วิธีที่จะวัดความชื้นในบรรยากาศมีอะไรบ้าง

[ ขยายดูภาพใหญ่ ]

การวัดความชื้นในบรรยากาศวัดได้หลายวิธีดังนี้ ๑. การวัดความชื้นสัมพัทธ์ (relative humidity) คือการวัดอัตราส่วน (เป็นร้อยละ) ของจำนวนไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศในขณะนั้น ต่อ จำนวนไอน้ำที่อาจจะมีอยู่ได้ เมื่ออากาศนั้นอิ่มตัวด้วยไอน้ำที่อุณหภูมิเดียวกัน ๒. การวัดความชื้นสัมบูรณ์ (absolute humidity) คือการวัดปริมาณของไอน้ำในอากาศเป็นกรัมต่ออากาศชื้นหนัก 1 กิโลกรัม ๓. การวัดอัตราส่วนผสม (mixing ratio) คือการวัดปริมาณของไอน้ำในอากาศเป็นกรัมต่ออากาศแห้งหนัก 1 กิโลกรัม โดยที่ปริมาณไอน้ำในอากาศมีจำนวนน้อย เมื่อเทียบกับน้ำหนักของอากาศ ดังนั้นจะเห็นว่าความชื้นสัมบูรณ์ และอัตราส่วนผสม เป็นตัวเลขใกล้เคียงกันและบางครั้งอาจใช้แทนกันได้ ๔. การวัดจุดน้ำค้าง (dew point) คือการวัดอุณหภูมิของอากาศเมื่ออากาศนั้นเย็นลงจนถึงจุดอิ่มตัวโดยความกดอากาศและปริมาณไอน้ำไม่เปลี่ยนแปลง น้ำค้าง (dew) คือไอน้ำซึ่งกลั่นตัวบนต้นไม้ หญ้าหรือวัตถุซึ่งอยู่ตามพื้นดิน และจะเกิดขึ้นเมื่ออากาศมีอุณหภูมิเย็นลงต่ำกว่าจุดน้ำค้าง เครื่องมือสำหรับวัดความชื้นในบรรยากาศมีอยู่หลายชนิด เช่น ๑. ไซโครมิเตอร์แบบตุ้มแห้ง - ตุ้มเปียก (dry and wet bulbpsychrometer) ซึ่งประกอบด้วยเทอร์มอมิเตอร์สองอัน อันหนึ่งเป็นเทอร์มอมิเตอร์ธรรมดาหรือเรียกว่า "ตุ้มแห้ง" อีกอันหนึ่งเป็นเทอร์มอมิเตอร์ ซึ่งมีผ้ามัสลินหรือผ้าเปียกหุ้มที่ตุ้ม ซึ่งมีสายต่อไปยังถ้วยน้ำข้างใต้เรียกว่า "ตุ้มเปียก" เมื่อเปิดพัดลมลมจะพัดทำให้ระดับปรอทของตุ้มเปียกลดลงเนื่องจากการระเหยของน้ำ อุณหภูมิต่ำสุดที่ปรอทลดลงนี้เรียกว่า "อุณหภูมิตุ้มเปียก" (wet bulb temperature) จากค่าของอุณหภูมิตุ้มแห้งและตุ้มเปียกนี้ สามารถคำนวณหาความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศได้จากค่าในตารางซึ่งได้คำนวณไว้แล้ว ๒. ไฮโกรกราฟ (hygrograph) คือ เครื่องบันทึกค่าความชื้นของอากาศลงบนกระดาษกราฟ โดยใช้เส้นผมของมนุษย์หรือขนของสัตว์บางชนิด นำมาขึงให้ตึงและต่อกับคานกระเดื่องและแขนปากกา เส้นผมยืดและหดตัวตามการเปลี่ยนแปลงของความชื้นของบรรยากาศ

การตรวจลมในระดับสูงมีความสำคัญในด้านใด

[ ขยายดูภาพใหญ่ ]

การตรวจลมในระดับสูงจากพื้นดินมีความสำคัญในการพยากรณ์และการเข้าใจภาวะของอากาศและมีความสำคัญในการบินเป็นอย่างมาก การตรวจลมในระดับสูงนี้ ทำได้โดยใช้เครื่องเรดาร์หรือลูกโป่งลอยหรือลูกบัลลูนนำ (pilot balloon) ที่มีก๊าซไฮโดรเจน หรือฮีเลียมบรรจุอยู่ กับใช้กล้องวัดมุม (theodolite) ซึ่งเป็นกล้องที่มีลักษณะคล้ายกับกล้องที่ใช้ในการสำรวจแผนที่ กล้องวัดมุมนี้ สามารถวัดมุมตามแนวนอน และแนวตั้งของลูกโป่งที่กำลังลอยอยู่เพื่อนำไปคำนวณหาตำแหน่งและความเร็วของลูกบัลลูน เมื่อเราทำการตรวจตำแหน่งและความสูงของบัลลูนเป็นระยะๆ แล้ว เราก็สามารถใช้วิชาตรีโกณมิติคำนวณหาความเร็วและทิศของลมได้สะดวก การใช้ลูกบัลลูนนำกับกล้องวัดมุมนั้น มีข้อเสียอยู่บ้างตรงที่ว่าถ้าบัลลูนผ่านเข้าไปในเมฆ หรือขณะที่มีเมฆมากผู้ตรวจจะมองไม่เห็นลูกบัลลูนและไม่สามารถทำการตรวจต่อไปได้ ในการแก้ปัญหานี้ เราใช้เครื่องอิเล็กทรอนิกส์หรือเรดาร์ตรวจหาความเร็วของลมแทนกล้องวัดมุมได้ เพราะเครื่องอิเล็กทรอนิกส์หรือเรดาร์สามารถส่งสัญญาณผ่านเมฆได้ แต่เครื่องอิเล็กทรอนิกส์ หรือเครื่องเรดาร์เป็นของซึ่งมีราคาแพงมาก

เรดาร์สำหรับตรวจอากาศมีประโยชน์อย่างไรและต่างจากดาวเทียมอย่างไร

[ ขยายดูภาพใหญ่ ]

เรดาร์ในการตรวจอากาศ ในระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 2 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษและอเมริกันต่างได้ช่วยกันค้นคว้าสร้างเรดาร์ เพื่อตรวจหาตำแหน่งเครื่องบินและเรือรบของข้าศึก ซึ่งเป็นเครื่องมือที่สำคัญยิ่งอย่างหนึ่ง ช่วยให้ฝ่ายสัมพันธมิตรมีชัยชนะในสงครามได้ ในสมัยต่อมานักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่า เรดาร์สามารถใช้ตรวจฝนและหิมะได้ ฉะนั้นนักอุตุนิยมวิทยาจึงได้อาศัยเรดาร์เป็นเครื่องมือตรวจการเคลื่อนตัวของพายุฟ้าคะนอง และพายุไต้ฝุ่นได้เป็นอย่างดี เรดาร์สามารถจับการเคลื่อนตัวของพายุไต้ฝุ่นได้เมื่อศูนย์กลางของพายุเข้ามาอยู่ในระยะ 200 ถึง 800 กิโลเมตร (ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับกำลังของเรดาร์) เรดาร์อุตุนิยมวิทยามีประโยชน์มากในการตรวจการเคลื่อนตัวของพายุฟ้าคะนอง พายุดีเปรสชัน หรือไต้ฝุ่น เมื่อนักอุตุนิยมวิทยาทราบทิศและความเร็วของการเคลื่อนตัวของพายุไต้ฝุ่นก็จะได้ออกประกาศเตือนให้ประชาชนทราบล่วงหน้า เพื่อจะได้เตรียมตัวป้องกันภัยอันตรายซึ่งอาจจะเกิดขึ้นให้ลดน้อยลงได้ นอกจากนี้แล้วจากการวัดความแรง (strength) ของภาพสะท้อนที่จอเรดาร์จะช่วยให้เราสามารถคำนวณหาอัตราของปริมาณฝนที่ตกลงมาได้ด้วย การตรวจอากาศโดยดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา จากวิวัฒนาการดาวเทียมในยุคอวกาศ นักอุตุนิยมวิทยาได้มีเครื่องมืออย่างดีเลิศอีกอย่างหนึ่งในการตรวจอากาศ คือ ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา(meteorological satellite) ตามธรรมดาแล้วสถานีตรวจอากาศแห่งหนึ่งๆ สามารถตรวจสารประกอบอุตุนิยมวิทยาได้เพียงบริเวณเล็กๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบางแห่ง เช่น ในมหาสมุทร ทะเลทราย หรือในบริเวณขั้วโลกด้วยแล้ว จะทำการตรวจอากาศได้น้อยมาก เพราะบริเวณเหล่านั้นไม่ค่อยจะมีมนุษย์อาศัยอยู่ ข้อมูลที่ได้รับจากดาวเทียมนี้จึงเป็นประโยชน์ในการช่วย พยากรณ์อากาศและช่วยในการจับภาพพายุไต้ฝุ่นหรือเฮอร์ริเคนได้เป็นอย่างดี ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยามีกล้องสำหรับถ่ายภาพเมฆ และสามารถส่งภาพกลับมายังสถานีรับที่พื้นดินได้ ดาวเทียมสามารถถ่ายภาพเมฆได้เป็นบริเวณกว้างทั้งในมหาสมุทรและแผ่นดิน ยิ่งกว่านั้นยังเป็นเครื่องมือเฝ้าดูการเกิดของพายุได้ด้วย เช่น การเกิดพายุไต้ฝุ่น เป็นต้น นอกจากนี้ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยายังสามารถวัดรังสีอินฟราเรดที่แผ่ออกไปจากโลกได้ และยังจะช่วยในการตรวจฟ้าแลบ การเคลื่อนตัวของเมฆ และการวัดอุณหภูมิตามระดับต่างๆ ได้ด้วย นอกจากนี้ดาวเทียมยังมีประโยชน์ในด้านวิชาภูมิศาสตร์ ธรณีวิทยา เป็นต้น เช่น ภาพดาวเทียมแสดงบริเวณของแม่น้ำ ทะเลน้ำแข็ง หิมะ ซึ่งเป็นข้อมูลที่จำเป็นในการพยากรณ์น้ำท่วม

การตรวจเมฆและการตรวจทัศนวิสัยต่างกันอย่างไร

[ ขยายดูภาพใหญ่ ]

การตรวจเมฆ เมฆในท้องฟ้าเป็นเครื่องแสดงอันสำคัญที่จะทำให้เราทราบถึงลักษณะอากาศปัจจุบันและลักษณะอากาศล่วงหน้าได้ (ดูภาพและคำอธิบายเกี่ยวกับเมฆในตอนหลัง) ในการตรวจเมฆ เราอาจจะใช้เครื่องมือหรือตรวจด้วยตาเปล่าก็ได้ สิ่งที่เราต้องการทราบในการตรวจเมฆก็คือ จำนวนของเมฆในท้องฟ้านั้นมีอยู่เป็นอัตราส่วนเท่าไรกับท้องฟ้าทั้งหมด โดยแบ่งท้องฟ้าออกเป็น 8 ส่วน (OKTA) ถ้ามีเมฆ 4 ส่วน หมายความว่า มีเมฆครึ่งท้องฟ้า นอกจากนี้แล้วเรายังต้องการทราบว่า เป็นเมฆชนิดใด และมีฐานสูงเท่าใดด้วย เพื่อนำไปใช้ประโยชน์ในการพยากรณ์อากาศต่อไป การตรวจทัศนวิสัย คำว่า ทัศนวิสัย (visibility) หมายถึงระยะทางตามแนวนอนซึ่งผู้ตรวจอากาศสามารถมองเห็นวัตถุได้ชัด ทัศนวิสัยเป็นสิ่งสำคัญในการบินและการเดินเรือ สิ่งที่ทำให้ทัศนวิสัยไม่ดีหรือทัศนวิสัยเลว คือ หมอก เมฆ ฝน ฝุ่น และควัน การมีทัศนวิสัยเลวเป็นอันตรายแก่การบินและการเดินเรือ เพราะเครื่องบินอาจจะขึ้นลงทางวิ่งได้ยากหรืออาจจะชนกันก็ได้ หรือในบริเวณตามท่าเรือหรือตามช่องแคบ เรืออาจจะชนกันก็ได้ เพราะแต่ละฝ่ายต่างมองไม่เห็นกัน การตรวจทัศนวิสัยโดยมากใช้การสังเกตดูวัตถุหรือสิ่งปลูกสร้าง ซึ่งอาจเห็นได้ในระยะไกลๆ รอบๆ บริเวณที่ทำการของผู้ตรวจ เช่น ตึกใหญ่ ยอดเจดีย์ เสาธง ปล่องไฟ ฯลฯ เป็นเครื่องหมาย โดยเราทราบระยะทางไว้ก่อนจากแผนที่ จากนั้นเราก็ใช้เครื่องหมายเหล่านั้นในการคาดคะเนระยะของทัศนวิสัย นอกจากการตรวจด้วยสายตาแล้ว ยังมีเครื่องมือตรวจทัศนวิสัยด้วย ซึ่งเรียกว่า ทรานสมิสโซมิเตอร์ (transmissometer)