ชวนรู้จัก ‘เมฆคลื่นเคลวิน-เฮล์มโฮลตซ์’

Multiverse | บัญชา ธนบุญสมบัติ

มีเมฆพิเศษรูปแบบหนึ่งซึ่งมีรูปร่างโดดเด่น ละม้ายคล้ายระลอกคลื่นในทะเล คลื่นแต่ละลูกดูเหมือนว่าเกิดจากลมพัดไปในทิศทางเดียวกัน ดูภาพที่ 1 ครับ

ผู้ถ่ายภาพนี้คือ นพ.สันติ เอื้อนรเศรษฐ์ ผอ.กลุ่มการแพทย์ รพ.นวเวช เล่าว่า

“ปกติชอบมองความงามระหว่างทาง ไม่ว่าดอกไม้ต้นไม้ เงาแสงที่ให้ความรื่นรมย์ระหว่างวัน เช้านั้น หลังมีฝนกลางคืน เดินผ่านเห็นพอดี จึงใช้กล้องจากไอโฟนถ่ายผ่านหน้าต่างระเบียงลานโซลาร์เซลล์ รพ.นวเวช แถวรามอินทรา”

ภาพเมฆในภาพที่ 1 นี้ เมื่อคุณหมอสันติโพสต์ลงในกลุ่มชมรมคนรักมวลเมฆใน facebook ก็เป็นที่ชื่นชอบอย่างมาก เพราะมียอด Like สูงถึงกว่า 2 หมื่น มีคอมเมนต์กว่า 320 ข้อความ และยอดแชร์กว่า 500 ครั้ง [ข้อมูล ณ วันพุธที่ 22 กรกฎาคม พ.ศ.2569]

ทั้งนี้ ยังมีสมาชิกชมรมคนรักมวลเมฆคนอื่นเก็บภาพเมฆนี้จากตำแหน่งอื่นได้อีกหลายคน เช่น จากทางด่วนยกระดับ ส่วนคอมเมนต์ก็มีหลากหลาย ไม่ว่าจะเป็น “มังกร” “พญานาคเหินฟ้า” “ฟินมากเลยค่ะ” หรือแม้แต่ “เหมือนเทพซ้อมพายเรือ”

คุณผู้อ่านที่สนใจตามไปชมภาพและอ่านคอมเมนต์ ก็ไปที่ https://www.facebook.com/share/p/197oJXppAj/ ได้ครับ

เว็บอ้างอิงระดับสากล คือ International Cloud Atlas ขององค์การอุตุนิยมวิทยาโลก ได้กำหนดชื่อสำหรับรูปร่างคลื่นที่เกิดบนผิวบนของเมฆว่า fluctus สะกดว่า “ฟลักตัส” ออกเสียง “ฟลั้ก-ตัส” คำว่า fluctus มาจากภาษาละตินแปลว่า “คลื่น” จัดเป็นลักษณะเสริม (supplementary features) รูปแบบหนึ่งในบรรดาลักษณะเสริมทั้งหมด 11 รูปแบบที่เป็นไปได้

ถ้าสนใจเรื่อง ‘ลักษณะเสริม’ ของเมฆ ผมให้ link ไว้ที่ท้ายบทความนี้แล้ว

แล้วเมฆสกุลไหนบ้างที่อาจมีฟลักตัสเป็นลักษณะเสริมได้บ้าง?

คำตอบคือ ซีร์รัส (Cirrus) แอลโตคิวมูลัส (Altocumulus) สเตรโตคิวมูลัส (Stratocumulus) สเตรตัส (Stratus) และคิวมูลัส (Cumulus) น่ารู้ด้วยว่าในกรณีของเมฆสกุลคิวมูลัสจะพบลักษณะฟลักตัสน้อยกว่าเมฆสกุลอื่น แต่ก็มีพบบ้างนานๆ ที ดูภาพที่ 2 ซึ่งถ่ายโดยคุณ Jjv Jerdjarang

ลักษณะเสริมแบบฟลักตัสมักเกิดเป็นช่วงสั้นๆ คือคงตัวอยู่ไม่นานก็จะสลายตัวไป และหากมีคลื่นหลายระลอก นักดูเมฆนิยมเรียกว่า เมฆคลื่นเคลวิน-เฮล์มโฮลตซ์ (Kelvin-Helmholtz wave cloud) บางทีเรียกย่ออีกนิดว่า เมฆเคลวิน-เฮล์มโฮลตซ์ (Kelvin-Helmholtz cloud)

ชื่อเรียกยากๆ ของเมฆลักษณะนี้มาจากวิชาพลศาสตร์ของไหลซึ่งกล่าวถึงภาวะไร้เสถียรภาพแบบเคลวิน-เฮล์มโฮลตซ์ (Kelvin-Helmholtz instability) อันเป็นชื่อของนักวิทยาศาสตร์สองคน ได้แก่ ลอร์ดเคลวิน (Lord Kelvin) ชาวสกอต-ไอริช และแฮร์มันน์ ฟอน เฮล์มฮอลทซ์ (Hermann von Helmholtz) ชาวเยอรมัน

ลักษณะพลิ้วคลื่นแบบฟลักตัสเกิดขึ้นได้ยังไง?

ดูภาพที่ 3 ครับ เมื่อมีของไหล 2 ส่วน ส่วนบนและส่วนล่างซึ่งสัมผัสกันและไหลไปในทิศทางเดียวกัน แต่ไหลด้วยอัตราเร็วต่างกัน ลูกศรยาวคือไหลเร็ว ลูกศรสั้นคือไหลช้า ผลก็คือ บริเวณรอยต่อตรงผิวสัมผัสจะเกิดแรงเฉือนทำให้มีรูปร่างเปลี่ยนแปลงไป บริเวณนี้เรียกว่า บริเวณที่ได้รับแรงเฉือน (shear boundary)

ในขณะที่อัตราเร็วยังแตกต่างกันไม่มากนัก แรงเฉือนจะมีค่าน้อย บริเวณผิวสัมผัสดังกล่าวก็จะยังไม่มีการเปลี่ยนแปลงมากนักดังภาพ (a) แต่เมื่ออัตราเร็วแตกต่างกันมากขึ้น บริเวณนี้ก็จะเกิดคลื่นชัดเจนยิ่งขึ้น ดังภาพ (b) และ (c)

เมื่อถึงจุดหนึ่ง อาจเกิดกระแสไหลวนปั่นป่วน (turbulent eddies) ทำให้คลื่นมีลักษณะม้วนเป็นเกลียวดังภาพ (d) ในกรณีของเมฆ รูปแบบของเมฆเคลวิน-เฮล์มโฮลตซ์ได้ก่อตัวขึ้นอย่างชัดเจน

น่ารู้ด้วยว่า การเกิดภาวะไร้เสถียรภาพแบบเคลวิน-เฮล์มโฮลตซ์โดยทั่วไปนั้น ของไหลสองส่วนที่สัมผัสกันอาจไหลไปในทิศทางตรงข้ามกันก็ได้ ไม่จำเป็นต้องไหลไปในทิศทางเดียวกัน แต่มีอัตราเร็วต่างกัน ดังเช่นในกรณีการเกิดของเมฆคลื่นเคลวิน-เฮล์มโฮลตซ์

ในกรณีที่ระลอกคลื่นเกิดการบิดเบี้ยวหรือม้วนตัวมากจนมีลักษณะคล้ายวงกระแสวน นักพลศาสตร์ของไหลจะเรียกรูปแบบดังกล่าวว่า Kelvin cat’s eye (ตาแมวแบบเคลวิน) หรือ cat’s eye pattern (รูปแบบตาแมว) เนื่องจากมีรูปร่างคล้ายดวงตาแมว ดังแสดงไว้ในภาพที่ 4

ลักษณะตาแมวนี้อาจเกิดกับเมฆคลื่นเคลวิน-เฮล์มโฮลตซ์ได้ด้วยเช่นกัน และบางครั้งนักดูเมฆอาจเรียกเมฆที่มีลักษณะเช่นนี้อย่างลำลองว่า cat’s eye หรือ ‘ตาแมว’ ซึ่งจริงๆ แล้วไม่ใช่ชื่อเรียกเมฆ แต่เป็นการเรียกรูปแบบการไหลของอากาศที่ทำให้เมฆบิดเบี้ยวมากเช่นนั้นต่างหาก ดูภาพที่ 5 ครับ

ผมเคยได้รับคำถามจากเพื่อนสมาชิกชมรมคนรักมวลเมฆท่านหนึ่งว่า เมฆคลื่นเคลวิน-เฮล์มโฮลตซ์เป็นสัญญาณอันตรายไหม? การตอบคำถามนี้ต้องแยกเป็นสองกรณี

สำหรับคนที่อยู่บนพื้น ไม่มีหลักฐานว่าการพบเมฆรูปแบบนี้เพียงอย่างเดียวนับเป็นสัญญาณของสภาพอากาศที่รุนแรง

แต่สำหรับคนเดินทางไปกับอากาศยาน อาจได้รับผลกระทบในกรณีที่เกิดความปั่นป่วนในสภาพอากาศแจ่มใส (Clear Air Turbulence หรือ CAT) อันเนื่องมาจากลมเฉือน (wind shear) ในบริเวณชั้นอากาศซึ่งมีทิศทาง และ/หรืออัตราเร็วต่างกัน

หากดวงอาทิตย์อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม เมฆคลื่นเคลวิน-เฮล์มโฮลตซ์ก็อาจเกิดปรากฏการณ์สีรุ้งได้ด้วย ดูภาพที่ 6 ครับ

ผมเคยนำเสนอลักษณะเสริมทั้ง 11 รูปแบบเอาไว้แล้วในบทความ “ลักษณะเสริมของเมฆ” มี 2 ตอน ที่

https://www.matichon.co.th/columnists/news_877474

และ https://www.matichon.co.th/columnists/news_888156

หรือถ้าอยากฟังแบบคลิป ก็ตามไปชมได้ในรายการ Eureka ที่นี่นะครับ (เรื่อง fluctus อยู่ตรงนาทีที่ 21.20 – 22.23) https://www.youtube.com/watch?v=-HSPt8f3vpA

เมฆคลื่นเคลวิน-เฮล์มโฮลตซ์เป็นเสมือนหนึ่งของขวัญชิ้นงามที่ธรรมชาติมอบให้เรา เพียงหมั่นสังเกตท้องฟ้าให้บ่อยขึ้น ก็จะมีโอกาสได้รับของขวัญชิ้นนี้