Polar Vortex คืออะไร ?

ช่วงตั้งแต่ปีใหม่ 2557 ที่ผ่านมานี้ ได้ฟังข่าวว่า ประเทศในแถบซีกโลกเหนือ เช่น ยุโรป และอเมริกาเหนือ กำลังเผชิญกับสภาวะอากาศหนาวเย็นสุดขั้ว พายุหิมะพัดถล่ม ซึ่งบางแห่งเช่นในประเทศแคนาดา อุณหภูมิลดต่ำลงจนถึง -50C เลยทีเดียว !!! เลยเกิดคำถามขึ้นในใจว่า “เฮ้ย มันเกิดอะไรขึ้นกันแน่นะ ทำไมอากาศมันหนาวเย็นได้ขนาดนั้น” เลยลองปรึกษาอากู๋ (Google) ดูก็พบคำๆนึง ซึ่งปรากฏอยู่บนสื่อต่างๆมากมาย คำๆนั้นคือ “Polar Vortex” ….. แล้วมันหมายถึงอะไรล่ะ ?

Polar Vortex คือ

Polar Vortex หรือ กระแสลมวนในเขตขั้วโลก ในลักษณะทวนเข็มนาฬิกา (เนื่องจาก เกิดในแถบซีกโลกเหนือเส้นศูนย์สูตร จึงทำให้กระแสลมพัดในลักษณะทวนเข็มนาฬิกา) ด้วยความเร็วสูง จากกระแสลม Jet Stream ซึ่งกระแสลมนี้เอง จะหอบเอาความหนาวเย็นจากขั้วโลกตามมาด้วย จึงเป็นผลทำให้เกิดสภาวะอากาศหนาวเย็นปกคลุมไปทั่วพื้นที่รอบบริเวณมหาสมุทรอาร์กติก (Arctic Ocean) โดยประเทศทางตอนเหนือจะได้รับผลกระทบมากเป็นพิเศษ และ Polar Vortex ไม่ได้เกิดขึ้นเป็นพายุแค่เพียงลูกเดียวเท่านั้น แต่อาจจะมีหลายลูกเกิดขึ้นพร้อมกันได้ และมันอาจจะหมุนวนผิดทิศทาง จนทำให้เกิดการเคลื่อนตัวลงทางใต้ได้ไกลลึกลงมาทางตอนใต้ (Arctic Oscillation) ดังที่เกิดขึ้นในปัจจุบันนี้

Polar vortex and weather impacts due to stratospheric warming
Polar vortex and weather impacts due to stratospheric warming

 

Polar Vortex เกิดจากอะไร ?

ก่อนจะตอบคำถามนี้ ต้องเข้าใจกันก่อนว่า โลกของเรานั้น ประกอบไปด้วยน้ำกว่า 70% ซึ่งน้ำในมหาสมุทรนี้เอง มีส่วนสำคัญให้เกิดสภาพภูมิอากาศต่างๆ ขึ้น โดยน้ำในมหาสมุทรทั้งโลกนั้น จะประกอบไปด้วยกระแสน้ำหลักๆ อยู่ 2 ชนิด ก็คือ กระแสน้ำอุ่น และกระแสน้ำเย็น โดยจะพัดสวนกันไปมาทั่วโลกดังภาพด้านล่าง (เส้นสีแดง คือ กระแสน้ำอุ่น , เส้นสีน้ำเงิน คือ กระแสน้ำเย็น)

The ocean currents.
The ocean currents.

แล้วกระแสน้ำในมหาสมุทร มันเกี่ยวข้องยังไงล่ะ ?

ตามหลักการทางวิทยาศาสตร์แล้ว เมื่อน้ำมีอุณหภูมิสูงขึ้น น้ำจะระเหย และกลายเป็นไอน้ำลอยขึ้นไป พาอากาศยกตัวขึ้นไป และอากาศที่เย็นกว่าก็จะกดตัวลงมา ทำให้เกิดลมนั่นเอง

ทีนี้ พออากาศเปลี่ยนแปลงมากๆ เข้า ก็ทำให้เกิดร่องอากาศขึ้น และลมก็จะหมุนวนอยู่ในร่องนี้ และมันก็จะก่อให้เกิดสภาพพายุขึ้น

จากนั้น พายุที่ว่านี้ มันเกิดอยู่ในแถบมหาสมุทรอาร์กติกซึ่งมีอุณหภูมิต่ำ และหนาวเย็น จึงทำให้พายุที่เกิดขึ้น กลายเป็นพายุหิมะ

 

แล้วทำไมครั้งนี้ Polar Vortex ถึงเคลื่อนตัวลงมาทางใต้มากกว่าปกติล่ะ ?

จริงอยู่ที่ว่า ทางตอนบนของประเทศสหรัฐอเมริกา ฝั่งมหาสมุทรแอตแลนติกนั้น มีกระแสน้ำอุ่น Gulf Stream ไหลย้อนขึ้นไปหล่อเลี้ยงอยู่ และกระแสน้ำอุ่นนี้เอง ก็เหมือนตัวยันอย่างหนึ่ง เพราะลมร้อนก็จะยันลมหนาวไว้ไม่ให้ลงมาทางใต้ได้เยอะนั่นเอง

แต่จากสภาพอากาศของโลกที่เปลี่ยนแปลงไปนั้น ทำให้น้ำแข็งที่ปกคลุมบริเวณขั้วโลกเหนือนั้น ละลายมากขึ้นเรื่อยๆ (ดังที่เห็นคลิป ทัวร์ดูธารน้ำแข็งถล่มบ่อยๆ) พอน้ำแข็งละลายลงมหาสมุทร ก็ไปรบกวนทำให้ค่าความเค็มของมหาสมุทรนั้นลดลงอย่างมีนัยยะ ซึ่งเจ้าความเค็มในมหาสมุทรนี้เอง เป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้เกิดสภาพการไหลเวียนของกระแสน้ำในมหาสมุทร

(เพิ่มเติม) สาเหตุที่ทำให้น้ำแข็งขั้วโลกละลายมากขึ้น ส่วนหนึ่งก็เนื่องมาจาก รูโหว่ของชั้นโอโซน ที่มีขนาดใหญ่ ทำให้แสงอาทิตย์สาดส่องลงมายังพื้นโลกได้มากขึ้น โดยมีปัจจัยส่วนหนึ่งมาจาก สาร CFC

พอถึงระดับหนึ่ง กระแสน้ำอุ่น ก็ไหลเวียนไปไม่ได้อย่างปกติ เลยทำให้กระแสน้ำเย็นสามารถเคลื่อนตัวลงมาทางใต้ได้มากกว่าปกติ อุณหภูมิของน้ำทะเลก็จะเย็นตามไปด้วย ก็เลยนำพาเอาอากาศเย็นลงตามมาด้วย ฉะนั้นแล..

ลองดูภาพกราฟิกด้านล่างนี้ จากเว็บไซต์ washingtonpost.com อธิบายการเกิด Polar Vortex ไว้คร่าวๆ น่าจะทำให้เห็นภาพการเกิดปรากฎการณ์ Polar Vortex ได้ดียิ่งขึ้น

Typical Position of Polar Vortex
http://www.washingtonpost.com/wp-srv/special/national/polar-vortex/img/2.jpg

จากภาพด้านบนจะเห็นว่า โดยปกติแล้ว Polar Vortex นั้นจะถูกจำกัดบริเวณให้หมุนวนอยู่ในเขตขั้วโลกเท่านั้น โดยการกำกับของกระแสลมกรดเขตขั้วโลก (Polar Jet Stream)

Polar Vortex is blocked by High-Pressure near Greenland Island
Polar Vortex is blocked by High-Pressure near Greenland Island

แต่ต่อมา มีหย่อมความกดอากาศสูงปกคลุมบริเวณเหนือเกาะกรีนแลนด์ดังภาพด้านบน ทำให้กระแสลมกรดเขตขั้วโลก (Polar Jet Stream) เกิดบิดเบี้ยวขึ้น ดังนั้นกลุ่มของลมวนเขตขั้วโลก (Polar Vortex) เลยโดนดึงลงมาด้านล่าง ทำให้นำพาเอามวลอากาศหนาวเย็นจัดจากเขตขั้วโลกลงมาด้วย ดังที่เกิดขึ้นในขณะนี้

เพิ่มเติมจากบทความของ ดร. บัญชา ธนบุญสมบัติ : อธิบายเพิ่มเติมถึงลักษณะของกระแสลมกรดขั้วโลก (Polar Jet Stream) เริ่มจากแถบขั้วโลกซึ่งมีมวลอากาศเย็นปกคลุมอยู่ ส่วนพื้่นที่ต่ำกว่าแถบขั้วโลกลงมาจะมีอากาศที่อุ่นกว่า โดยในทางฟิสิกส์แล้ว ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างอากาศสองส่วนนี้ จะทำให้เกิดกระแสลมพัดจากทิศตะวันตกไปยังทิศตะวันออก ซึ่งกระแสลมนี้เองเรียกว่า กระแสลมกรด(ที่พัดไปรอบ)ขั้วโลก (Polar Jet Stream) ซึ่งเรามองว่า กระแสลมนี้เปรียบเสมือนผนัง หรือเข็มขัดที่คอยกักเก็บอากาศหนาวเย็นไว้เฉพาะแถบขั้วโลกก็ได้

แต่เนื่องจาก มวลอากาศเหนือขั้วโลกนั้นไม่ได้อยู่นิ่งๆ แต่จะไหลเวียนไปรอบๆ เราจึงเรียกมวลอากาศนี้ว่า Polar Vortex ซึ่งอาจจะมีคำศัพท์อื่นๆ เช่น Polar Cyclone, Polar Low, Circumpolar Whirl ก็ได้ โดยคำว่า Polar Vortex นั้นเป็นคำกลางๆ ใช้เรียก มวลอากาศไหลวนในแถบขั้วโลก ไม่ว่าจะเป็นขั้วโลกเหนือ หรือขั้วโลกใต้ หรือแม้กระทั่งดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ที่ไม่ใช่โลก เช่น ดาวศุกร์ ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ รวมถึงดวงจันทร์บริวารบางดวงเช่น ดาวไททัน เป็นต้น

ทีนี้ เจ้ากระแสลมกรด (Polar Jet Stream) นี้เอง จะเป็นตัวกำหนดบริเวณที่มวลอากาศหนาวเย็นแถบขั้วโลก จะไหลลงมาปกคลุมยังพื้นที่ต่างๆ

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:N_Jetstream_Rossby_Waves_N.gif

ถ้ากระแสลมนี้แรง (ลมพัดเร็ว) แนวการพัดที่วนอยู่รอบขั้วโลก ก็จะเป็นเส้นวงค่อนข้างรี ที่มีคลื่นกระเพื่อมอยู่บ้าง (กรณี a) อาจจะเปรียบได้ว่า ผนังแข็งแรง ทำให้มวลอากาศหนาวเย็นถูกกักเก็บไว้เฉพาะบริเวณขั้วโลกเท่านั้น

แต่ถ้ากระแสลมอ่อนกำลังลง (ลมพัดช้าลง) แนวเส้นกระแสลมกรดนี้ ก็จะบิดเบี้ยวมากขึ้น (กรณี b) หรือถ้าอ่อนกำลังสุดๆ ก็จะบิดเบี้ยวมาก (กรณี c) อาจเปรียบได้ว่า ผนังอ่อนแรง ซึ่งทำให้มีโอกาสที่มวลอากาศหนาวเย็นจะรั่วไหลลงมายังแถบละติจูดต่ำๆ ได้ เรียกปรากฎการณ์นี้ว่า Polar Vortex Collapse

แล้วอะไรกันแน่ ที่ทำให้กระแสลมกรดนี้ อ่อนกำลังลง ?

นักอุตุนิยมวิทยายังไม่สรุปสาเหตุที่แน่ชัด แต่ได้เสนอสมมติฐานที่มีน้ำหนักมากข้อหนึ่ง (เนื่องจากมีงานวิจัยสนับสนุนหลายฉบับ) นั่นคือ การที่กระแสลมกรดขั้วโลกอ่อนกำลังลง เกิดจากการที่อากาศบริเวณขั้วโลกอุ่นขึ้น ในทางวิชาการเรียกว่า Arctic Amplification (AA)

ทั้งนี้ มีการตรวจพบว่าน้ำแข็งในทะเลมีปริมาณลดลงไปมาก ผลก็คือ แถบขั้วโลกเหนือสามารถสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ลดลง ทำให้น้ำทะเลสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์เอาไว้ ต่อมาน้ำทะเลระบายความร้อนนี้สู่อากาศ ทำให้อากาศเหนือขั้วโลกอุ่นขึ้น ผลก็คือ ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของอากาศระหว่างขั้วโลก กับบริเวณที่อยู่ใต้ลงมาลดลง ส่งผลให้แรงขับเคลื่อนของกระแสลมกรดลดลงตามไปด้วยนั่นเอง

NASA Satellite Image on January 3, 2014 at Eastern side of USA that getting affected from Polar Vortex
ภาพถ่ายทางดาวเทียมจาก NASA แสดงให้เห็นพื้นที่ประสบภัยจาก Polar Vortex (โพลาร์ วอร์เท็กซ์), ถ่ายเมื่อ 3 มกราคม 2557
The U.S. side of the Niagara Falls covered in ice on Wednesday, January 8, 2014
The U.S. side of the Niagara Falls covered in ice on Wednesday, January 8, 2014

 

 

ศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่

ปล. ข้อมูลในบทความนี้ อาจไม่ถูกต้องทั้งหมด ผมก็จะพยายามทำความเข้าใจว่าอะไรคือ Polar Vortex แล้วค่อยๆ อัพเดทให้มันถูกต้องที่สุดไปเรื่อยๆ ครับ

*** บทความต่อไป ผมจะหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระแสลมกรด (Jet Stream) และกระแสน้ำในมหาสมุทร (Ocean Current)

One Reply to “Polar Vortex คืออะไร ?”

Leave a Reply