Morning Glory Cloud เมฆที่ยาวที่สุดในโลก & แง่มุมทางวิชาการ

Multiverse | บัญชา ธนบุญสมบัติ

เมื่อไม่นานมานี้ ผมได้ไปเล่าเรื่องเกี่ยวกับเมฆและปรากฏการณ์สนุกๆ บนฟ้าในรายการ ความ(ไม่)รู้รอบตัว ของ GoodDay Podcast ซึ่งมี คุณเผือก พงศธร จงวิลาส เป็นผู้ดำเนินรายการ ในช่วงหนึ่งผมพูดถึงเมฆที่ยาวที่สุดในโลก คือ เมฆมอร์นิ่งกลอรี่ (Morning Glory) ซึ่งยาวได้สูงสุดถึงราว 1,000 กิโลเมตร

พบว่ามีคนที่ดู YouTube, TikTok และ Reels จำนวนหนึ่งสงสัยว่าเมฆมอร์นิ่งกลอรี่เกิดขึ้นได้ยังไง?

มาดูภาพรวมกันก่อนครับ เมฆมอร์นิ่งกลอรี่เกิดในหลายพื้นที่ของโลก แต่มีอยู่สถานที่หนึ่งที่เมฆแบบนี้เกิดขึ้นแบบทำนายได้ นั่นคือ บริเวณอ่าวคาร์เพนทาเรีย (Gulf of Carpentaria) ติดกับแหลมเคปยอร์ก (Cape York Peninsula) ทางตอนเหนือของออสเตรเลีย

ช่วงเวลาที่พบคือ เดือนกันยายนถึงราวกลางเดือนพฤศจิกายนของทุกปี โดยเมฆมอร์นิ่งกลอรี่เกิดในช่วงเช้าตรู่ เฉลี่ยแล้วทุกๆ 2 วันมาครั้งหนึ่ง

เมฆมอร์นิ่งกลอรี่หนาประมาณ 1 กิโลเมตร และกว้างราวๆ 1-2 กิโลเมตร ฐานเมฆ (ขอบด้านล่าง) อยู่สูงจากพื้นไม่มากนัก สัก 100-200 เมตร เท่านั้น ขนาดย่อมๆ ก็ยาวสักหลายสิบกิโลเมตร

แต่ที่เมฆมอร์นิ่งกลอรี่ที่ยาวที่สุด ยาวถึง 1,000 กิโลเมตร ยืนยันด้วยภาพถ่ายดาวเทียม และ Guinness World Records ก็รับรองไว้ตามลิงก์นี้

https://www.guinnessworldrecords.com/world-records/86143-largest-cloud-soliton

บางครั้งเมฆมอร์นิ่งกลอรี่ก็มาแค่เพียงเส้นเดียว (จะเรียกว่า “ก้อน” ก็ไม่น่าจะตรงเท่าไรนัก) แต่บางครั้งก็เรียงแถวขนานตามกันมาหลายเส้น งานวิจัยระบุว่าสูงสุดถึง 20 เส้นก็เคยพบ

เมฆมอร์นิ่งกลอรี่เคลื่อนตัวตั้งฉากกับความยาวด้วยอัตราเร็วในช่วง 36-54 กิโลเมตรต่อชั่วโมง หากเราอยู่บนพื้นในขณะที่มันเคลื่อนที่ข้ามศีรษะไป ก็จะรู้สึกว่ามีลมแรงพัดมาแบบทันทีทันใด อีกทั้งความกดอากาศก็จะเพิ่มขึ้นราว 1-2 เฮกโตพาสคัล (hPa)

เนื่องจากความยิ่งใหญ่อลังการ แถมเมฆนี้ไม่ค่อยผิดนัด ทำให้นักบินและนักเล่นเครื่องร่อน (hang glider) เฝ้ารอคอยช่วงเวลาที่จะได้ขึ้นไป “โต้เมฆ” บนฟ้า โดยมักจะไปพักที่เมืองเบิร์กทาวน์ (Burketown) ซึ่งเป็นเมืองเล็กๆ

ชวนไปชมคลิป Hang Gliding a Morning Glory (Jonny Durand) Surfing the biggest wave Ever แสดงการโต้เมฆมอร์นิ่งกลอรี่ที่นี่ เชื่อว่าน่าจะได้มุมมองใหม่ๆ เกี่ยวกับปรากฏการณ์ธรรมชาติที่น่าตื่นตาตื่นใจไม่น้อยครับ

เมฆมอร์นิ่งกลอรี่ที่บริเวณนี้มีถึง 3 ทิศทางแตกต่างกัน ที่เจอบ่อยที่สุดคือ เมฆที่เคลื่อนมาจากทิศตะวันออกเฉียงเหนือ (Northeasterly Morning Glory) ซึ่งมีจำนวนเกินครึ่งของเมฆมอร์นิ่งกลอรี่ทั้งหมด ส่วนอีก 2 ทิศทาง ได้แก่ เมฆที่เคลื่อนมาจากทิศใต้ (Southerly Morning Glory) ซึ่งมีราวๆ หนึ่งในสาม และที่เหลือคือ เมฆที่เคลื่อนมาจากทิศตะวันออกเฉียงใต้ (Southeasterly Morning Glory)

ภาพถ่ายดาวเทียมที่นำมาฝากแสดงกลุ่มเมฆมอร์นิ่งกลอรี่หลายเส้นขนานกันบริเวณด้านล่างของภาพครับ ส่วนแถบเส้นด้านบนไม่ใช่เมฆมอร์นิ่งกลอรี่ แต่เป็นแนวลมสควอลล์ออสเตรเลียเหนือ (North Australian Squall Line) แนวลมสควอลล์เป็นบริเวณซึ่งมีลักษณะเป็นแถบแคบๆ ที่มีลมพัดแรงจัดในทันทีทันใดเป็นเวลานานอย่างน้อย 1 นาที จากนั้นลมก็จะลดความเร็วลงอย่างฉับพลัน บริเวณนี้มักจะเกิดฝนซู่หรือพายุฝนฟ้าคะนองร่วมด้วย

คําถามสำคัญที่หลายคนน่าจะสนใจก็คือ เมฆมอร์นิ่งกลอรี่เกิดขึ้นได้อย่างไร?

นักวิชาการด้านลมฟ้าอากาศสนใจประเด็นนี้มานานแล้วและได้เสนอไว้หลายทฤษฎี แต่ที่ผมนำมาเล่าในที่นี้มาจากบทความวิจัยเรื่อง The Generation of the Morning Glory เขียนโดย Robert A. Goler และ Michael J. Reeder ตีพิมพ์ใน Journal of the Atmospheric Sciences เมื่อปี ค.ศ.2004

บทความนี้นำเสนอหลักการและผลการคำนวณตามแบบจำลองเชิงตัวเลข (numerical model) ซึ่งทำให้ได้ข้อสรุปชัดเจนและเป็นรูปธรรม โดยทีมวิจัยศึกษาเมฆมอร์นิ่งกลอรี่ที่เคลื่อนมาจากทิศตะวันออกเฉียงเหนือมากเป็นพิเศษเพราะเกิดบ่อยที่สุด การศึกษาเมฆมอร์นิ่งกลอรี่ที่เกิดในบริเวณนี้จำเป็นต้องคำนึงถึงลักษณะทางภูมิศาสตร์ ได้แก่ แหลมเคปยอร์กด้วย เนื่องจากเป็นปัจจัยสำคัญ เพราะลมทะเล (sea breeze) ที่พัดเข้าหาแหลมนี้จาก 2 ฝั่ง มีลักษณะแตกต่างกัน ดังนี้

ลมทะเลฝั่งทิศตะวันออกของแหลม (east-coast sea breeze) อุ่นกว่า และมีระยะที่พัดในแนวดิ่งมากกว่า (มองด้านข้าง คือ “หนากว่า”) ลมนี้ดูจากแผนที่จะพัดจากขวาไปซ้าย

ส่วนลมทะเลฝั่งทิศตะวันตกของแหลม (west-coast sea breeze) เย็นกว่า และมีระยะที่พัดในแนวดิ่งน้อยกว่า (มองด้านข้าง คือ “บางกว่า”) ลมนี้ดูจากแผนที่จะพัดจากซ้ายไปขวา

เมื่อลมทะเลทั้งสองพบกัน ลมฝั่งตะวันออก (ซึ่งอุ่นกว่า) จะเคลื่อนตัวคร่อมเหนือลมฝั่งตะวันตก (ซึ่งเย็นกว่า) เนื่องจากอากาศอุ่นนั้นเบา (มีความหนาแน่นต่ำ) ส่วนอากาศร้อนหนัก (มีความหนาแน่นสูง) ผลก็คือ บริเวณผิวรอยต่อของลมฝั่งตะวันตกจะเกิดเป็นลอนคลื่นกระเพื่อม โดยลอนคลื่นนี้จะเคลื่อนไปทางซ้าย ในทิศทางเดียวกับลมฝั่งตะวันออก

จากการคำนวณ Goler & Reeder พบว่า ยิ่งลอนคลื่นที่เกิดขึ้นเคลื่อนที่เร็วใกล้เคียงกับลมทะเลฝั่งตะวันออกมากเท่าไร ก็จะทำให้ขนาดคลื่นกระเพื่อมในแนวดิ่งมีแนวโน้มเติบโตสูงขึ้นมากเท่านั้น

หากในบริเวณที่คลื่นกระเพื่อมสูงขึ้นมีความชื้นมากเพียงพอ ก็จะเกิดเป็นเมฆมอร์นิ่งกลอรี่เคลื่อนตัวไปทางซ้ายนั่นเอง ตัวเลขที่แม่นยำก็คือ อัตราส่วนระหว่างความเร็วของคลื่นกระเพื่อมต่อความเร็วของลมทะเลฝั่งตะวันออกต้องมีค่าตั้งแต่ 0.7 ขึ้นไป จึงจะเกิดเมฆมอร์นิ่งกลอรี่ได้

นอกจากนี้ยังพบว่า หากอากาศเย็นที่ผิวพื้นมีเสถียรภาพดี หรืออัตราส่วนระหว่างความเร็วของคลื่นกระเพื่อมต่อความเร็วของลมทะเลฝั่งตะวันออกมีค่าใกล้เคียง 1.0 เท่าไร ก็จะเพิ่มโอกาสที่จะเกิดเมฆมอร์นิ่งหลายเส้นตามไปด้วย

สำหรับคุณผู้อ่านที่สนใจแง่มุมทางวิชาการลึกๆ ขอให้ข้อมูลต่อไปนี้เอาไว้นะครับ

เมฆมอร์นิ่งกลอรี่ (Morning Glory Cloud) จัดเป็นรูปแบบหนึ่งของอันดูลาร์บอร์ (undular bore) ซึ่งเกิดจากการที่มวลอากาศเย็นหนาแน่น (มักเป็นลมทะเล) เคลื่อนผลักเข้าไปในชั้นอากาศอุ่นที่เสถียรซึ่งมีการผกผันของอุณหภูมิ (inversion layer) การปะทะนี้ทำให้ความกดอากาศเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและแผ่ตัวออกไปในลักษณะคลื่น เกิดเป็นแนวเมฆยาวหลายร้อยกิโลเมตร

ในเชิงฟิสิกส์ เมฆมอร์นิ่งกลอรี่มีลักษณะเป็นคลื่นโซลิทารี่ (solitary wave) เนื่องจากรักษารูปร่างและความเร็วคงที่ได้ในระยะทางไกล อย่างไรก็ตาม ตัวเมฆไม่ได้ถูกพัดพาไปทั้งเส้น แต่เกิดจากกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ที่เรียกว่า กระบวนการแอเดียแบติก (adiabatic process) คือมีการควบแน่นของไอน้ำที่ขอบด้านหน้า (อากาศถูกยกตัวขึ้นและเย็นลง) และการระเหยที่ขอบด้านหลัง (อากาศจมตัวลงและอุ่นขึ้น) อย่างต่อเนื่อง กระบวนการนี้ทำให้โครงสร้างเมฆดูเหมือนคงรูปและเคลื่อนตัวไปอย่างสม่ำเสมอ

นอกจากนี้ เมฆชนิดนี้มักถูกเปรียบเทียบว่าเป็น โซลิทอน (soliton) เพราะแสดงพฤติกรรมคล้ายกัน คือมีการสมดุลกันระหว่างสภาพที่ไม่เป็นเชิงเส้น (nonlinearity) กับสภาพการกระจาย (dispersion) ของคลื่น และสามารถเคลื่อนที่ผ่านกันได้โดยไม่เสียรูปทรง แต่หากกล่าวตามนิยามทางคณิตศาสตร์ที่เคร่งครัด เมฆมอร์นิ่งกลอรี่ไม่ใช่โซลิทอนที่แท้จริง เนื่องจากบรรยากาศมีความหนืด มีความปั่นป่วน และสมดุลของมันจะสลายไปในที่สุดเมื่อเงื่อนไขทางอุตุนิยมวิทยาเปลี่ยนไป

สรุปแบบรัดกุมได้ว่า ในทางวิชาการ เมฆมอร์นิ่งกลอรี่จัดเป็นรูปแบบหนึ่งของอันดูลาร์บอร์ (undular bore) ซึ่งมีพฤติกรรมคล้ายกับคลื่นโซลิทารี่ (solitary wave) และมักถูกเปรียบว่าเป็นโซลิทอน (soliton) แต่เมฆมอร์นิ่งกลอรี่ยังไม่ใช่โซลิทอนอย่างแท้จริงตามนิยามทางคณิตศาสตร์

ใครสนใจบทความวิจัย The Generation of the Morning Glory ดาวน์โหลดได้ที่

https://journals.ametsoc.org/view/journals/atsc/61/12/1520-0469_2004_061_1360_tgotmg_2.0.co_2.xml

ส่วนรายการ ความ(ไม่)รู้รอบตัว ใน GoodDay Podcast ตอน ทำไมท้องฟ้าเป็นสีฟ้า? ฟ้าผ่าหลบตรงไหน? ปรากฏการณ์ธรรมชาติจากฟากฟ้า รับชมได้ใน YouTube ตามลิงก์ที่ให้ไว้ครับ