พายุขนาดใหญ่เกิดขึ้นจากโลกร้อน อาจเปลี่ยนแปลงฤดูฝนในเขตร้อนอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

การศึกษาตีพิมพ์ในวารสาร Nature Geoscience โดยนักวิจัยจากจีนและสหรัฐอเมริกา เผยว่า พายุขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นจากโลกร้อนอย่างเป็นระบบ อาจเปลี่ยนแปลงฤดูฝนในเขตร้อนในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าได้ ซึ่งจะเกิดจากสาเหตุใดตามมาหาคำตอบไปพร้อมกัน

สหประชาชาติ ประเทศไทย ให้ข้อมูลว่า การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเกิดจากก๊าซเรือนกระจกที่มนุษย์ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ โดยเฉพาะคาร์บอนไดออกไซด์จากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล และก๊าซมีเทนจากภาคเกษตรกรรม เชื้อเพลิงฟอสซิล และของเสีย โลกเพิ่งผ่าน 11 ปีที่ร้อนที่สุดเท่าที่เคยบันทึกมา และนักวิทยาศาสตร์คาดว่าอุณหภูมิเฉลี่ยรายปีจะเกินขีดจำกัด 1.5 องศาเซลเซียสของความตกลงปารีสในไม่กี่ปีข้างหน้า ภารกิจเร่งด่วนคือจำกัดการเกินขีดนี้ให้สั้นและต่ำที่สุด

เนื่องจากก๊าซเรือนกระจกที่ปกคลุมโลกจะกักเก็บความร้อนจากดวงอาทิตย์ไว้บนโลก ซึ่งจะทำให้เกิดภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ในปัจจุบันภาวะโลกร้อนกำลังเกิดขึ้นเร็วมากกว่าครั้งใดที่เคยมีการบันทึกในประวัติศาสตร์ ขณะที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นเรื่อย ๆ ตลอดระยะเวลาที่ผ่านมาทำให้สภาพภูมิอากาศแปรปรวนและส่งผลกระทบอย่างมากต่อความสมดุลของธรรมชาติ และจะก่อให้เกิดความเสี่ยงมากมายต่อมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ บนโลก

ทั้งนี้ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศนั้น ไม่ได้เป็นเพียงแค่การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศที่ร้อนขึ้นหรือแห้งแล้งลง หรือหนาวขึ้นหรือชื้นขึ้นเท่านั้น แต่ยังหมายถึงความแปรปรวนที่เพิ่มขึ้นและมักคาดเดาไม่ได้ของปรากฏการณ์ทางสภาพอากาศที่ประกอบกันเป็นสภาพภูมิอากาศด้วย

ความเสถียรของสภาพภูมิอากาศที่น่าทึ่งในช่วง 10,000 ปีที่ผ่านมา เป็นปัจจัยสำคัญที่ขับเคลื่อนการเติบโตและความเจริญรุ่งเรืองของอารยธรรมมนุษย์ แต่ปัจจุบันพวกเรากำลังมุ่งหน้าสู่โลกที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

การทำความเข้าใจโลกใหม่นี้ มีความสำคัญยิ่งกว่าที่เคย เช่น เกษตรกร เจ้าหน้าที่ควบคุมการจราจรทางอากาศ รวมถึงอีกหลายร้อยอาชีพที่ได้รับการฝึกฝนและพึ่งพาภูมิอากาศที่คาดการณ์ได้ ซึ่งไม่มีอยู่อีกต่อไปแล้ว

ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจากจีนและสหรัฐอเมริกา จึงได้ทำการศึกษาโดยการได้ใช้แบบจำลองสภาพภูมิอากาศความละเอียดสูงที่ออกแบบมา เพื่อจำลองพายุที่มีการจัดระเบียบเหล่านี้ได้อย่างสมจริง ยิ่งกว่าแบบจำลองสภาพภูมิอากาศแบบดั้งเดิม เพื่อทำความเข้าใจว่าระบบการพาความร้อนขนาดกลาง (Mesoscale Convective System : MCS) กำลังทวีความรุนแรงขึ้นอย่างไรเมื่อโลกมีอุณหภูมิสูงขึ้น

MCS (กลุ่มพายุฝนฟ้าคะนองขนาดใหญ่) คือ กลุ่มพายุฝนฟ้าคะนอง ที่แผ่ขยายเป็นบริเวณกว้างหลายร้อยกิโลเมตรและคงอยู่ได้นานหลายชั่วโมง ในบางภูมิภาค MCS เป็นสาเหตุของปริมาณน้ำฝนในเขตร้อนมากกว่าครึ่งหนึ่ง และเป็นปัจจัยสำคัญที่ก่อให้เกิดพายุฝนรุนแรงหลายครั้ง รวมถึงฝนตกหนักที่ก่อให้เกิดน้ำท่วมฉับพลันร้ายแรงด้วย

ทีมวิจัยพบว่า ภายใต้สถานการณ์ภาวะโลกร้อนที่รุนแรงขึ้น วงจรตามฤดูกาลของปริมาณน้ำฝนที่เกิดจาก MCS เปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก กล่าวคือ พายุจะก่อตัวช้าลง 10-15 วัน แต่เมื่อก่อตัวขึ้นแล้ว ความรุนแรงของพายุจะเพิ่มขึ้นประมาณ 38-45% เลยทีเดียว

ผลการวิจัยนี้ เป็นคำเตือนที่สำคัญเกี่ยวกับสภาพอากาศสุดขั้ว ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อผู้คนที่ประสบกับเหตุการณ์เหล่านั้น

พายุหมุนเขตร้อนก่อให้เกิดเหตุการณ์ฝนตกหนัก ลมแรง และน้ำท่วมรุนแรง ซึ่งมักเป็นอันตรายถึงชีวิต เช่น อุทกภัยในภูมิภาคซาเฮล (Sahel แถบพื้นที่กึ่งแห้งแล้งทางตอนใต้ของทะเลทรายสะฮารา ทอดยาวจากมหาสมุทรแอตแลนติกจนถึงทะเลแดง) ที่เกิดจากระบบความกดอากาศต่ำขนาดใหญ่ (MCS) ในปี 2020 ส่งผลกระทบต่อผู้คนมากกว่า 2 ล้านคน ทำลายบ้านเรือนเกือบ 200,000 หลัง และทำให้มีผู้เสียชีวิต 417 คน ใน 18 ประเทศ

ในหลายภูมิภาคเขตร้อน ช่วงเวลาและความเข้มข้นของฤดูฝนเป็นตัวกำหนดปริมาณน้ำที่มีอยู่ ช่วงเวลาที่เหมาะสมสำหรับการทำการเกษตร (ทั้งการปลูกและการเก็บเกี่ยว) และความเสี่ยงต่อการเกิดน้ำท่วม แต่หากปริมาณฝนส่วนใหญ่ของปีตกในช่วงเวลาที่สั้นลง-ล่าช้ากว่าปกติ และส่วนใหญ่เป็นฝนที่เกิดจากพายุรุนแรง ผลที่ตามมาอาจแตกต่างอย่างมาก จากการที่ฝนตกมากขึ้นเล็กน้อยแต่กระจายไปตลอดทั้งปี

ทีมวิจัยระบุว่า การทำความเข้าใจว่าระบบเมฆพายุขนาดใหญ่ (MCS) ซึ่งได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ จนอาจส่งผลกระทบด้านต่าง ๆ รวมถึงผลอันตรายที่อาจถึงแก่ชีวิตได้ ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่า การพาความร้อนอย่างเป็นระบบ ซึ่งเกิดจากภาวะโลกร้อนได้เปลี่ยนแปลงรูปแบบฤดูกาลของปริมาณน้ำฝนในเขตร้อน แล้วส่งผลต่อช่วงเวลาและความรุนแรงของความเสี่ยงด้านอุทกภูมิอากาศ (Hydrometeorology)

ทีมวิจัยได้แบ่งเขตร้อนออกเป็นเขตร้อนเหนือและเขตร้อนใต้ จากนั้นทำการจำลองสถานการณ์คู่ขนานเป็นเวลา 10 ปี โดยการจำลองครั้งหนึ่งแสดงถึงสภาพการณ์ในอดีต และอีกครั้งหนึ่งใช้สถานการณ์ภาวะโลกร้อนในระดับสูง โดยพิจารณาตัวชี้วัดความรุนแรงของพายุสองประการ ได้แก่ ค่าพลังงานศักย์ในชั้นบรรยากาศที่พร้อมสำหรับการพาความร้อน (Convective Available Potential Energy: CAPE) และการยับยั้งการพาความร้อน (Convective Inhibition: CIN)

จากการศึกษา ค่า CAPE สูงสุดเพิ่มขึ้นประมาณ 35-40% ซึ่งบ่งชี้ว่า “มีแหล่งพลังงานในการพาความร้อนในฤดูฝนที่มากขึ้น” และค่า CIN สูงสุดเพิ่มขึ้นประมาณ 90-130% “บ่งชี้ถึงการยับยั้งที่แข็งแกร่งขึ้น ซึ่งอาจเอื้อต่อเหตุการณ์ที่รุนแรงมากขึ้นเมื่อการพาความร้อนเริ่มขึ้น”

สาเหตุของการเปลี่ยนแปลงฤดูฝนนั้น มาจากความถี่ของการเกิดฝน เช่น ในเขตร้อนเหนือ มีระบบเมฆฝนขนาดใหญ่ (MCS) น้อยลงในช่วงต้นฤดู โดยเฉพาะก่อนเดือนสิงหาคม นั่นหมายความว่าความชื้นในบรรยากาศที่เพิ่มขึ้น ไม่ได้ส่งผลให้เกิดปริมาณน้ำฝนในช่วงต้นฤดูมากเท่าที่ควรจะเป็น แต่อย่างไรก็ตาม ในช่วงปลายฤดู ความถี่ของการเปลี่ยนแปลงจะน้อยลง ทำให้ความชื้นที่เพิ่มขึ้นนั้น สามารถก่อให้เกิดฝนมากขึ้นเมื่อฤดูฝนเริ่มต้นขึ้น

จากนั้นทีมวิจัยได้เชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงนี้กับ “แฮดเลย์เซลล์” (Hadley cell) ซึ่งเป็นระบบการหมุนเวียนของบรรยากาศขนาดใหญ่ที่เคลื่อนย้ายความร้อนและความชื้น ระหว่างเขตร้อนและกึ่งเขตร้อน เมื่อสภาพภูมิอากาศอบอุ่นขึ้น บรรยากาศจะมีค่าความจุความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ จะใช้เวลานานขึ้นในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล

"ความเฉื่อยทางพลังงาน" ที่เพิ่มขึ้นนั้น ทำให้การเคลื่อนตัวตามฤดูกาลของ “แฮดเลย์เซลล์” ช้าลง และทำให้การกลับทิศทางการถ่ายเทพลังงานระหว่างซีกโลกต่าง ๆ ล่าช้าออกไป ดังนั้น กระแสลมขาขึ้นจึงเคลื่อนตัวช้าลง ทำให้ปริมาณน้ำฝนสูงสุดเคลื่อนตัวช้าลงเช่นกัน

แต่เมื่อฝนตกลงมา มันกลับรุนแรงกว่าเดิม

นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่า ปริมาณน้ำฝนรายปีที่เท่ากันอาจส่งผลกระทบแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับว่าน้ำฝนนั้นตกลงมาในรูปแบบพายุรุนแรงและเป็นระบบ หรือตกลงมาแบบเบาบางกระจายตัวเป็นช่วงยาว

นี่เป็นงานวิจัยที่สำคัญ ทีมวิจัยชี้ให้เห็นว่า การพยากรณ์ในปัจจุบันส่วนใหญ่อาศัยแบบจำลองสภาพภูมิอากาศที่มี “ความละเอียดต่ำ” ซึ่งไม่สามารถจำลองระบบพายุ MSC ได้อย่างเหมาะสม

การจำลองแบบใหม่นี้มองไปข้างหน้าเพียง 10 ปีเท่านั้น เนื่องจากแบบจำลองความละเอียดสูงที่ใช้ต้องใช้การคำนวณอย่างมาก จากนั้นใช้การจำลองเมฆแบบสองมิติ แม้ไม่สามารถจับภาพทุกแง่มุมของพายุสามมิติได้ แต่เพิ่มความสมจริงอย่างมากให้กับการคาดการณ์สภาพภูมิอากาศ ซึ่งถือเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญ

การศึกษาชิ้นนี้เน้นให้เห็นถึง สิ่งที่แบบจำลองสภาพภูมิอากาศไม่สามารถจำลองได้ในอดีต นั่นก็คือระบบสภาพอากาศที่นำพาฝนมาจริง ๆ เพราะเมื่อโลกมีอุณหภูมิสูงขึ้น ระบบเหล่านี้อาจเปลี่ยนแปลง ไม่เพียงแค่ปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาในเขตร้อนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงช่วงเวลาที่ฝนตกด้วย ซึ่งอาจช่วยให้มนุษย์วางแผนรับมือกับโลกที่เปลี่ยนแปลงไปได้ดียิ่งขึ้นในอนาคต

เข้าใจคำว่า “สภาพอากาศ” และ “สภาพภูมิอากาศ”

สำหรับ “สภาพอากาศ” จะหมายถึง สภาวะบรรยากาศที่เกิดขึ้นในพื้นที่เฉพาะในช่วงเวลาสั้น ๆ ตั้งแต่ไม่กี่นาทีถึงหลายชั่วโมงหรือหลายวัน ตัวอย่างที่คุ้นเคยได้แก่ ฝน หิมะ เมฆ ลม น้ำท่วม หรือพายุฝนฟ้าคะนอง

ในทางกลับกัน “สภาพภูมิอากาศ” จะหมายถึง ค่าเฉลี่ยระยะยาวของอุณหภูมิ ความชื้น และปริมาณน้ำฝนในระดับภูมิภาคหรือระดับโลกตลอดฤดูกาล ปี หรือทศวรรษ

ชวนหยุดยั้งการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจากโลกร้อน

สำหรับการแก้ไขปัญหาสภาพภูมิอากาศนั้น มีหลายวิธีสามารถให้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจควบคู่ไปกับการปรับปรุงคุณภาพชีวิตและปกป้องสภาพแวดล้อม นอกจากนี้ ยังมีกรอบการทำงานและข้อตกลงระดับนานาชาติเพื่อเป็นแนวทางในการดำเนินการ เช่น เป้าหมายด้านการพัฒนาที่ยั่งยืน กรอบอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และความตกลงปารีส โดยการดำเนินการแบ่งออกเป็น 3 ประเภทกว้าง ๆ ได้แก่ ลดการปล่อยก๊าซ ปรับตัวให้เข้ากับผลกระทบด้านสภาพอากาศ และจัดหางบประมาณสำหรับการปรับเปลี่ยนที่จำเป็น

รวมถึงมีการเปลี่ยนแหล่งพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานลม ก็จะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก แต่พวกเราทุกภาคส่วนต้องร่วมกันทำให้เห็นผลเป็นรูปธรรม เพราะแม้ว่าหลายประเทศจะหันมาร่วมมือกัน และมุ่งมั่นเพื่อเป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ภายในปี 2050 แต่ทั่วโลกต้องลดการปล่อยก๊าซลงครึ่งหนึ่งให้ได้ภายในปี 2030 เพื่อไม่ให้ภาวะโลกร้อนสูงขึ้นเกิน 1.5 องศาเซลเซียส ที่สำคัญการผลิตเชื้อเพลิงฟอสซิลต้องลดลงประมาณร้อยละ 6 ต่อปี ระหว่างปี 2020-2030

เพื่อรักษาสภาพภูมิอากาศให้ยังคงเอื้อต่อการดำรงชีวิต การปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิจะต้องลดลงเป็นศูนย์ ภายในปี 2050 แน่นอนว่าภาครัฐและภาคธุรกิจจะต้องดำเนินการอย่างชัดเจน รวดเร็ว และรอบด้าน แต่การเปลี่ยนผ่านสู่โลกคาร์บอนต่ำก็ต้องอาศัยการมีส่วนร่วมของประชาชนด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบเศรษฐกิจที่ซับซ้อน

เราต้องร่วมกันรับผิดชอบต่อการกระทำในตอนนี้ ดีกว่าปล่อยให้เกิดหายนะในอนาคต

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล: สหประชาชาติ ประเทศไทย, Nature Geosciences, NASA 
 

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech