความชนสมพทธซงเปนฟงกชนผกผนกบอณหภมจะเพมขน ความชนของบรรยากาศจะมมาก บรเวณเหนอมหาสมทรและลดลงไปตามระยะจากชายฝงเขาสแผนดน และลดลงเมอระดบสงขน และบรเวณปาทบมความชนสงกวาบรเวณทโลงแจง

2.3.5 การเปลยนแปลงความชนตามเวลา

ความชนในบรรยากาศแปรผนตามฤดกาล ความชนในบรรยากาศในฤดรอนจะมมากกวาในฤดหนาว คาเฉลยรายเดอนของ precipitable water เหนอภาคพนทวปในเดอนทแหงแลงทสดจะประมาณครงหนงของคาเฉลยรายป สวนเดอนทมากทสดจะประมาณสองเทาของคาเฉลยรายป



ตวอยาง สมมตวาอณหภมของอากาศเทากบ 28.5 องศาเซลเซยสและอณหภมกระเปาะเปยกของอากาศเทากบ 26.4 องศาเซลเซยส จงคานวณคาของความชนสมพทธและอณหภมจดนาคาง

อณหภมกระเปาะแหง = 28.5 องศาเซลเซยส

อณหภมกระเปาะเปยก = 26.4 องศาเซลเซยส

wet bulb depression = 2.1 องศาเซลเซยส

จากตาราง ก-6 จะไดคาความชนสมพทธประมาณ 85%

Air temp, °C

Wet-bulb depression, deg 2 2.1 3

28 85 84.3 78 28.5 84.6 30 86 85.3 79

จากตาราง ก-4 จะไดคาอณหภมจดนาคางประมาณ 25.4 องศาเซลเซยส

Air temp, °C

Wet-bulb depression, deg 2 2.1 3

28 25 24.9 24 28.5 25.4 30 27 26.9 26

ตวอยาง ความชนจาเพาะโดยทว ๆ ไปจะยงคงทจนกระทงถงเวลากอนฝนเรมตก การทฝนตกลงมาจะเปนสาเหตใหความชนจาเพาะเปลยนแปลงไป เพราะละอองนาไดกลนตวและตกลงสพนดน สมมตวาทเวลาเจดโมงเชาอากาศมอณหภมประมาณ 75 องศาฟาเรนไฮท และความชนสมพทธ 90 เปอรเซนต ในตอนบายของวนเดยวกน อณหภมของอากาศเพมเปน 90 องศาฟาเรนไฮท ถาหากวาความชนจาเพาะไมเปลยนแปลงในตอนบายจะมความชนสมพทธเทาใด

วธทา

จากตาราง ก-3 ทอณหภม 75 และ 90 องศาฟาเรนไฮท อากาศจะมความดนไอนาทจดอมตวเทากบ 29.63 และ 48.15 มลลบารตามลาดบ

จากโจทยกาหนดความชนจาเพาะไมเปลยนแปลง

qh (เชา) = q

h (บาย)

622ePa

(เชา) = 622ePa

(บาย)

หรอ e (เชา) = e (บาย)

จากสตรของความชนสมพทธ



100s

efe

= × 100

sf ee ⋅=

f (บาย) = 90 (es)(เชา) /(es)(บาย)

( )90 29.6355.4%

48.15= =

นนคอ ความชนสมพทธในตอนบายจะเทากบ 55.4 เปอรเซนต

ตวอยาง จากการทา radio sounding ในบรรยากาศทอมตวไดอณหภมทระดบซงมความดน 900, 800 และ 700 มลลบารเทากบ 16.0, 11.6 และ 6.2 องศาเซลเซยส ตามลาดบ

จงคานวณหา precipitable water ในหนวยมลลเมตรในชนบรรยากาศระหวางระดบ 900 และ 700 มลลบารและเปรยบเทยบผลทคานวณไดจากคาทหาไดจากรปท 2.7 (อณหภม 16.0 องศาเซลเซยสทระดบ 900 มลลบารเพมดวย pseudo-adiabatic lapse rate จนเทากบ 20.0 องศาเซลเซยสทระดบ 1000 มลลบาร)

วธทา

สตรทใชคานวณคอ

0.0004 p h aW q P= Σ Δ

โดย Wp คอ precipitable water มหนวยเปนนว และสตร

622h

a

eqP

=

ในกรณน e จะเปนความดนไอนาทจดอมตว (ตามโจทย)

จากตาราง ก-2 จะไดคาความดนไอนา, es จากการทราบคาของอณหภม

ระดบ, Pa (มลลบาร)

อณหภม (°C)

es (ก-2) (มลลบาร)

qh (กรม/กโลกรม)

900 16 18.3 622(18.3)/900=12.65 800 11.6 13.6 622(13.6)/800 = 10.57 700 6.2 9.57 622(9.57)/700 = 8.50

ดงนน

( )12.65 10.57 (10.57 8.50)0.0004 (900 800) (800 700)2 2PW+⎡ ⎤+

= − + −⎢ ⎥⎣ ⎦

Wp = 0.0004 ( 1161.0 + 953.5 ) = 0.846 นว = 21.49 มลลเมตร



ตอไปเปนการหาคาของ Wp จากรปท 2.7 โจทยกาหนดใหอณหภมจดนาคางทระดบ 1000 มลลบาร (Surface dew point) เทากบ 20 องศาเซลเซยส

Wp ระหวางระดบ 1000 และ 900 มลลบารอานจากรปท 2.7 ได 13.97 มลลเมตร

Wp ระหวางระดบ 1000 และ 700 มลลบารอานได 35.56 มลลเมตร

Wp ระหวางระดบ 900 และ 700 มลลบาร มคาเทากบ 35.56 - 13.97 = 21.59 มลลเมตร

2.4 ลม (Wind )

ลมคอ อากาศทเคลอนท ซงเปนตวการทมผลกระทบตอกระบวนการทางอต-อทกวทยาอยางมาก นอกจากนยงเปนแฟคเตอรสาคญในการเกดฝนและการระเหยอกดวย



2.4.1 การวดกระแสลม

ความเรวลมเปนปรมาณเวกเตอร โดยปกตวดเปน ไมลตอชวโมง เมตรตอวนาท หรอนอต ทศทางของลมจะบอกดวยทศทางทลมพดมา โดยถอหลกของเขมทศซงมทงหมด 16 ทศทาง เชน N, NE, NNE, ENE เปนตน

เครองมอวดความเรวลมเรยกวา anemometer ซงมหลายชนดดวยกน ชนดทนยมใชสาหรบการวดกระแสลมแบบทางการ คอ three-หรอ four-cup anemometer ซงประกอบดวยถวยและแกนหมนอยในแนวดง ซงความเรวลมจากเครองมอชนดนจะสงกวาความเปนจรง



propeller anemometer เปนเครองวดความเรวลมทมแกนหมนในแนวนอน สวน pressure-tube anemometers จะใชหลกของ pitottube มาประยกต

เนองจากความเรวของลมเปลยนแปลงกบความสงเหนอพนดนมากจงไมมระดบมาตรฐานในการตดตงเครองมอวดกระแสลม ดงนนขอมลทไดจากเครองมอวดกระแสลมทตดตงทความสงตาง ๆ กน หากจะนามาเปรยบเทยบกนแลวจะตองมการปรบใหเปนขอมลทความสงเดยวกนเสยกอน สตรทนามาปรบความเรวของลมสาหรบความสงตาง ๆ กนนนมหลายสตร แตทนยมใชกนแพรหลายคอ



k

o o

V ZV Z

⎛ ⎞= ⎜ ⎟⎝ ⎠

(2.12)

โดย V = ความเรวของลมทระดบ Z จากพนดน

Vo = ความเรวของลมจากเครองมอทระดบ Zo จากพนดน

k = คาคงท ขนอยกบความขรขระของพนดน และ stability ของบรรยากาศ โดยปกตมคาระหวาง 0.10 ถง 0.60 ทนยมใชมคาเทากบ 1/7

2.4.2 การเปลยนแปลงตามสภาพภมศาสตรของลม

ความเรวลมและทศทางของลมจะเปลยนแปลงไปตามลกษณะภมศาสตรของโลก ในฤดหนาวมแนวโนมวาลมในชนบรรยากาศทตดกบพนโลกจะพดจากบรเวณทเยนกวาจากใจกลางภาคพนทวปไปยงบรเวณทอนกวาในมหาสมทร และตรงกนขามในฤดรอน บนหบเขาหรอยอดเขาความเรวลมทระดบ 10 เมตรหรอมากกวาจากพนดนจะแรงกวาในทโลงแจงทระดบความสงเดยวกน

2.4.3 การเปลยนแปลงความเรวลมและทศทางของลมตามกาลเวลา

ความเรวลมจะแรงและเปลยนแปลงมากในฤดหนาว ในขณะทตอนกลางหรอปลายฤดรอนลมคอนขางสงบ การเปลยนแปลงความเรวลมในตอนกลางวนกลางคนจะมากบรเวณใกล ๆ กบพนดน และสวนมากเกดในฤดรอน ความเรวของลมในชนตดกบพนดนปกตจะตาสดประมาณเวลาดวงอาทตยขนและจะเพมขนจนกระทงสงสดในตอนบาย สวนทระดบประมาณ 300 เมตรจากพนดน ความเรวลมสงสดจะเกดในตอนกลางคนและตาสดในตอนกลางวน



ตาราง ก-2 คณสมบตตางๆ ของนา ในหนวยระบบเมตรก

ตาราง ก-3 การเปลยนแปลงอณหภมจดนาคางกบอณหภมของอากาศและ wet-bulb depression และการ

เปลยนแปลง saturation vapor pressure กบอณหภม ในหนวย องศาฟาเรนไฮท



ตาราง ก-4 การเปลยนแปลงอณหภมจดนาคางกบอณหภมของอากาศและ wet-bulb depression และการเปลยนแปลง saturation vapor pressure กบอณหภม ในหนวย องศาเซลเซยส

ตาราง ก-6 การเปลยนแปลงความชนสมพทธ (เปอรเซนต) กบอณหภมของอากาศและ wet-bulb depression และการเปลยนแปลง saturation vapor pressure กบอณหภม ในหนวย องศาเซลเซยส

Documents

209241 ch02