ว่าด้วยละอองลอย(Aerosol)บนโลก

หายใจลึกๆ ถึงแม้ว่าอากาศจะดูแจ่มใส มันเกือบแน่นอนว่าเราได้หายใจเอาอนุภาคของแข็งและละอองของเหลวเข้าไป สสารที่มีอยู่ทั่วไปนี้รู้จักกันในชื่อ “ละอองลอย(aerosols) ซึ่งพบได้ทุกหนทุกแห่งในอากาศเหนือผิวมหาสมุทร ทะเลทราย เขตเทือกเขา ผืนป่า ทุ่งน้ำแข็งและระบบนิเวศทุกๆ แห่งระหว่างนั้น

หากเราเคยเห็นควันที่กระจายปกคลุมจากการเกิดไฟป่า เถ้าจากการระเบิดของภูเขาไฟและฝุ่นละอองในสายลม ที่เราเห็นนั่นแหละคือละอองลอย เครื่องมือวัดบนดาวเทียมหลายดวง เช่น  Terra, Aqua, Aura, and Suomi NPP  ก็เห็น (see) ละอองลอยเหล่านี้ด้วย โดยเป็นมุมมองที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงสูงจากพื้นผิวโลกนับร้อยกิโลเมตร แบบจำลองของ Nasa ที่เรียกว่า Goddard Earth Observing System Forward Processing (GEOS FP) ทำให้เราได้ภาพที่ครอบคลุมของละอองลอยที่กระจายไปทั่วชั้นบรรยากาศโลก

ภาพด้านบนเป็นผลของแบบจำลอง GEOS FP ในวันที่  23 สิงหาคม 2561 ในวันดังกล่าว มีแนวควันขนาดใหญ่ลอยอยู่เหนือทวีปอเมริกาเหนือและแอฟริกา พายุหมุนเขตร้อนสามลูกเคลื่อนตัวอยู่ในมหาสมุทรแปซิฟิก และกลุ่มก้อนของฝุ่นขนาดใหญ่ลอยอยู่ในทะเลทรายของแอฟริกาและเอเชีย สามารถมองเห็นพายุได้ชัดในขดขนาดยักษ์ของเกลือทะเล (sea salt aerosol)แสดงเป็นสีฟ้าโดยมีลมยกตัวขึ้นสู่อากาศเป็นส่วนหนึ่งของสเปร์ยทะเล(sea spray) เขม่าดำ(Black carbon) (แสดงเป็นสีแดง)เป็นอนุภาคที่เกิดจากการเปาไหม้ การสันดาปของเครื่องยนต์และการปล่อยจากกิจกรรมอุตสาหกรรม ส่วนอนุภาคที่แบบจำลองได้จำแนกว่าเป็น “ฝุ่น” นั้นแสดงเป็นสีม่วง ภาพด้านบนยังแสดงถึงชั้นของข้อมูลแสงกลางคืน(night light data) ที่บันทึกโดยเครื่องมือวัด Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) บนดาวเทียม Suomi NPP ซึ่งแสดงให้เห็นถึงตำแหน่งที่ตั้งของเมืองต่างๆ

หมายเหตุ : ละอองลอยในภาพสองภาพด้านบนไม่ได้เป็นตัวแทนข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียมโดยตรง แบบจำลอง GEOS FP เป็นเช่นเดียวกับแบบจำลองอากาศและสภาพภูมิอากาศทุกแบจำลอง กล่าวคือมีการใช้สูตรทางคณิตศาสตร์ที่นำเสนอถึงกระบวนการทางกายภาพเพื่อคำนวณว่ามีอะไรเกิดขึ้นบ้างในชั้นบรรยากาศในวันที่ 23 สิงหาคม การวัดคุณสมบัติทางกายภาพ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น ละอองลอย และกระแสลม เป็นสิ่งที่ต้องทำเป็นประจำและป้อนเข้าไปในแบบจำลองเพื่อทำการจำลองสภาพจริงของโลกให้ดีขึ้น

ข้อมูลบางส่วนมาจากการทำงานของดาวเทียม และข้อมูลอื่นๆ มาจากการเก็บรวบรวมโดยเครื่องมือวัดภาคพื้นดิน ข้อมูล Fire radiative power มาจากเครื่องมือวัด Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) บนดาวเทียม Aqua และ Terra นั้นเป็นข้อมูลดาวเทียมชุดหนึ่งที่นำมาใช้ในแบบจำลองโดยตรง

เหตุการณ์ที่ปรากฎอยู่ในภาพด้านบนนั้นเป็นปัญหาที่ค่อนข้างรุนแรงในภาคพื้นดิน ในวันที่ 23 สิงหาคม ชาวเกาะฮาวายต้องเผชิญกับพายุฝนที่กระหน่ำนำไปสู่น้ำท่วมและดินถล่มเมื่อพายุเฮอริเคนเลน  (Hurricane Lane) เข้าถล่ม ในขณะที่พายุหมุนเขตร้อนสองลูกคือ โซลิก(Soulik) และชิมารอน(Cimaron)พัดเข้าจ่อเกาหลีใต้และญี่ปุ่น แนวควันที่ลอยอยู่เหนือแอฟริกาตอนกลางเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นตามฤดูกาล(seasonal occurrence) ส่วนใหญ่เกิดจากการแผ้วถางพื้นที่เพาะปลูกและเลี้ยงสัตว์ ควันไฟที่ลอยอยู่เหนือทวีปอเมริกาเหนือมาจากไฟป่าขนาดใหญ่ในแคนาดา (Canada) และสหรัฐอเมริกา(the United States).

อ่านเพิ่มเติม :

1. NASA Earth Observatory (2010, November 2) Aerosols: Tiny Particles, Big Impact.
2. NASA Global Modeling and Assimilation Office. Accessed August 23, 2018.

NASA Earth Observatory images by Joshua Stevens, using GEOS data from the Global Modeling and Assimilation Office at NASA GSFC. Story by Adam Voiland.