สงสัยเรื่องลมฟ้าอากาศครับ

แสดงความคิดเห็น

5 ความคิดเห็น

Prist 21 ก.พ. 58 เวลา 18:33 น. 1

หากเปรียบตดของเราเป็นก้อนอากาศ (parcel)

การที่ตดของเราจะลอยขึ้นไปได้ไกลไหมนั้นมันจะขึ้นกับปัจจัยหลายประการ

1.การเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง
ปกติ เราและก้อนเมฆจะอยู่ในบรรยากาศชั้นล่าง troposphere
ซึ่งอัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิตามความสูง > จะมีอุณหภูมิลดลงตามความสูง แต่นั่นก็ไม่เสมอไป

โดยทั่วไปแล้ว หากก้อนอากาศนั้น ไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนต่ออากาศภายนอกและอยู่ในสภาวะ adiabatic ทุกๆความสูง 1 กิโลเมตร ความดันในก้อนอากาศจะเปลี่ยนไปส่งผลให้อุณหภูมิในก้อนอากาศลดลง (ซึ่งจะมีค่าประมาณ -9.8 c/km) ดังกราฟ

ทั้งนี้ทั้งนั้น มันจะไม่ได้เป็นแบบนี้เสมอไป หากมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิต่อความสูงมากกว่านี้ (ติดลบมากกว่า 9.8) เราจะเรียกสภาพอากาศแบบนี้ว่าสภาวะ unstable ซึ่งจะมีการปั่นป่วนของอากาศ ซึ่งจะทำให้ตดสามารถกระจายไปได้กว้าง
(พึงระลึกไว้เสมอว่า อากาศที่มีอุณหภูมิสูงกว่า มักจะเบากว่า และลอยขึ้นไปง่าย)

แต่ถ้าหาก อุณหภูมิมีการเปลี่ยนแปลงน้อยกว่า adiabatic หรือ อุณหภูมิมีการเพิ่มขึ้นตามความสูง (inversion) แล้วละก็ สภาพอากาศจะเป็นแบบ stable ตดของเราจะลอยขึ้นไปได้ยากกว่า

อาจเป็นผลมาจาก มลพิษทางอากาศ ช่วงวัน อุณหภูมิของพื้นผิว ฯลฯ

2. การเคลื่อนที่ในแนวระนาบและความเร็วลม
เป็นอีกปัจจัยที่จะกระจายตดเราให้เจือจาง ในแนวระนาบ ก่อนที่จะล่องเลยไปถึงก้อนเมฆ โดย ความเร็วลมสามารถคิดได้จากสมการ

U(z) = U(za) x (Z/Za)^p

เมื่อ U(z) = ความเร็วลม ณ ที่ความสูง z
๊U(za) = ความเร็วลมที่วัดด้วย anemometer ณ ความสูง Za
p จะมีค่าระหว่าง 0.1-0.4 ขึ้นตาม stability ของอากาศ, ความขรุขระของพื้นผิว, ความกว้างของชั้นอากาศ

ซึ่งจากสูตรด้านบน เราสามารถนำไปคำนวณความเข้มข้นของตด ในแนวระนาบได้
ให้จินตนาการว่า ตดเหมือนควันจากปล่องไฟ มีการกระจายเป็นรูปกรวย ตามระยะทาง

ความเข้มข้นของตด = อัตรการปลดปล่อยตด / (ความเร็วลมxพื้นที่หน้าตัดกรวย)

แต่ช้าก่อน!!!

หากคุณกำลังซีเรียสเรื่องการกระจายใน 3 มิติ แล้วละก็ เราก็ช่วยคุณได้

ความเข้มข้นของตด (x,y,z,h) = (Q / 2PixU(h)xSigma(y)xSigma(z)) x
( e^-(z-h)^2 /2Sigma(z)^2 + e^-(z+h)^2 /2Sigma(z)^2 )x(e^-(y^2) / 2Sigma(y)^2)

เมื่อ C(x,y,z,h) = ความเข้มข้นในพื้นที่ลูกบากศ์ระยะ x y z และความสูงจากพื้นถึงตูด h
Q = ปริมาณตดที่ปลดปล่อยต่อเวลา
U(h) = ความเร็วลม ณ ความสูงระดับจุดปล่อยตด
He = ความสูง ณ ระดับกลางกรวย
Sigma(y) , Sigma(z) = ค่า S.D. ของกลุ่มก้อนตด(ลูกบากศ์) ในแนวกว้างและแนวดิ่ง
ตลกจัง
___________________________________
ขอโทษครับๆ ผมลืมบอกวิธีคิด U(h)
เดี๋ยวจะคิดไม่ได้ *-*

U(h) = U(0) x ( h(s) /z(0) )^n

เมื่อ U(h) = ความเร็วลม ณ ความสูงระดับจุดปล่อยตด
U(0) = ความเร็วลมเฉลี่ยที่ความสูง Z(0) ที่วัดได้
n = เลขยกกำลังแสดงสภาพบรรยากาศ (ตามภาพข้างล่าง)

ส่วนค่า Sigma y z

หาได้จาก

ประยุกต์อย่างเกรียนๆ มาจาก ปล่องควัน