เส้นทางศึกษาธรรมชาติ อุทยานแห่งชาติดอยภูนาง: เครื่องวัดอุณหภูมิ/ปริมาณน้ำฝน

เครื่องวัดอุณหภูมิ/ปริมาณน้ำฝน

(THERMOMETER/RAIN GAUGE)

อุตุนิยมวิทยา (Meteorology) เป็นการศึกษาเชิงวิทยาศาสตร์ ว่าด้วยบรรยากาศของโลก โดยเน้นการพยากรณ์อากาศ และกระบวนการของสภาพอากาศ ปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาเป็นเหตุการณ์เกี่ยวกับสภาพอากาศที่สังเกตได้ ซึ่งให้ความกระจ่างและอธิบายได้ด้วยศาสตร์แห่งอุตุนิยมวิทยา เหตุการณ์เหล่านี้เกิดจากความแปรผันที่มีอยู่ในบรรยากาศของโลก ได้แก่ อุณหภูมิ ความกดอากาศ ไอน้ำ และองค์ประกอบต่างๆ และปฏิกิริยาของตัวแปรต่างๆ และการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาต่างๆ กัน ประเด็นหลักของการศึกษาและการสังเกตเกี่ยวกับสภาพอากาศของโลกนั้น อยู่ที่ชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ (troposphere)

อุตุนิยมวิทยา, climatology, ฟิสิกส์บรรยากาศ และเคมีบรรยากาศ ถือเป็นสาขาย่อยของบรรยากาศศาสตร์ (atmospheric sciences) สำหรับอุตุนิยมวิทยาและอุทกวิทยารวมกันเป็นสาขาของศาสตร์ที่เรียกว่า อุทกอุตุนิยมวิทยา (hydrometeorology)

ฤดูหนาวพิจารณาจากอุณหภูมิต่ำสุดในแต่ละวัน ดังนี้

อากาศหนาวจัด อุณหภูมิต่ำกว่า 8.0 ๐C

อากาศหนาว อุณหภูมิระหว่าง 8.0 ๐C - 15.9 ๐C

อากาศเย็น อุณหภูมิระหว่าง 16.0 ๐C - 22.9 ๐C

ฤดูร้อนพิจารณาจากอุณหภูมิสูงสุดในแต่ละวัน

อากาศร้อน อุณหภูมิระหว่าง 35.0 ๐C - 39.9 ๐C

อากาศร้อนจัด อุณหภูมิระหว่าง 40.0 ๐C ขึ้นไป

เรือนเทอร์โมมิเตอร์

สำหรับติดตั้งเครื่องมือสำรวจทางอุตุนิยมวิทยา ได้แก่ เครื่องวัดอุณหภูมิอากาศ เครื่องวัดอุณหภูมิสูงสุด-ต่ำสุด เครื่องวัดความชื้นสัมพัทธ์ และ เครื่องวัดการระเหยแบบพิเช่ เพื่อป้องกันความร้อนจากดวงอาทิตย์ (Radiant Heat) เข้าไปภายในตู้ ฝาของตู้ควรทำเป็นบานเกล็ด 3 ชั้น และพื้นควรทำเป็นแผ่นไม้สลับกันไปมาหลัง หลังคาควรทำเป็น 2 ชั้น เพื่อให้มีที่ว่างสำหรับการถ่ายเทอากาศ ระหว่างหลังคาชั้นบนกับชั้นล่าง ควรทาสีขาวทั้งภายในและภายนอกเพื่อเป็นการสะท้อนแสงทำให้อุณหภูมิภายในและภายนอกตู้ไม่แตกต่างกันมาก

ตู้สกรีน 1 ตู้ ภายในประกอบด้วย เครื่องมือ 5 ชนิด

- ไซโครมิเตอร์ (DRY) ตุ้มแห้งใช้วัดความชื้นสัมพัทธ์

- ไซโครมิเตอร์ (WET) ตุ้มเปียกใช้วัดความชื้นสัมพัทธ์

- แก้วใส่น้ำสำหรับตุ้มเปียก

- เทอร์โมมิเตอร์ วัดอุณหภูมิสูงสุด (Maximun) ใช้ตรวจวัดอุณหภูมิสูงสุด

- เทอร์โมมิเตอร์ วัดอุณหภูมิต่ำสุด (Minimun) ใช้ตรวจวัดอุณหภูมิต่ำสุด

การติดตั้งเรือนเทอร์โมมิเตอร์ ควรอยู่สูงจากพื้นดิน ประมาณ 1.25-2.00 ม. และหันประตูตู้ไปทางทิศเหนือหรือใต้ เพื่อไม่ให้แสงอาทิตย์ส่องเข้าไปเครื่องมือที่ติดตั้งอยู่ภายในตู้ในขณะทำการอ่านข้อมูล

เครื่องวัดปริมาณน้ำฝน

ปริมาณน้ำฝน เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของลมฟ้าอากาศที่ต้องมีการเก็บข้อมูลและเฝ้าระวัง ถ้าปริมาณฝนตกมากเกินไปจะส่งผลถึงการเกิดอุทกภัยหรือดินถล่ม ไร่นาและผลิตผลทางการเกษตรเสียหาย ถ้าปริมาณฝนน้อยเกินไปก็จะส่งผลถึงภัยแล้งที่ทำให้ผลิตผลทางการเกษตรเสียหาย เช่นกัน ทุกสถานีตรวจอากาศจะต้องวัดปริมาณน้ำฝนที่ตกใน 24 ชั่วโมง การวัดจะใช้เครื่องวัดฝนซึ่งมีหลายแบบ ที่ใช้กันทั่วไปคือแบบแก้วตวง ตัวเครื่องทำด้วยโลหะไม่เป็นสนิม มีลักษณะเป็นรูปทรงกระบอก มีเส้นผ่าศูนย์กลางภายใน 8 นิ้ว สูง 145 ม.ม. อ่านค่าโดยการตวงวัดน้ำฝนลงในหลอดแก้วตวงมาตรฐานสำหรับใช้กับเครื่องวัดน้ำ ฝนขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 8 นิ้ว สามารถอ่านค่าได้ละเอียดถึง 0.1 ม.ม. เครื่องวัดฝนต้องติดตั้งอยู่ในพื้นที่โล่งแจ้งและวางตั้งในแนวดิ่ง

เครื่องวัดน้ำฝนแบบแก้วตวง (Rain gauge) ประกอบด้วย

- ถังภายนอก (Outer case) ใช้สำหรับรองรับการไหลของน้ำฝน

- ถังรองภายใน (Inner can) ใช้รองรับน้ำฝน

- แก้วตวง (Glass vessels) ใช้วัดค่าของปริมาณน้ำฝน

วัฏจักรของน้ำ (Water Cycle)

1. ความร้อนจากแสงอาทิตย์ทำให้พื้นดิน มหาสมุทร ทะเลสาบ หรือแหล่งน้ำอื่นๆของโลกอุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งทำให้เกิด:

• “การระเหย” (Evaporation) คือขั้นตอนที่น้ำ ซึ่งเป็นของเหลว เปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซ หรือเปลี่ยนเป็น “ไอน้ำ” (Vapor)

• “การคายน้ำของพืช” (Transpiration) คือการที่น้ำระเหยออกมาจากพืช

2. ไอน้ำที่ระเหยจะลอยตัวขึ้นสูง และเกิดการ “ควบแน่น” (Condensation) หรือ การที่ไอน้ำกลายสภาพเป็น “หยดน้ำ” (Droplets of Water) และรวมตัวกันเกิดเป็นก้อนเมฆ (Cloud)

3. เมื่อเมฆ (ซึ่งก็คือหยดน้ำที่รวมตัวกันอยู่เป็นจำนวนมาก) มีขนาดใหญ่ขึ้น จะเกิดขั้นตอน “หยาดน้ำฟ้า” (Precipitation) ซึ่งก็คือการที่เมฆกลั่นตัว และตกลงมาสู่พื้นผิวโลกในรูปแบบของ ฝน (Rain) หิมะ (Snow) หรือบางครั้งอาจตกมาเป็นลูกเห็บ (Hail) ได้ด้วย

4. น้ำที่ตกลงมาสู่ผิวโลกนั้นจะซึมลงไปในดิน (Infiltration/Absorption) ทำให้เกิด ชั้นหินอุ้มน้ำ (Aquifer) หรือชั้นหินที่เก็บกักน้ำไว้ใต้ดิน (น้ำบาดาล) นอกจากนี้น้ำที่ตกลงมาสู่พื้นดินอาจถูกดูดซับและนำไปใช้โดยพืช หรือกลับไปสู่แหล่งน้ำ เช่น ทะเล, ทะเลสาบ โดยตรงก็ได้

5. เมื่อเสร็จสิ้นทุกขั้นตอนแล้ว วัฏจักรของน้ำก็จะเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง

สรุป วัฏจักรของน้ำ

การระเหย/การคายน้ำของพืช –>การควบแน่น–> หยาดน้ำฟ้า–> ซึมลงดิน–> ชั้นหินอุ้มน้ำ/แหล่งน้ำ/ดูดซับโดยพืช