Lake Effect Snow คืออะไร ?

Lake-Effect Snow Components
Lake-Effect Snow Components

ระยะหลังๆ ไม่ค่อยได้ติดตามข่าวสารรอบโลกเท่าไหร่ แต่เพิ่งจะเห็นข่าวเกี่ยวกับสภาพอากาศจากฟากฝั่งทวีปอเมริกา ก็พบว่า เกิดเหตุพายุหิมะพัดถล่มอีกแล้ว แล้วในข่าวก็อ้างอิงไปถึงคำๆ หนึ่ง คำนั้นคือคำว่า “Lake Effect Snow”

เอาล่ะสิ จากช่วงต้นปี พายุหิมะก็พัดถล่มอเมริกาไปรอบนึงแล้ว จากพิษภัยของ Polar Vortex แต่เที่ยวนี้ มีคำใหม่เกิดขึ้นคือ Lake Effect Snow ตามประสาคนช่างสงสัย ว่า Lake Effect Snow นี่มันคืออะไรกันนะ แล้วมันเกิดจากอะไร ทำไมมันถึงเกิดขึ้นได้ อะไรเป็นปัจจัยให้เกิดขึ้น เลยเกิดฉันทะ ค้นคว้าหาข้อมูลดู ได้ข้อมูลมาดังนี้ (แต่ออกตัวแรงๆ ก่อนเลยว่า ผมไม่ใช่นักอุตุนิยมวิทยา หรือนักวิชาการใดๆ แค่มีความสนใจในทุกๆ ศาสตร์ ดังนั้นอาจมีข้อผิดพลาดในบทความนี้ หากมีผู้ใดเสนอแนะข้อคิดเห็นก็พร้อมรับฟัง และปรับปรุงแก้ไขตลอดครับ)

Lake Effect Snow คืออะไร?

Lake Effect Snow เป็นคำเรียกปรากฎการณ์ทางธรรมชาติ โดยคำเรียกเป็นภาษาไทยนั้น ไม่แน่ใจว่าใช้คำว่าอะไร แต่ถ้าให้แปลจากศัพท์ภาษาอังกฤษ ก็น่าจะเรียกได้ว่า “ปรากฎการณ์หิมะตกจากอิทธิพลของทะเลสาบ” ซึ่งศัพท์อย่างเป็นทางการภาษาไทยนั้น คงต้องรอการยืนยันจากนักอุตุนิยมวิทยาอีกที เพราะผมไม่ใช่นักอุตุนิยมวิทยา

 

Lake Effect Snow เกิดขึ้นจากอะไร?

ก่อนอื่นต้องเข้าใจกระบวนการก่อเกิดเมฆกันก่อน กล่าวให้ง่ายๆ คือ เมฆเกิดจากการควบแน่นของไอน้ำในอากาศ จับกลุ่มรวมกันกลายเป็นเมฆ และหิมะก็เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการนี้ ซึ่งหิมะก็คือ เมฆที่มีอุณหภูมิต่ำมาก อาจเป็นของเหลวแบบเย็นยิ่งยวด (Super-cooled Water) หรือเป็นน้ำแข็งไปแล้ว ก็ได้

ทีนี้ ต่อมา ต้องเข้าใจอีกเรื่องหนึ่ง ซึ่งสำคัญมากต่อกระบวนการเกิดปรากฎการณ์ Lake Effect Snow นี้ ก็คือ อากาศ คือของไหล อากาศในโลกของเรานั้น มีการเคลื่อนที่ไปมาอยู่ตลอด ซึ่งเรียกง่ายๆว่า “ลม” นั่นเอง ทีนี้ ลมจะเกิดขึ้นได้ ก็ต้องเกิดจาก มวลอากาศเคลื่อนที่ นั่นเอง

ทีนี้ โดยหลักแล้ว มวลอากาศร้อนจะลอยตัวขึ้นที่สูง และมวลอากาศเย็นก็จะไหลลงสู่ที่ต่ำกว่า ซึ่งพอมวลอากาศเคลื่อนที่มันก็เกิดลมนั่นแล…

ต่อไปที่จะต้องกล่าวถึงกันก็คือ ในภูมิภาคแถบขั้วโลกนั้น จะมีมวลกระแสลมกรดเกิดขึ้น หรือก็คือ Polar Jet Stream ซึ่งเคยทำให้เกิดปรากฎการณ์ Polar Vortex ถล่มอเมริกาไปตอนต้นปี 2014 ที่ผ่านมา

ด้วยปัจจัยหลายๆ อย่างที่มันมาบรรจบกันอย่างพอเหมาะพอเจาะ ก็ทำให้เกิดปรากฎการณ์นี้ขึ้น

 

กระบวนการก่อตัวของ Lake Effect Snow เป็นอย่างไร?

ลองมาดูแผนภาพด้านล่างนี้ กันก่อน

Lake-Effect Snow Formation
Lake Effect Snow Formation

จากข้อความด้านบน เรารู้ว่าลมเกิดจากอากาศเคลื่อนที่ แล้วมวลอากาศเย็นก็พัดวนอยู่รอบๆ ภูมิภาคในแถบขั้วโลก โดยมีกระแสลมกรดกำกับเอาไว้ แต่เมื่อใดก็ตามที่มวลกระแสลมเย็นยิ่งยวดเหล่านี้ พัดผ่านมายังพื้นที่ที่เป็นเขตทะเลสาบ ซึ่งอุณหภูมิของน้ำอุ่นกว่า ก็จะทำให้เกิดกระบวนการพัดพาอากาศเข้าฝั่งอย่างรวดเร็ว

เป็นเรื่องปกติที่ น้ำจะระเหยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ แต่หากว่าทะเลสาบนั้น มีน้ำที่อุ่นพอ ก็จะเกิดไอน้ำระเหยขึ้นไปพร้อมกับความชื้น เมื่อพวกมันลอยไปเจอกับกระแสลมเย็น มันก็จะถูกพัดพาเข้าหาฝั่ง ทีนี้เมื่ออากาศเหล่านี้ขึ้นฝั่ง ก็จะเกิดภาวะควบแน่น เพราะพื้นที่มันแคบลง (ขึ้นฝั่ง) อากาศเหล่านี้ก็จะถูกควบแน่นอย่างรวดเร็ว ยิ่งไปเจอกับมวลอากาศเย็นยิ่งยวด ก็ยิ่งทำให้มันกลายเป็นหิมะขึ้นในทันใดเช่นกัน

แล้วพออนุภาคไอน้ำแต่ละอันที่กลายเป็นหิมะ มีน้ำหนักมากพอ และอากาศไม่สามารถทำให้มันล่องลอยอยู่ในอากาศได้ พวกมัน(หิมะ) ก็จะตกลงสู่ภาคพื้นกลายเป็นหิมะอย่างที่เห็น ถ้ามีเยอะๆ ก็จะกลายเป็นพายุหิมะ

Lake-effect snow is produced as cold winds blow clouds over warm waters.
Lake effect snow is produced as cold winds blow clouds over warm waters.

ถ้ายังไม่เข้าใจลองดูคลิปด้านล่าง ที่ทำขึ้นมาโดย AccuWeather.com

 

ปัจจัยที่ส่งผลทำให้ Lake Effect Snow ก่อตัวเร็วยิ่งขึ้น

เป็นความจริงที่ว่า ในท้องฟ้านภากาศนี้ กว้างใหญ่ยิ่งนัก และแม้ว่าอากาศร้อนกับอากาศเย็นมาเจอกัน อาจก่อให้เกิดลม เกิดเมฆ เกิดหิมะ แต่มันมีปัจจัยสำคัญบางประการ เป็นเสมือนตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้เกิดปรากฎการณ์ Lake Effect Snow ได้เร็วยิ่งขึ้น ปัจจัยเหล่านั้นคือ

Instability

ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของน้ำในทะเลสาบ กับอุณหภูมิในอากาศเหนือขึ้นที่ความดันบรรยากาศ 850 มิลลิบาร์ ถ้ามีความแตกต่างกันมากกว่า 13°C จะเป็นปัจจัยให้เกิดหิมะขึ้นได้ (ลองดูรูปด้านล่าง)

Temperature difference and instability are directly related, the greater the difference the more unstable and convective the lake effect precipitation will be.
Temperature difference and instability are directly related, the greater the difference the more unstable and convective the lake effect precipitation will be.

จากภาพด้านบน จะเห็นได้ว่า ตอนแรกอุณหภูมิมีความแตกต่างกัน 10°C ก็ทุกอย่างเป็นปกติ แต่เมื่อต่อมา เมฆก่อตัวสูงขึ้นอุณหภูมิแตกต่างกันที่ 13°C หิมะก็เริ่มก่อตัว แต่เมื่อเมฆยังคงก่อตัวเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ อุณหภูมิยิ่งมีความแตกต่างกันมากขึ้นเรื่อยๆ หิมะก็ยิ่งมากขึ้นตามไปด้วยเช่นกัน

 

Fetch

Fetch ในความหมายนี้ หมายถึง ระยะทางที่มวลอากาศเดินทางไปเหนือพื้นน้ำ สัมพันธ์กับทิศทางของกระแสลม คือถ้าทิศทางลมเปลี่ยน ไปเพียงแค่นิดเดียว มันก็จะเคลื่อนผ่านผืนน้ำไปได้ต่างกัน ซึ่งสัมพันธ์กับรูปทรงของทะเลสาบนั้นๆด้วย … ถ้ายังงงลองดูรูปด้านล่าง

Favorable Fetches for Lake-Effect Snow
http://www.comet.ucar.edu/class/smfaculty/byrd/img013.gif

จะเห็นได้ว่า พอทิศทางลมเปลี่ยน มันก็เคลื่อนออกจากทะเลสาบตามนั้นเช่นกัน ดังนั้นการนำพามวลไอน้ำที่ระเหยขึ้นมาควบแน่นกลายเป็นหิมะก็จะเปลี่ยนแปลงไปตามนั้นด้วย

 

Wind shear

Wind Shear คือกระแสลมเฉือน เป็นปัจจัยสำคัญหลักๆ ของปรากฎการณ์ Lake Effect Snow นี้เลยก็ว่าได้ เพราะเมื่อมีกระแสลมเฉือนพัดพาเข้าสู่ฝั่งแล้ว ก็เหมือนเป็นการบีบทิศทางของกระแสลม และมวลเมฆให้มาอัดรวมกันอยู่ในพื้นที่ใด พื้นที่หนึ่งนั่นเอง

The Recipe for Lake-Effect Snow
The Recipe for Lake Effect Snow

 

Upstream moisture

ปริมาณความชื้น ณ จุดเหนือลม … ปริมาณความชื้นนี้ มีผลโดยตรงต่อการควบแน่น และการก่อตัวของหิมะ ซึ่งถ้ามีความชื้นสูง (High RH) ก็จะมีแนวโน้มเกิดการควบแน่นได้มากขึ้นตามไปนั่นเอง

A lower upstream relative humidity will make it more difficult and time consuming for lake effect condensation, clouds and precipitation to form. The opposite is true if the upstream moisture has a high relative humidity, allowing lake effect condensation, cloud and precipitation to form more readily and in a greater quantity.

 

Upwind lakes

Any large body of water upwind will impact lake-effect precipitation to the lee of a downwind lake by adding moisture or pre-existing lake-effect bands, which can re-intensify over the downwind lake. Upwind lakes do not always lead to an increase of precipitation downwind.

 

Synoptic forcing

Vorticity advection aloft and large upscale ascent help increase mixing and the convective depth, while cold air advection lowers the temperature and increases instability.

 

Orography and topography

Typically lake-effect precipitation will increase with elevation to the lee of the lake as topographic forcing squeezes out precipitation and dries out the squall much faster.

กล่าวโดยสรุปก็คือ สภาพภูมิประเทศบนฝั่ง มีอิทธิพลทำให้กระแสลมเปลี่ยนแปลง และส่งผลไปยังกระบวนการก่อตัวของเมฆ และหิมะ ตามลำดับ

 

Snow and ice cover

ส่วนนี้สำคัญ คือ เมื่อทะเลสาบเป็นแหล่งผลิตไอน้ำขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ เนื่องจากอุณหภูมิของน้ำในทะเลสาบอุ่นกว่า อุณหภูมิด้านบน ไอน้ำก็จะถูกผลิตระเหยขึ้นมาได้เรื่อยๆ ก่อตัวเป็นเมฆ และหิมะ..

พอมีหิมะ ก็จะส่งผลให้อุณหภูมิลดต่ำลง ถ้าหิมะตกลงในทะเลสาบ ก็จะทำให้อุณหภูมิของน้ำในทะเลสาบลดลง และไอน้ำก็จะระเหยขึ้นไปน้อยลงตามลำดับ จวบจนอุณหภูมิของน้ำในทะเลสาบเย็นจัด จนเกิดแผ่นน้ำแข็งปกคลุมเหนือผืนน้ำในทะเลสาบ ถ้าเป็นเช่นนี้ ก็เท่ากับปิดโอกาสของไอน้ำที่จะระเหยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศแบบเบ็ดเสร็จ

 

Great Lakes Region

Great Lakes region
Great Lakes region

Great Lakes Region เป็นการกล่าวถึงพื้นที่โดยรอบบริเวณทะเลสาบทั้ง 5 แห่ง ที่ตั้งอยู่บนรอยต่อระหว่างประเทศสหรัฐอเมริกา และแคนาดา ซึ่งประกอบไปด้วย

  1. Lake Superior
  2. Lake Michigan
  3. Lake Huron
  4. Lake Erie
  5. Lake Ontario

โดยทะเลสาบทั้ง 5 แห่งนี้ เป็นหนึ่งในพื้นที่ที่ประสบกับภัยพิบัติจากพายุหิมะ จากปรากฎการณ์ Lake Effect Snow ซึ่งด้วยปัจจัยหลายๆ อย่างที่เอื้อต่อการเกิดปรากฎการณ์นี้ แต่ปรากฎการณ์ Lake Effect Snow นี้สามารถเกิดขึ้นได้ทุกพื้นที่บนโลกใบนี้ ซึ่งมีปัจจัยส่งผลเพียงพอให้เกิดปรากฎการณ์นี้

เราลองมาดูภาพถ่ายดาวเทียมจาก NASA ที่ถ่ายไว้เมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายน 2557 (November 18, 2014)

Lake-Effect Snow at Great Lakes Region
http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=84758

จากภาพด้านบน เราจะเห็นศัพท์คำหนึ่งปรากฎออกมานั่นคือ “Cloud Streets” หมายถึง “ถนนแห่งเมฆ” เป็นศัพท์ทางอุตุนิยมวิทยา ที่กล่าวถึงเส้นทางการก่อตัวของเมฆ ก่อตัวขึ้นมาให้เห็นเป็นแนว เป็นเส้นทางอย่างชัดเจน ในทีนี้ก็คือเมฆแบบ Cumulus (เมฆก้อน) ถ้านึกภาพไม่ออกลองดูคลิปด้านล่างที่มีคนถ่ายเอาไว้จากเขต Buffalo ซึ่งเป็นเขตรอยต่อระหว่าง Lake Erie กับ Lake Ontario

จากคลิปเราจะเห็นว่า เมฆถูกสร้างขึ้นมาอย่างรวดเร็ว จากทะเลสาบ สู่อากาศด้านบน และถูกอิทธิพลของกระแสลมบน Upwind Lake พัดพาไปในทิศทางเดียวกันอย่างรวดเร็ว

 

เมื่อไหร่ Lake Effect Snow ถึงจะหยุด?

คำตอบของคำถามนี้ มีอยู่ 2 ปัจจัยหลักๆ นั่นคือ

  1. กระแสลม Polar Wind เปลี่ยน หรือมีปัจจัยทำให้มวลอากาศเย็นเหล่านี้ เคลื่อนห่างออกไปจากเขตทะเลสาบ ไม่ว่าจะด้วย Polar Jet Stream เปลี่ยนทิศทาง หรือได้รับอิทธิพลจากความกดอากาศต่ำ (L) กดดันขึ้นมา ดันมวลอากาศเย็นกลับขึ้นไปในเขตขั้วโลกตามเดิม
  2. อุณหภูมิของน้ำในทะเลสาบลดต่ำลง หรือเกิดแผ่นน้ำแข็งปกคลุมทะเลสาบ ซึ่งเป็นปัจจัยโดยตรงที่ทำให้เกิดปรากฎการณ์ Lake Effect Snow นี้ เพราะเมื่อใดก็ตามที่น้ำในทะเลสาบยังคงสามารถผลิตไอน้ำ ระเหยลอยตัวขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศได้แล้ว มันก็จะยังคงสามารถผลิตเมฆ และแปรเปลี่ยนไปเป็นหิมะได้อยู่ตลอดเวลา

 

Reference Links

  • http://www.noaa.gov/features/02_monitoring/lakesnow.html
  • http://www.bbc.co.uk/weather/feeds/30105754
  • http://www.weather.gov/buf/lakeeffect
  • http://scijinks.jpl.nasa.gov/lake-snow/
  • http://www.vox.com/2014/11/19/7246047/lake-effect-snow
  • http://en.wikipedia.org/wiki/Lake-effect_snow
  • http://www.accuweather.com/en/weather-news/lake-effect-snow-great-lakes-buffalo/37517895
  • http://www.accuweather.com/en/weather-news/taste-of-spring-to-relief/37744290

Leave a Reply