‘เมฆก้อนลายลอนคลื่น’ เกิดจาก ‘คลื่นแรงโน้มถ่วงในบรรยากาศ’
Multiverse | บัญชา ธนบุญสมบัติ
ช่วงที่ผ่านมา มีการแชร์ภาพเมฆรูปแบบหนึ่งในโซเชียลมีเดีย โดยเรียกว่า ‘เมฆแผ่นดินไหว’ ซี่งบ่งเป็นนัยว่ามีความเชื่อว่าเมฆรูปแบบดังกล่าวเป็นสัญญาณเตือนแผ่นดินไหว
ผมคิดว่าต้องนำเสนอเรื่องนี้ให้ชัดเจนโดยลงรายละเอียดตามหลักวิชาการ ทั้งนี้ ผมขอใช้ภาพถ่ายที่ได้รับสิทธิ์ในการใช้งานจากเจ้าของภาพ เนื่องจากระบุข้อมูลได้แม่นยำ ส่วนคำอธิบายจะแยกเป็นข้อย่อยๆ เพื่อให้ความคิดคมชัด ดังนี้
ข้อที่ 1 : เมฆที่มักถูกกล่าวอ้างว่าเป็น ‘เมฆแผ่นดินไหว’ มีลักษณะเป็นแพแผ่คลุมฟ้า โดยมีจุดเด่นสำคัญคือ ลักษณะลอนคลื่น
ภาพที่ 1 เป็นตัวอย่างของเมฆที่บางครั้งถูกเรียกว่า ‘เมฆแผ่นดินไหว’
เนื่องจากชื่อเต็มของเมฆในภาพที่ 1 นี้ยาวมาก (ดูในข้อที่ 4) ผมจึงขอเรียกชื่อแบบสั้นๆ ไว้ก่อนว่า ‘แอลโตคิวมูลัส อันดูเลตัส (Altocumulus undulatus)’ โดยจะอธิบายชื่อนี้ในข้อ 2 และข้อ 3
ทั้งนี้ อาจเรียกชื่อเมฆนี้แบบลำลองว่า ‘เมฆก้อนลายลอนคลื่น’ ส่วนทำไมต้องมีคำว่า ‘ก้อน’ ด้วย จะได้เข้าใจเมื่อกล่าวถึงเมฆแผ่นที่มีลักษณะลอนคลื่นในข้อ 6 ครับ
ข้อที่ 2 : ลักษณะลอนคลื่นของเมฆเรียกว่า อันดูเลตัส (undulatus)
ในระบบการจัดจำแนกเมฆของ International Cloud Atlas ระบุว่า ‘อันดูเลตัส’ เป็นพันธุ์ (variety) หนึ่งของเมฆ คำนี้ใช้กับเมฆที่มีลักษณะแผ่ออกในแนวนอน และเป็นคลื่น กล่าวคือ มีแนวเมฆกับแนวช่องว่างแทรกสลับกันไป
คำว่า อันดูเลตัส (undulatus) เป็นคำศัพท์ภาษาละติน แปลว่า ‘มีคลื่น’ คำนี้มาจากคำว่า unda แปลว่า ‘คลื่น’
เมฆที่มีพันธุ์อันดูเลตัสได้มี 6 สกุล ได้แก่ ซีร์โรคิวมูลัส (Cirrocumulus) ซีร์โรสเตรตัส (Cirrostratus) แอลโตคิวมูลัส (Altocumulus) แอลโตสเตรตัส (Altostratus) สเตรโตคิวมูลัส (Stratocumulus) และสเตรตัส (Stratus)
ดูนิยามอย่างเป็นทางการของ undulatus ใน International Cloud Atlas ได้ที่ https://cloudatlas.wmo.int/en/clouds-varieties-undulatus.html
ภาพ : ทวี ขนขจี
ข้อที่ 3 : ชื่ออย่างสั้นของเมฆในภาพที่ 1 คือ แอลโตคิวมูลัส อันดูเลตัส
เมฆในภาพที่ 1 จัดอยู่ในสกุลแอลโตคิวมูลัส (Altocumulus) คือเป็นเมฆก้อนซึ่งอยู่สูงระดับปานกลาง ดังนั้นหากเน้นเพียงลักษณะเด่นคือลอนคลื่น จะเรียกว่า แอลโตคิวมูลัส อันดูเลตัส (Altocumulus undulatus)
เว็บไซต์ International Cloud Atlas ที่ https://cloudatlas.wmo.int/en/appendix-3-history-of-cloud-nomenclature.html ระบุว่า คนแรกที่ศึกษาและระบุชื่อเมฆ Altocumulus undulatus คือ Clayton, H. ในเอกสารชื่อ Discussion of the cloud observations made at the Blue Hill Observatory. Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College, 30(4) : 273-500 ตีพิมพ์เผยแพร่ในปี ค.ศ.1896
นั่นคือ ในวงการวิชาการรู้จักเมฆแอลโตคิวมูลัส อันดูเลตัส หรือ ‘เมฆก้อนลายลอนคลื่น’ มานานอย่างน้อย 120 ปีแล้ว
ข้อ 4 : ชื่อเต็มของเมฆในภาพที่ 1 บ่งถึงลักษณะเฉพาะหลายแบบ
เพื่อแสดงให้เห็นว่าวงการอุตุนิยมวิทยารู้จักและศึกษาเมฆที่มีลักษณะที่ปรากฏในภาพที่ 1 อย่างเป็นระบบมานานแล้ว ดังจะเห็นได้จากชื่อเรียกแบบจัดเต็ม ดังจะอธิบายโดยละเอียดต่อไปนี้
เนื่องจากเมฆในภาพที่ 1 ยังมีลักษณะแบบอื่นๆ เช่น แผ่กระจายกินพื้นที่กว้างบนฟ้า เรียกว่า ชนิด (species) ‘สแตรติฟอร์มิส (stratiformis)’
มีช่องว่างระหว่างเมฆก้อนย่อย เรียกว่า พันธุ์ ‘เพอร์ลูซิดัส (perlucidus)’
มีบางส่วนที่เมฆยอมให้แสงอาทิตย์ทะลุผ่านได้ เรียกว่า พันธุ์ ‘แทรนส์ลูซิดัส (translucidus)’
มีการเรียงตัวของแนวเมฆในลักษณะที่ทำให้ดูเหมือนแนวเมฆส่วนใหญ่พุ่งออกมาจากจุดหนึ่งที่ปลายฟ้า เรียกว่า พันธุ์ ‘เรดิเอตัส (radiatus)’ – คล้ายกับมองแนวเส้นที่ขนานกันสองแนว หรือหลายๆ แนว แบบทัศนมิติ (perspective) ทำให้ที่ระยะไกลออกไป แนวเส้นจะลู่เข้าหากัน
ดังนั้นชื่อเต็มของเมฆในภาพที่ 1 คือ ชื่อจากข้อ 3 ต่อด้วยลักษณะต่างๆ ที่อธิบายไปเมื่อครู่ นั่นคือ แอลโตคิวมูลัส สแตรติฟอร์มิส อันดูเลตัส เพอร์ลูซิดัส แทรนส์ลูซิดัส เรดิเอตัส (Altocumulus stratiformis undulatus perlucidus translucidus radiatus)
ที่มา : https://www.weather.gov/source/zhu/ZHU_Training_Page/Miscellaneous/gravity_wave/gravity_wave.html
ข้อ 5 : เมฆก้อนลายลอนคลื่นเกิดจาก ‘คลื่นแรงโน้มถ่วงในบรรยากาศ’
ข้อนี้คือแก่นสาระหลักของบทความนี้ครับ
คลื่นแรงโน้มถ่วงในบรรยากาศ (atmospheric gravity wave) หรือ AGW บางครั้งเรียกโดยย่อว่า ‘คลื่นแรงโน้มถ่วง (gravity wave)’ เป็นการกระเพื่อมของอากาศในชั้นบรรยากาศ โดยอากาศที่คลื่นเคลื่อนผ่านไปจะเคลื่อนตัวขึ้นลงในแนวตั้งฉาก (โดยประมาณ) กับพื้นโลก
ถึงจุดนี้มีข้อสังเกตเล็กน้อยว่า พึงระวังความสับสนระหว่างคำว่า ‘คลื่นแรงโน้มถ่วง’ กับ ‘คลื่นความโน้มถ่วง’ กล่าวคือ คลื่นแรงโน้มถ่วง (gravity wave) เป็นแนวคิดในทางอุตุนิยมวิทยา หมายถึง คลื่นที่เกิดจากการกระเพื่อมของอากาศภายในชั้นบรรยากาศ ส่วนคลื่นความโน้มถ่วง (gravitational wave) เป็นแนวคิดในทางฟิสิกส์ของกาลอวกาศ หมายถึง คลื่นที่เกิดจากการกระเพื่อมของตัวกาลอวกาศเอง ซึ่งจำเป็นต้องใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ในการอธิบาย
ย้อนกลับมาที่คลื่นแรงโน้มถ่วงในบรรยากาศอีกครั้ง ในการเกิดคลื่นแรงโน้มถ่วง จะต้องมี ‘ตัวกระตุ้น’ ที่ทำให้อากาศเริ่มเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง ตัวอย่างตัวกระตุ้นในทางอุตุนิยมวิทยา เช่น แนวเทือกเขา และกระแสอากาศพุ่งขึ้น (updrafts) ภายในเมฆฝนฟ้าคะนอง
นอกจากนี้ บริเวณที่จะเกิดคลื่นแรงโน้มถ่วงแผ่ออกไปได้นั้น ชั้นอากาศโดยภาพรวมต้องมีเสถียรภาพ (stable air) ซึ่งหมายความว่า อากาศไม่ได้ยกตัวสูงขึ้น หรือจมต่ำลงอย่างต่อเนื่อง
เพื่อให้เห็นภาพ จะขอใช้ตัวอย่างคือ กรณีที่คลื่นแรงโน้มถ่วงในชั้นบรรยากาศเกิดจากกระแสลมพัดผ่านข้ามแนวเทือกเขา ทั้งนี้ในทางอุตุนิยมวิทยานิยมพิจารณา ‘ก้อนอากาศ’ (เรียกว่า air parcel) ก้อนหนึ่งที่เคลื่อนไปกับกระแสลม
เมื่อลมพัดปะทะแนวเทือกเขา ‘ก้อนอากาศ’ ก็จะถูกยกให้พุ่งสูงขึ้นตามแนวสันเขา เมื่อเคลื่อนสูงขึ้นไป อุณหภูมิของ ‘ก้อนอากาศ’ จะเย็นลง การเย็นลงนี้ทำให้แรงลอยตัว (buoyancy) ลดลง เนื่องจากความหนาแน่นเพิ่มขึ้น
เมื่อแรงลอยตัวลดลง ‘ก้อนอากาศ’ ก็จะเคลื่อนขึ้นช้าลง จนในที่สุดก็จะเริ่มจมลงด้วยแรงโน้มถ่วง เนื่องจากความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้น
การกระเพื่อมขึ้นและลงของ ‘ก้อนอากาศ’ ในรอบแรกนี้มีลักษณะเป็นคลื่นแรงโน้มถ่วงลูกแรก
ขณะที่ ‘ก้อนอากาศ’ จมลง ก็จะถูกความกดอากาศโดยรอบที่สูงขึ้นบีบอัด จน ‘ก้อนอากาศ’ อุ่นขึ้นและมีความหนาแน่นลดลงอีกครั้ง ทำให้แรงลอยตัวเพิ่มขึ้น ‘ก้อนอากาศ’ จึงกลับเคลื่อนสูงขึ้นอีกครั้ง เกิดเป็นคลื่นแรงโน้มถ่วงลูกที่สอง
การเคลื่อนที่ของ ‘ก้อนอากาศ’ แบบขึ้นและลงนี้ดำเนินต่อไป เกิดเป็นขบวนคลื่นเคลื่อนไปข้างหน้า ทั้งนี้แอมพลิจูดของการกระเพื่อมจะค่อยๆ ลดลงไปเมื่อคลื่นเคลื่อนห่างจากจุดกำเนิดออกไปเรื่อยๆ เนื่องจากการสูญเสียพลังงาน
ในบริเวณที่ ‘ก้อนอากาศ’ เคลื่อนที่สูงขึ้นไปและเย็นตัวลงนี้ หาก ‘ก้อนอากาศ’ มีความชื้นหรือปริมาณไอน้ำสูงเพียงพอ ไอน้ำก็จะกลั่นตัวกลายเป็นหยดน้ำ หยดน้ำจำนวนมหาศาลเมื่อมองภาพรวมก็คือ เมฆ
ส่วนบริเวณที่ ‘ก้อนอากาศ’ เคลื่อนที่จมลงและอุ่นขึ้น ผลก็คือ หากเดิมมีหยดน้ำอยู่ หยดน้ำก็จะระเหยหายไป นั่นคือ เมฆที่มีอยู่สลายตัวไป เกิดเป็นช่องว่างระหว่างแนวเมฆนั่นเอง
ในกรณีของ ‘ตัวกระตุ้น’ อื่นที่ไม่ใช่แนวเทือกเขา เช่น กระแสอากาศอัพดราฟต์ที่พุ่งขึ้นในเมฆฝนฟ้าคะนอง ก็อาจอธิบายได้ในทำนองเดียวกัน
ดังนั้น เมื่อเราเห็นเมฆก้อนที่เป็นลายลอนคลื่น ก็แสดงว่าเรากำลังมองผลลัพธ์ของการที่คลื่นแรงโน้มถ่วงในบรรยากาศเคลื่อนที่ผ่านไปในบริเวณที่อากาศมีเสถียรภาพ โดยทิ้งร่องรอยของสันคลื่น (ยอดบนของคลื่น) เป็นแนวเมฆ และร่องรอยของท้องคลื่น (ด้านล่างของคลื่น) เป็นแนวช่องว่างระหว่างแนวเมฆนั่นเอง ดูภาพที่ 2 ครับ
ที่มา : https://www.mdpi.com/2073-4433/16/12/1347
ข้อ 6 : ลักษณะอันดูเลตัสที่เกิดกับเมฆซีร์โรสเตรตัสอาจเกิดจากลมเฉือนกำลังแรง
ในกรณีของเมฆแผ่น เช่น ซีร์โรสเตรตัส (Cirrostratus) การเกิดลักษณะลอนคลื่น หรืออันดูเลตัสนั้นต่างออกไป มีกรณีศึกษาที่น่าสนใจดังนี้
ในบทความวิจัยชื่อ First Documented Observation and Meteorological Analysis of Cirrostratus undulatus homomutatus ตีพิมพ์ในวารสาร Atmosphere เมื่อวันที่ 25 พฤศจิกายน ค.ศ.2025 ระบุว่าเมฆซีร์โรสเตรตัส อันดูเลตัส โฮโมมิวเตตัส (Cirrostratus undulatus homomutatus) มีลักษณะลอนคลื่นพันธุ์อันดูเลตัสอันเนื่องมาจาก ‘ลมเฉือน’
บทคัดย่อระบุว่า “…จากการวิเคราะห์แบบไซนอพติก (synoptic analysis) และอุณหพลศาสตร์ (thermodynamic analysis) ได้เผยให้เห็นถึงบริเวณจำเพาะแห่งที่มีกิจกรรมของลมเฉือนที่แรงขึ้น (enhanced wind shear activity) ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับชั้นความชื้นบางๆ ใกล้กับโทรโพพอส สภาวะเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเอื้อต่อการเปลี่ยนรูปของคอนเทรลแบบคงตัวให้กลายเป็นชั้นเมฆแบบซีร์ริฟอร์ม (cirriform layers) ที่แสดงรูปแบบเป็นคลื่น ซึ่งเป็นลักษณะจำเพาะของเมฆพันธุ์อันดูเลตัส (undulatus variety)”
อ่านและดาวน์โหลดไฟล์ pdf ของบทความวิจัยนี้ได้ที่ https://www.mdpi.com/2073-4433/16/12/1347
ข้อ 7 : กรณีการกล่าวอ้างความเชื่อมโยงระหว่าง ‘ลักษณะลอนคลื่นในเมฆก้อน’ กับ ‘แผ่นดินไหว’ ยังต้องการหลักฐานจากงานวิจัยที่ได้รับการยอมรับ
แม้ว่าแผ่นดินไหวขนาดใหญ่จะสามารถกระตุ้นให้เกิดคลื่นแรงโน้มถ่วงในบรรยากาศ (atmospheric gravity wave) หรือ AGW ผ่านกลไกที่เรียกว่า การสั่นสะเทือนของคลื่นเรย์ลี (Rayleigh waves) บนผิวโลก ซึ่งมีการเคลื่อนที่หลักที่พื้นผิวในแนวดิ่งร่วมกับแนวรัศมี แต่การวิจัยที่มีอยู่ในปัจจุบันแทบทั้งหมดมุ่งเน้นไปที่คลื่นแรงโน้มถ่วงในบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ (ionosphere) และการรบกวนในบรรยากาศชั้นบน (upper atmospheric disturbances) ณ ระดับความสูง 100-400 กิโลเมตร ซึ่งคลื่นมีการขยายแอมพลิจูดได้ภายใต้เงื่อนไขบางอย่าง (เช่น อากาศเบาบาง)
ดังนั้น การกล่าวอ้างว่าเมฆก้อนลายลอนคลื่นระดับสูงปานกลาง หรือแอลโตคิวมูลัส อันดูเลตัส (Altocumulus undulatus) ซึ่งเกิดจากคลื่นแรงโน้มถ่วงในบรรยากาศที่ระดับความสูงราว 2 กิโลเมตร ถึง 8 กิโลเมตร (สำหรับแถบเขตร้อน ; ถ้าเป็นแถบเขตอบอุ่นและขั้วโลกจะต่ำกว่า 8 กิโลเมตร) มีความเชื่อมโยงกับแผ่นดินไหวในบริเวณใกล้เคียง จึงยังเป็นข้อสมมุติฐานที่ต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษ เนื่องจากเมฆดังกล่าวนี้สามารถเกิดขึ้นได้ง่ายจากแหล่งกำเนิด AGW อื่นๆ ตามธรรมชาติ เช่น การที่กระแสอากาศไหลผ่านภูเขา ลมเฉือน แนวปะทะอากาศ หรือกระแสอัพดราฟต์
นั่นคือ การที่จะยืนยันว่าเมฆนี้เชื่อมโยงกับแผ่นดินไหวจึงจำเป็นต้องมีหลักฐานและข้อมูลที่พิสูจน์ได้อย่างแน่ชัดว่า แรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวในครั้งนั้นๆ ทำตัวเป็น ‘ตัวกระตุ้น’ หลัก ที่ส่งผลให้เกิดคลื่นแรงโน้มถ่วงในบรรยากาศสูงขึ้นไปถึงระดับที่เมฆปรากฏ และแอมพลิจูดของคลื่นต้องมากเพียงพอที่จะก่อให้เกิดรูปแบบอันดูเลตัสหรือลอนคลื่นได้อย่างเด่นชัด พร้อมกับการตัดประเด็นแหล่งกำเนิดอื่นออกไป
สรุป
จากหลักฐานที่มีอยู่ในปัจจุบัน ลักษณะลอนคลื่นในเมฆแอลโตคิวมูลัส อันดูเลตัส หรือเมฆก้อนสูงปานกลาง เกิดจากปัจจัยทางอุตุนิยมวิทยาเป็นหลัก โดยยังไม่มีหลักฐานที่ได้รับการยอมรับในวงกว้างที่ทำให้สรุปได้ว่ามีความเชื่อมโยงกับแผ่นดินไหว
ทั้งนี้ ข้อสรุปนี้อาจเปลี่ยนแปลงได้ หากในอนาคตมีงานวิจัยใหม่ที่ผ่านการทวนสอบและยืนยันซ้ำ จนทำให้เกิดฉันทมติในวงการวิทยาศาสตร์ว่าแผ่นดินไหวมีส่วนเกี่ยวข้องกับการเกิดลอนคลื่นในเมฆก้อนสูงปานกลาง
