ว่าด้วยอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลก

โลกร้อนขึ้น อุณหภูมิที่อ่านจากเทอร์โมมิเตอร์ทั่วโลกมีระดับเพิ่มขึ้นนับตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรม สาเหตุมาจากทั้งกิจกรรมของมนุษย์และการแปรเปลี่ยนทางธรรมชาติผสมกัน ด้วยหลักฐานที่มีความสำคัญมากขึ้น ระบุว่าสาเหตุของการเพิ่มเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์เป็นหลัก

จากการวิเคราะห์อุณหภูมิอย่างต่อเนื่องโดยทีมนักวิทยาศาสตร์ที่ NASA’s Goddard Institute for Space Studies (GISS) อุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกเพิ่มขึ้นมากกว่า 1 องศาเซลเซียส(หรือ 2 องศาฟาเรนไฮต์)เล็กน้อยนับตั้งแต่คริสตทศวรรษ 1880 สองในสามของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกที่เพิ่มขึ้นนั้นเกิดขึ้นนับตั้งแต่ปี ค.ศ.1975(พ.ศ.2518) โดยมีอัตราการเพิ่มราวๆ 0.15-0.20 องศาเซลเซียสต่อทศวรรษ

แต่เราทำไมต้องแคร์การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกที่ 1 องศา? จะว่าไปแล้ว การขึ้นลงของอุณหภูมิในแต่ละวันของพื้นที่ที่เราอาศัยอยู่ก็มากกว่านั้นอยู่แล้ว

การบันทึกอุณหภูมิผิวโลกนั้นแทนค่าเฉลี่ยของพื้นผิวโลกทั้งหมด อุณหภูมิที่เราเจอในพื้นที่และในช่วงเวลาสั้นๆ นั้นผันผวนขึ้นลงอย่างมากเนื่องจากเหตุการณ์ที่เป็นวัฐจักรซึ่งสามารถคาดการณ์ได้ (กลางคืนและกลางวัน ฤดูร้อนและฤดูหนาว) แบบแผนของกระแสลมและการตกของน้ำฟ้าที่คาดการณ์ยาก แต่อุณหภูมิโลกขึ้นอยู่กับว่ามีพลังงานเท่าใดที่โลกได้รับจากดวงอาทิตย์และพลังงานดังกล่าวนั้นแผ่กลับออกไปนอกโลกเท่าไร-ปริมาณพลังงานเปลี่ยนแปลงน้อยมาก ส่วนปริมาณพลังงานที่แผ่ออกจากพื้นผิวโลกขึ้นอยู่องค์ประกอบของสารเคมีในชั้นบรรยากาศโดยเฉพาะอย่างยิ่งปริมาณก๊าซเรือนกระจกที่กักเก็บความร้อน

การเปลี่ยนแปลงระดับโลกที่ 1 องศาจึงมีนัยสำคัญยิ่งเนื่องจากมันต้องใช้ปริมาณมหาศาลของความร้อนในการทำให้มหาสมุทร ชั้นบรรยากาศและแผ่นดินอุ่นขึ้น(ที่ 1 องศาเซลเซียส) ในอดีต การลดลงของอุณหภูมิผิวโลกเพียง 1 หรือ 2 องศา สามารถทำให้โลกเข้าสู่ยุคน้ำแข็ง(Little Ice Age) การลดลงของอุณหภูมิโลกลง 5 องศา เพียงพอที่ทำให้พื้นที่ส่วนใหญ่ของทวีปอเมริกาเหนืออยู่ใต้มวลน้ำแข็งหนาเมื่อ 20,000 ปีก่อน

การบันทึกอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกเริ่มขึ้นในราวปี ค.ศ.1880 เนื่องจากการเก็บรวบรวมข้อมูลยังไม่ครอบคลุมไปทั่วโลกก่อนหน้านั้น กรมอุตุนิยมวิทยาสหรัฐอเมริกาใช้ช่วง ค.ศ. 1951-1980 เป็นปีฐานของอุณหภูมิเฉลี่ย การวิเคราะห์อุณหภูมิของ GISS เริ่มในราวปี ค.ศ.1980 ดังนั้น คาบสามทศวรรษที่ใช้อ้างอิงมากที่สุดคือ ระหว่าง ค.ศ.1951-1980 ช่วงเวลาดังกล่าวนี้เป็นช่วงของรุ่นคนที่เป็นผู้ใหญ่ในปัจจุบันได้เติบโตขึ้น จึงเป็นช่วงเวลาที่มีการอ้างอิงที่อยู่ในความทรงจำของคนจำนวนมาก

กราฟด้านล่างแสดงความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกจากปี ค.ศ.1880(พ.ศ.2423) ถึงปี ค.ศ.2019(พ.ศ.2562) จากการบันทึกข้อมูลขององค์การนาซา NOAA กลุ่มวิจัย Berkeley Earth และ Met Office Hadley Centre แห่งสหราชอาราจักร และการวิเคราะห์ของ Cowtan and Way แม้ว่าการวัดของสำนักต่างๆ เหล่านี้จะมีความแตกต่างกันเล็กน้อยปีต่อปี แต่ทั้งห้าสำนักแสดงให้เห็นความสอดคล้องกันของแบบแผนการขึ้นลงของอุณหภูมิ การบันทึกอุณหภูมิของทั้ง 5 สำนักแสดงถึงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกในช่วงทศววรษที่ผ่านมา

การวิเคราะห์อุณหภูมิผิวโลกเฉลี่ยของนาซามาจากสถานีตรวจวัดอากาศ 20,000 สถานี ทั้งภาคพื้นดิน เรือ และทุ่นลอย รวมถึงสถานีวิจัยต่างๆ ในทวีปแอนตาร์กติก การวัดจะนำเอาอัลกอริธึมมาใช้พิจารณาถึงอิทธิพลของความแตกต่างระหว่างสถานตรวจวัดอากาศ ปรากฏการณ์เกาะความร้อนในเมือง โดยคำนวณการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกโดยใช้ปีฐาน ค.ศ.1951-1980

ทีมนักวิทยาศาสตร์ของ GISS ระบุจุดประสงค์การวิเคราะห์เพื่อประมาณการการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิด้วยการคาดการณ์ถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกที่เชื่อมโยงกับคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ ละอองลอยและการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมของดวงอาทิตย์

โลกร้อนมิได้หมายถึงอุณหภูมิทุกจุดบนพื้นผิวโลกเพิ่มขึ้น 1 องศา ทุกครั้งไป อุณหภูมิในปีหนึ่งๆ หรือในทศวรรษหนึ่งๆ อาจเพิ่มขึ้น 5 องศาในที่หนึ่ง และลดลง 2 องศาในอีกที่หนึ่ง ฤดูหนาวที่เย็นผิดปกติในภูมิภาคหนึ่งอาจตามมาด้วยฤดูร้อนรุนแรงในเวลาต่อมา หรือฤดูหนาวที่เย็นยะเยือกในที่หนึ่งอาจถ่วงดุลด้วยฤดูหนาวที่อุ่นขึ้นอย่างผิดปกติในอีกฟากฝั่งหนึ่งของโลก โดยรวม ภาคพื้นดินจะร้อนขึ้นมากกว่าผิวมหาสมุทร เนื่องจากมวลน้ำจะค่อยๆ ดูดซับความร้อนและค่อยๆ คายความร้อนออก (มหาสมุทรโลกมีความเฉี่อยทางความร้อนมากกว่าพื้นผิวดิน) การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละภาคพื้นทวีปและแอ่งมหาสมุทร

อ้างอิง

Hansen, J., et al. (2010). Global surface temperature change. Reviews of Geophysics, 48.

NASA Earth Observatory (2015, January 21) Why So Many Global Temperature Records?

NASA Earth Observatory (2010, June 3) Global Warming.

NASA Goddard Institute for Space Studies (2020) GISS Surface Temperature Analysis (GISTEMP).

NOAA National Centers for Environmental Information (2020, January 15) Assessing the Global Climate in 2019.

ความผิดปกติของอุณหภูมิพื้นผิวโลก

อุณหภูมิพื้นผิวโลกคือพื้นผิวของโลกร้อนขึ้นอย่างไรที่ทำให้เรารู้สึกได้ในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง จากมุมมองบนดาวเทียม พื้นผิวคืออะไรก็ได้ที่ดาวเทียมตรวจจับจากชั้นบรรยากาศโลกไปจนถึงพื้นดิน อาจเป็นหิมะหรือน้ำแข็งบนพื้นดิน ผืนหญ้า หลังคาของอาคาร ยอดเรือนไม้ในป่า ดังนั้น อุณหภูมิพื้นผิวโลกจึงไม่เหมือนกับอุณหภูมิอากาศที่รวมอยู่ในการรายงานอุตุนิยมวิทยาในแต่ละวัน

ความผิดปกติเกิดขึ้นเมื่อสภาพการณ์แตกต่างออกไปจากสภาพการณ์เฉลี่ย ณ พื้นที่หนึ่งๆ ในช่วงเวลาหนึ่งของปี แผนที่ด้านบนแสดงถึงความผิดปกติของอุณหภูมิเฉลี่ยพื้นผิวโลกในช่วงกลางวันเปรียบเทียบกับสภาพการณ์เฉลี่ยระหว่างช่วงปี ค.ศ. 2000-2008 พื้นที่ที่ร้อนกว่าค่าเฉลี่ยจะแสดงเป็นสีแดง พื้นที่ที่มีค่าใกล้ค่าเฉลี่ยปกติจะแสดงเป็นสีขาว และพื้นที่มีอุณหภูมิเย็นกว่าค่าเฉลี่ยจะแสดงเป็นสีฟ้า การบันทึกข้อมูลรวบรวมโดยเครื่องมือวัด Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) บนดาวเทียม Terra ของนาซา

ความผิดปกติบางอย่างของอุณหภูมิพื้นผิวโลกเป็นปรากฎการณ์ของสภาพอากาศ ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของแนวโน้มหรือแบบแผนเฉพาะใดๆ ความผิดปกติอื่นๆ อาจมีความหมายลึกซึ้ง อากาศที่เย็นผิดปกติอาจบ่งชี้ถึงฤดูหนาวที่ทารุณกับหิมะปริมาณมากบนพื้นดิน ความผิดปกติของอุณหภูมิพื้นผิวโลกที่กระจายตัวเล็กๆ ในพื้นที่ป่าหรือระบบนิเวศธรรมชาติอื่นๆ อาจบ่งชี้ถึงการพื้นที่ป่าที่ถูกทำลายหรือมีโรคระบาดจากแมลง พื้นที่เมืองต่างๆ แสดงให้เห็นถึงจุดที่ร้อนขึ้นจากการที่พื้นที่เมืองที่มีการพัฒนาจะมีความร้อนในช่วงเวลากลางวันมากกว่าในระบบนิเวศตามธรรมชาติหรือพื้นที่เกษตรกรรมที่อยู่โดยรอบ พื้นที่ที่ร้อนอยู่คงเดิมในหลายๆ ส่วนของโลกเป็นเวลาหลายปีอาจเป็นสัญญานของภาวะโลกร้อน

ดูเพิ่มเติม ดาวน์โหลด หรือวิเคราะห์ข้อมูลจาก NASA Earth Observations (NEO) มากขึ้นได้ที่
Land Surface Temperature Anomaly

สภาพอากาศสุดขั้ว กรรมใดใครก่อ

namericalsta_tmo_2014001europelsta_tmo_2014001บรรยากาศโลกเป็นได้หลายอย่าง แต่ที่แน่นอนที่สุดประการหนึ่งคือ มันจะไม่เหมือนกันไปหมด ในหลายๆ กรณี ในขณะที่ด้านหนึ่งของโลกหนาวถึงขั้น อีกด้านหนึ่งก็ร้อนตับแลบ ในขณะที่ด้านหนึ่งฝนตกชุกชุมไม่ลืมหูลืมตา อีกด้านหนึ่งก็แห้งแล้งสุดๆ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงแบบสุดขั้วนี้กำลังเกิดขึ้นในซีกโลกเหนือในขณะนี้

สิ่งที่เป็นลักษณะพื้นฐานที่เชื่อมโยงขั้วตรงกันข้ามของสภาพอากาศที่เกิดขึ้นนี้คือการไหวเวียนขนาดใหญ่ของกระแสลมในชั้นบรรยากาศระดับสูงที่เรียกว่า “คลื่นรอสบี้” (Rossby waves) คลื่นกระแสลมระดับโลกที่เป็นตัวกำหนด “กระแสลมกรด” (jet stream) และกำหนดแบบนแผนสภาพอากาศในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่งในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งของวัน หรือสัปดาห์

อย่างไรก็ตาม คลื่นกระแสลมนั้นอยู่ภายใต้กฎพื้นฐานของ “พลศาสตร์ของไหล” (fluid dynamics) และ เทอร์โมไดนามิก (thermodynamics) ซึ่งบอกว่าผลรวมของพลังงานที่ไหลวนผ่านอุณภูมิในชั้นบรรยากาศโลกไม่เปลี่ยนแปลง ไม่ว่าสภาพอากาศสุดขั้วอยู่ด้านใดด้านหนึ่งของโลก

ช่วงต้นปี 2557 นี้ แบบแผนอุณหภูมิในซีกโลกเหนือเป็นตัวอย่างที่ดีที่แสดงให้เห็นว่าบรรยากาศโลกนั้นเปลี่ยนแปลงอย่างสุดขั้วพร้อมๆ กันได้อย่างไร ในอเมริกาเหนือ มวลอากาศที่หมุนวนจากอาร์กติกขยับเคลื่อนลงใต้และนำเอาความหนาวเย็นสุดขั้วลงมาด้วย และส่วนใหญ่ก็เป็นการพูดอธิบายปรากฎการณ์ในเรื่อง “โพลาวอร์เทกซ์” (polar vortex) ในขณะเดียวกัน ทวีปยุโรปต้องเจอกับอากาศที่อุ่นผิดปกติทำให้การเฉลิมฉลองเทศกาลวันหยุดเป็นสภาพฝนตกมากกว่าเป็นหิมะตก และนำไปสู่การอภิปรายกันว่า จะมีหิมะเพียงพอหรือไม่สำหรับกีฬาโอลิมปิกฤดูหนาวที่จะจัดขึ้นในเมืองโซชิ (Sochi) สหพันธรัฐรัสเซีย

แผนที่ส่วนบนแสดงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเฉลี่ยพื้นผิวในทวีปอเมริกาเหนือในช่วงวันที่  1–7 มกราคม 2557 จากข้อมูลจากเครื่องมือวัด Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) บนดาวเทียม Terra ขององค์การนาซา พื้นที่ที่มีอุณหภูมิอุ่นกว่าเป็นสีแดง อุณหภูมิที่ค่อนข้างปกติเป็นสีขาว และพื้นที่ที่มีอุณภูมิหนาวเย็นกว่าเป็นสีฟ้า ในส่วนที่เป็นสีเทานั้นเป็นพื้นที่ที่มีเมฆปกคลุมซึ่งเครื่องมือวัดไม่สามารถตรวจวัดข้อมูลที่นำมาใช้ได้ ส่วนแผนที่ด้านล่างนั้นเป็นข้อมูลการเปลี่ยนแปลงอุณภูมิพื้นผิวในทวีปยุโรปในช่วงเวลาเดียวกัน

ในสหรัฐอเมริกา ความหนาวเย็นสุดขั้วก่อให้เกิดการถกเถียงในทางสาธารณะว่า เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นนี้แย้งกับการพิสูจน์ว่าโลกร้อนหรือไม่อย่างไร หรือจริงๆ แล้ว มันเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นหรือขยายขึ้นจากภาวะโลกร้อน อย่างไรก็ดี นักวิทยาศาสตร์และนักอุตุนิยมวิทยา  ไม่ได้โอนเอียงเพื่อสรุปเรื่อง “ภูมิอากาศ(Climate)” และ “สภาพอากาศ(Weather)” ซึ่งมีความเชื่อมโยงกันภายใต้เวลาต่างๆ

Paul Newman นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศของ NASA’s Goddard Space Flight Center กล่าวว่า มันมีความพยายามเชื่อมโยงเหตุกาณ์สภาพอากาศแบบใดแบบแบบหนึ่งโดดๆ เข้ากับการอภิปรายที่กว้างขึ้นในเรื่องการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และแน่นอนว่ามันมีทฤษฏีที่น่าสนใจ ทว่าวิทยาศาสตร์นั้นก็ยังไม่สุกงอมพอในขณะนี้ที่จะสร้างความเชื่อมโยงที่มีความหมาย เหตการณ์สภาพอากาศสุดขั้วอย่างที่เห็นอยู่นี้มิได้เป็นหลักฐานหรือคัดง้างต่อประเด็นว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเลย

ส่วนผู้เชี่ยวชาญคนอื่นๆ เน้นว่าเหตุการณ์ความแปรปรวนของสภาพอากาศอันใดอันหนึ่งเป็นส่วนเล็กในระบบสภาพภูมิอากาศโลก ในช่วงจุดสูงสุดของความหนาวเย็นสุดขั้วซึ่งดึงความสนใจอย่างมากในสหรัฐอเมริกานี้มีผลกระทบร้อยละ 2 ของโลก และแม้ว่าจะหนาวเย็นจัด ฐานข้อมูลสภาพอากาศของ NOAA ชี้ให้เห็นว่าในช่วง 30 วันจนถึงวันที่ 5 มกราคม 2557 อุณหภูมิสูงสุดที่บันทึกมีมากกว่าสี่เท่าของอุณภูมิต่ำสุดที่บันทึก (Bob Henson of the National Center for Atmospheric Research)

Marshall Shepherd ประธานสมาคม American Meteorological Society และศาสตราจารย์แห่ง University of Georgia กล่าวว่า เมื่อเหตุการณ์สภาพอากาศเช่นนี้มาถึง สำคัญมากที่ต้องจำไว้ว่าสภาพอากาศในสหรัฐอเมริกามิได้เป็นตัวกำหนดแนวโน้มในระดับโลก

ยุโรปและทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกาไม่ได้เป็นเพียงพื้นที่ที่ประสบกับอากาศร้อนในช่วงปลายเดือนธันวาคม 2556 และต้นเดือนมกราคม 2557  ออสเตรเลียนั้นต้องประสบกับคลื่นความร้อนที่เข้มข้นและอุณหภูมิร้อนสูงสุดนั้นทุบสถิติคิดเป็นเกือบร้อยละ 9 ของพื้นที่ประเทศ  ในอเมริกาใต้ ชาวอาเจนตินาต้องเจอกับคลื่นความร้อนยาวนานอยู่สองสัปดาห์ โดยมีอุณหภูมิที่สูงขึ้นมากกว่าเดิมถึง 15°C (27°F) ในหลายพื้นที่ ทำให้เกิดการขาดแคลนน้ำและพลังงานในวงกว้าง

References and Related Reading

CNN (2014, January 6) Frigid air from the North Pole: What’s this polar vortex? Accessed January 8, 2014.

Los Angeles Times (2014, January 6) What is a polar vortex and why is it so dangerous? Accessed January 8, 2014.

NASA (2014, January 6) What is the difference between Weather and Climate? Accessed January 8, 2014.

NASA Ozone Hole Watch What is the Polar Vortex? Accessed January 8, 2014.

National Center for Atmospheric Research (2014, January 6) Cold, hard facts: Six things to know about the Arctic invasion. Accessed January 8, 2014.

News in English (2014, January 3) Swedes lap up “unusually warm” Christmas. Accessed January 8, 2014.

Pravada (2014, January 4) Dull and depressing winter in Moscow continues. Accessed January 8, 2014.

Russia Today (2014, January 4) Snowy Sochi Olympics: 16,000,000 cubic feet of snow stored for the games.Accessed January 8, 2014.

The Washington Post (2014, January 6) The polar vortex in no way disproves climate change. Accessed January 8, 2014.

Weather Underground (2014, January 6) What’s a polar vortex? The Science Behind Arctic Outbreaks. Accessed January 8, 2014.

Yle (2014, January 6) Exceptionally Mild Christmas Weather Warms Finland. Accessed January 8, 2014.

NASA Earth Observatory image by Jesse Allen, using data from the Level 1 and Atmospheres Active Distribution System (LAADS). Caption by Adam Voiland, with information from Paul Newman (NASA Goddard), Marshall Shepherd (University of Georgia), and John Knox (University of Georgia).

Instrument:  Terra – MODIS