ชวนรู้จัก ‘การทรงกลดผลึกพีระมิด’

Multiverse | บัญชา ธนบุญสมบัติ

ช่วงฤดูฝนในบ้านเรามักมีปรากฏการณ์สนุกๆ บนท้องฟ้าเกิดขึ้นเป็นระยะ อย่างเมื่อวันจันทร์ที่ 8 มิถุนายน พ.ศ.2569 เพื่อนสมาชิกชมรมคนรักมวลเมฆท่านหนึ่ง คือคุณสมฤทัย สอนดอนไพร ได้เก็บภาพและคลิปการทรงกลดสุดพิเศษชุดหนึ่งไว้ในช่วงเช้า

การทรงกลดดังกล่าวเกิดขึ้นที่วัดไผ่โรงวัว จ.สุพรรณบุรี คุณสมฤทัยบอกว่า “สวยมากๆ ค่ะ” และเริ่มเก็บภาพในช่วงเวลา 8.44 น. พอถึงเวลา 9.13 น. การทรงกลดนี้ก็จบการแสดง ดูภาพตัวอย่างแสดงการทรงกลดที่วัดไผ่โรงวัวนี้ในภาพที่ 1 ครับ

ไกลออกไปราว 500 กิโลเมตร ในภาคอีสาน ก็เกิดปรากฏการณ์คล้ายคลึงกันที่โรงเรียนชุมชนกระนวน ต.หนองโก อ.กระนวน จ.ขอนแก่น อาจารย์อุทุมพร พรมสอน ครูวิทยาศาสตร์ ได้เก็บภาพการทรงกลดในช่วงเช้าไว้หลายภาพ ภาพทั้งหมดถ่ายราว 8.33 น. ดูภาพตัวอย่างแสดงการทรงกลดที่โรงเรียนชุมชนกระนวนในภาพที่ 2 ที่ถ่ายคู่กับเสาธงของโรงเรียนครับ

คุณผู้อ่านที่เคยเห็นอาทิตย์ทรงกลด (หรือจันทร์ทรงกลด) มาก่อน คงพอจะเห็นความพิเศษของการทรงกลดที่นำมาเสนอไว้ในบทความนี้ นั่นคือ มีวงกลมขนาดต่างๆ ซ้อนกันอยู่หลายชั้น โดยวงกลมทั้งหมดมีดวงอาทิตย์เป็นจุดศูนย์กลางร่วมกัน

การทรงกลดที่เป็นวงกลมซ้อนกันหลายชั้นนี้เกิดจากการที่แสงอาทิตย์ถูกหักเหโดยผลึกน้ำแข็งรูปร่างจำเพาะ ดังแสดงไว้โดยภาพถ่ายในภาพที่ 3 และภาพวาดที่มุมขวาล่างในภาพที่ 4 ครับ

ในภาพที่ 4 นอกจากภาพวาดแสดงรูปร่างผลึก (มุมขวาล่าง) ยังมีภาพวงกลมซ้อนกันหลายวงที่คำนวณได้จากการจำลองการทรงกลดด้วยคอมพิวเตอร์ รวมทั้งเส้นระบุขนาดวงกลม ซึ่งแต่ละขีดย่อยห่างกัน 1 องศา

นักวิทยาศาสตร์ในวงการทัศนศาสตร์บรรยากาศ (atmospheric optics) เรียกผลึกน้ำแข็งที่มีรูปร่างแบบในภาพที่ 3 และภาพที่ 4 ว่า ผลึกรูปพีระมิด (pyramidal crystals) แม้คำว่า ‘พีระมิด’ จะให้ภาพจำในลักษณะอื่นสำหรับคนส่วนใหญ่ก็ตาม

ดังนั้น การทรงกลดแบบวงกลมซ้อนๆ กันหลายชั้นที่เกิดจากผลึกรูปร่างแบบนี้ จึงมีชื่อเรียกแบบหนึ่งว่า การทรงกลดที่เกิดจากผลึกรูปพีระมิด (pyramidal halo) เรียกสั้นๆ ว่าเป็นการทรงกลดผลึกพีระมิดก็ได้

ผลึกน้ำแข็งรูปพีระมิดสามารถหักเหแสงทำให้เกิดวงกลมขนาดต่างๆ ซึ่งมีค่ารัศมีที่เป็นไปได้ ดังนี้ 9, 18, 20, 22, 23, 24, 35 และ 46 องศา

อย่างไรก็ดี ถือกันว่าการทรงกลดแบบวงกลมขนาด 22 องศา และ 46 องศา เป็นแบบ ‘ปกติ’ เนื่องจากการทรงกลดวงกลม 2 ขนาดนี้ สามารถอธิบายได้ด้วยผลึกน้ำแข็งรูปร่างปกติ คือผลึกรูปแท่งซึ่งมีหน้าตัดรูปหกเหลี่ยม (ไม่ใช่ผลึกพีระมิด) อีกทั้งวงกลมขนาด 22 องศายังเกิดบ่อยที่สุดเป็นอันดับที่ 1 ในบรรดาการทรงกลดทุกรูปแบบอีกด้วย

ดังนั้น ขนาดรัศมีที่เหลือคือ 9, 18, 20, 23, 24 และ 35 องศา จึงถือว่าเป็นขนาดที่ผิดแปลกไปจากปกติ การทรงกลดแบบวงกลมซึ่งมีขนาดรัศมีต่างๆ ในชุดตัวเลขที่เหลือนี้ จึงเรียกว่า การทรงกลดรัศมีแปลก (odd radius halo)

น่ารู้ด้วยว่า การทรงกลดรัศมีแปลกแต่ละวงมีชื่อเรียกตามชื่อผู้ที่รายงานเป็นครั้งแรก ดังนี้

9 องศา : การทรงกลดของเบาเซน (Buijsen’s Halo)

18 องศา : การทรงกลดของแรนคิน (Rankin’s Halo)

20 องศา : การทรงกลดของเบอร์นีย์ (Burney’s Halo)

23 องศา : การทรงกลดของบาร์คอฟ (Barkow’s Halo)

24 องศา : การทรงกลดของดูแตล (Dutheil’s Halo)

35 องศา : การทรงกลดของเฟยเย (Feuill?e’s Halo)

ชื่อต่างๆ ที่ให้ไว้นี้ ผมนำมาจากเอกสารเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทรงกลด ใครสนใจตามไปดาวน์โหลดได้ที่นี่นะครับ

https://www.molau.de/software/halo/halokey.pdf หรือที่

https://www.ursa.fi/ursa/jaostot/halot/eng/intro.html

เพื่อให้บทความนี้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ขอแถมความรู้อีกนิดว่า การทรงกลดผลึกพีระมิดยังมีอีกรูปแบบหนึ่งซึ่งไม่ได้เป็นวงกลม แต่เป็นแถบแสงปรากฏที่ตำแหน่งต่างๆ เรียกว่า การทรงกลดแบบเพลตอาร์ค (plate arc halo)

การทรงกลดแบบนี้เกิดผลึกรูปพีระมิดที่มีรูปร่างเฉพาะ คือด้านหนึ่งมีลักษณะเกือบๆ คล้ายปลายแหลม ส่วนอีกด้านหนึ่งแป้นกว่า โดยผลึกวางตัวในอากาศโดยมีด้านปลายแหลมชี้ลง หันด้านที่แป้นกว่าหงายขึ้น ทั้งนี้ ผลึกอาจจะเอียงตัวได้บ้างเมื่อเทียบกับแนวดิ่ง

ภาพที่ 5 แสดงรูปร่างของผลึกน้ำแข็งดังกล่าว เส้นทางที่แสงเกิดการหักเหโดย และลักษณะปรากฏของการทรงกลดแบบเพลตอาร์ค ผมใช้โปรแกรม HaloPoint 2.0 ในการจำลองการทรงกลดในภาพที่ 5 ขึ้นมา แล้วเติมภาพผลึกและข้อความลงไปครับ

การทรงกลดผลึกพีระมิดเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่น่าทึ่ง ผมเองเคยเห็นและเก็บภาพไว้ได้ครั้งหนึ่ง หากคุณผู้อ่านหมั่นมองท้องฟ้าก็จะมีโอกาสสังเกตเห็นได้ด้วยตนเองครับ!