ประเทศไทยเข้าสู่ “ฤดูร้อน” (Summer) วันนี้ (28 ก.พ. 68) เป็นวันแรก จากการประกาศของกรมอุตุนิยมวิทยา โดยคาดการณ์ลากยาวถึงกลาง พ.ค. 68 เรารู้ว่า “หน้าร้อน” นั้นอากาศร้อน แต่รู้ไหมว่าเกิดขึ้นได้อย่างไร Thai PBS Sci & Tech พาไปหาคำตอบกัน

“ฤดูร้อน” มีสาเหตุมาจากอะไร

สำหรับฤดูร้อนอย่างเป็นทางการของประเทศไทย จะเป็นช่วงที่โลกเคลื่อนที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์และประเทศไทยทำมุมตั้งฉากกับดวงอาทิตย์พอดี (เนื่องจากประเทศเราอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรมาก) โดยเฉพาะเดือนเมษายนบริเวณประเทศไทย มีดวงอาทิตย์อยู่เกือบตรงศีรษะในเวลาเที่ยงวัน ช่วงหน้าร้อนนี้มักจะไม่มีลมจากฝั่งใดเข้ามาในประเทศไทยเลย ทำให้อากาศค่อนข้างร้อนอบอ้าว โดยอุณหภูมิอยู่ที่ระหว่าง 35 - 39.9 องศาเซลเซียส ส่วนถ้าอากาศร้อนจัด จะมีอุณหภูมิอยู่ที่ 40 องศาเซลเซียสขึ้นไป

โดยแหล่งพลังงานความร้อนที่สำคัญที่โลกได้รับ คือ “ดวงอาทิตย์” ซึ่งพลังงานความร้อนที่โลกได้รับนี้ ก่อให้เกิดกระบวนการต่าง ๆ ทางบรรยากาศของโลกมากมาย รวมตลอดถึงการเกิดฤดูกาลบนผิวพื้นโลกด้วย ทั้งนี้ เนื่องจากแกนโลกเอียงจากแนวดิ่ง 23 องศา ตลอดเวลาที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ นั่นคือ ขณะที่โลกเคลื่อนที่ไปก็เอียงไปด้วย โดยจะหันขั้วโลกเหนือและใต้เข้าหาดวงอาทิตย์สลับกัน ทำให้ “พลังงานความร้อน” จากดวงอาทิตย์ที่ตกลงบนผิวพื้นโลกในรอบปี ในแต่ละพื้นที่ไม่เท่าเทียมกัน ขั้วโลกที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์จะได้รับพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์มากกว่า จะเป็น “ฤดูร้อน” ส่วนขั้วโลกที่หันออกจากดวงอาทิตย์ จะได้รับพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์น้อยกว่า จะเป็น “ฤดูหนาว” ดังภาพที่ 1

แนวโคจรของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้ามีอิทธิพลต่อมุมของลำแสงที่ตกกระทบบนพื้นผิวโลก กล่าวคือบริเวณใดที่มีลำแสงตั้งฉากตกกระทบ บริเวณนั้นจะได้รับพลังงานความร้อน มากกว่าบริเวณที่มีลำแสงเฉียงตกกระทบ ทั้งนี้เพราะลำแสงเฉียงจะครอบคลุมพื้นที่ มากกว่าลำแสงตั้งฉากที่มีลำแสงขนาดเดียวกัน จึงทำให้ความเข้มของพลังงานความร้อน ในบริเวณที่มีลำแสงตั้งฉากตกกระทบ จะมากกว่าบริเวณที่มีลำแสงเฉียงตกกระทบ ดังแสดงในภาพที่ 2 นอกจากนี้ลำแสงเฉียง จะผ่านชั้นบรรยากาศที่หนากว่าลำแสงดิ่ง ดังนั้นฝุ่นละออง ไอน้ำในอากาศจะดูดกลืนความร้อนบางส่วนไว้และสะท้อนความร้อนบางส่วนออกไปยังบรรยากาศภายนอก จึงทำให้ความเข้มของพลังงานความร้อนที่ตกกระทบผิวพื้นโลกของลำแสงเฉียงน้อยลง เพราะฉะนั้นใน “ฤดูหนาว” อากาศจึงหนาวเย็น เพราะความเข้มของแสงอาทิตย์น้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับในฤดูร้อน เพราะได้รับแสงในแนวเฉียงตลอดเวลา

ดังนั้น หากเราเฝ้ามองการเปลี่ยนแปลงของกลางวันกลางคืนตลอดในช่วง 1 ปี จะเห็นความยาวนานของกลางวันและกลางคืนเปลี่ยนไปในแต่ละวัน เหตุที่เป็นเช่นนี้เป็นผลมาจากแกนหมุนของโลกเอียง ทำให้แต่ละส่วนบนผิวโลกรับแสงอาทิตย์ในปริมาณที่แตกต่างกัน ความยาวนานของกลางวันกลางคืนจึงต่างกันด้วย บางช่วงทางซีกโลกเหนือได้รับแสงอาทิตย์นานกว่า แต่บางช่วงทางซีกโลกใต้ได้รับแสงอาทิตย์นานกว่า จึงเกิดฤดูกาลที่แตกต่างกันขึ้นบนโลก เราจะสังเกตได้ว่าในช่วงฤดูร้อน กลางวันจะยาวนานกว่ากลางคืน ดวงอาทิตย์จะขึ้นเร็วและตกช้า ส่วนในช่วงฤดูหนาว กลางคืนจะยาวนานกว่ากลางวัน โดยดวงอาทิตย์จะขึ้นช้าและตกเร็ว ดังรูปที่ 3

ในหนึ่งปีจะมีกลางวันและกลางคืนที่ยาวนานเท่ากัน 2 ครั้งเท่านั้น คือ ยาวนาน 12 ชั่วโมงเท่ากัน วันดังกล่าวเรียกว่า Equinox คำว่า equinox มีรากศัพท์มาจากภาษาละติน 2 คำ คือ aequus แปลว่าเท่ากันและ nox แปลว่ากลางคืนดังนั้นจึงแปลรวมกันว่า “กลางวันยาวนานเท่ากับกลางคืน” ส่วนไทยเราเรียกว่า “วิษุวัต” แปลว่า “จุดราตรีเสมอภาค” หมายถึงช่วงเวลากลางวัน เท่ากับกลางคืนพอดี โดยเกิดในช่วงเริ่มต้นของฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วง จึงเรียกว่า Vernal Equinox (วสันตวิษุวัต) และ Autumnal Equinox(ศารทวิษุวัต) ดังแสดงในรูปที่ 4

ในแต่ละวัน เรามองเห็นดวงอาทิตย์ขึ้นในตอนเช้าและตกในตอนเย็น รวมทั้งมองเห็นการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์เสมือนเคลื่อนอยู่ในเส้นทางเส้นหนึ่ง เส้นทางดังกล่าวในทางดาราศาสตร์เรียกว่า “เส้นสุริยะวิถี” (ecliptic) เกิดจากการที่โลกหมุนรอบตัวเองและหมุนรอบดวงอาทิตย์ ส่วนการที่แกนหมุนของโลกเอียงจะทำให้เส้นศูนย์สูตรของโลกไม่อยู่ในแนวเดียวกับระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์หรือระนาบสุริยะวิถี (ecliptic plane) แต่จะตัดกับเส้นสุริยะวิถี เกิดจุดตัด 2 บริเวณ คือ vernal equinox และ autumnal equinox ดังแสดงในรูปที่ 5

เมื่อเรามองจากโลกจะเห็นเสมือนว่า ดวงอาทิตย์เคลื่อนจากจุด vernal equinox ช่วงวันที่ 20-21 มีนาคม ไปยังซีกโลกเหนือสุดที่จุด summer solstice ในช่วงวันที่ 20-21 มิถุนายน แล้วย้อนกลับลงมาที่จุด autumnal equinox ในช่วงวันที่ 22-23 กันยายนและเคลื่อนไปยังซีกโลกใต้สุดที่จุด winter solstice ในช่วงวันที่ 21-22 ธันวาคม แล้วย้อนกลับไปที่จุด vernal equinoxช่วงวันที่ 20-21 มีนาคมของปีถัดไป โดยจะมองเห็นดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ซ้ำเส้นทางเดิมถือว่าครบหนึ่งรอบใช้เวลา 1 ปีหรือประมาณ 365 วัน เกิดฤดูใบไม้ผลิ (vernal หรือ spring), ฤดูร้อน (summer), ฤดูใบไม้ร่วง (autumnal หรือ fall) และฤดูหนาว (winter) ตามลำดับแล้วกลับมาที่ฤดูใบไม้ผลิอีกครั้งเป็นวัฏจักรเช่นนี้เรื่อยไป ดังแสดงในรูปที่ 6

ฤดูกาลในโลก แบ่งออกตามโซนอากาศเป็น 2 เขตหลัก คือ

     1. ฤดูกาลในเขตอบอุ่น (Temperate regions) และเขตหนาวหรือเขตขั้วโลก (Polar regions)(ตั้งแต่ละติจูดที่ 23 ½ องศาเหนือ ถึง 90 องศาเหนือ ในซีกโลกเหนือ (Northern hemisphere) และตั้งแต่ 23 ½ องศาใต้ถึง 90 องศาใต้ ในซีกโลกใต้ (Southern hemisphere) จะแบ่งออกเป็น 4 ฤดู ได้แก่ ฤดูใบไม้ผลิ (Spring) ฤดูร้อน (Summer) ฤดูใบไม้ร่วง (Fall) และฤดูหนาว (Winter) โดยจะมีระยะเวลาที่สลับกันระหว่างซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้

     2. ฤดูกาลในบริเวณที่อยู่ใกล้ ๆ เส้นศูนย์สูตรในเขตร้อนคือ ตั้งแต่เส้นศูนย์สูตรถึง 23 ½ องศาเหนือในซีกโลกเหนือ และ 23 ½ องศาใต้ในซีกโลกใต้ (รวมทั้งประเทศไทย) จะแบ่งออกเป็น 3 ฤดู ได้แก่ ฤดูร้อน (Dry hot season) ฤดูหนาว (Dry cool season) รวมกันเรียกว่า ฤดูแล้ง (Dry season) ยาวนาน 6 เดือน และฤดูฝน (Wet season) ยาวนานอีก 6 เดือน

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

แหล่งข้อมูลอ้างอิง : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.),  National Weather Service

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech