คลื่นความคิด – กำเนิด “หมอก” นานาพันธุ์

ผมเคยได้รับคำถามจากเพื่อนหลายคนว่า หมอกกับเมฆบนท้องฟ้านั้นเหมือนกันไหม หรือต่างกันอย่างไร ? ถ้าเอามือไปจับเมฆจะรู้สึกอย่างไร ? อะไรทำนองนี้

ในทางกายภาพ ทั้งเมฆ (cloud) และหมอก (fog) ไม่มีอะไรแตกต่างกัน เพราะทั้งคู่เป็นกลุ่มของละอองน้ำหรือผลึกน้ำแข็งขนาดเล็กๆ ที่ลอยอยู่ในอากาศ แต่ที่เรียกไม่เหมือนกันเพราะเมฆนั้นอยู่เหนือพื้น ส่วนหมอกอยู่ติดกับพื้น ก็เท่านั้นเอง !

หลักการเกิดหมอกมี ๒ แบบใหญ่ ได้แก่ หนึ่ง อากาศชื้นที่มีอุณหภูมิลดลงจนถึงจุดน้ำค้าง (dew point) ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ไอน้ำในอากาศเริ่มกลั่นตัวเป็นหยดน้ำ และสอง อากาศได้รับความชื้นเพิ่มเข้าไปจนอิ่มตัว (ไม่สามารถรับเพิ่มได้อีกต่อไป) ทำให้ไอน้ำส่วนเกินกลั่นตัวเป็นหยดน้ำเกิดเป็นหมอก

อย่างไรก็ดี ทั้งสองกรณีที่ว่านี้จำเป็นต้องมีอนุภาคเล็ก ๆ เช่น ฝุ่นผง ฝุ่นควัน หรือเม็ดเกลือ ล่องลอยอยู่ในอากาศเพื่อให้หยดน้ำเริ่มมาเกาะ อนุภาคเล็ก ๆ นี้เรียกว่า แกนกลั่นตัว (condensation nuclei)

ตามปรกติหมอกจะทำให้เรามองเห็นได้ไกลไม่เกิน ๑ กิโลเมตร แต่ถ้าเรามองเห็นได้ไกลกว่านั้น (ราว ๑-๒ กิโลเมตร) ก็แสดงว่าเป็นหมอกบาง ๆ ที่เรียกว่า หมอกน้ำค้าง (mist) ซึ่งประกอบด้วยหยดน้ำขนาดเล็ก ๆ และมีจำนวนไม่มากนัก

ในค่ำคืนซึ่งอากาศเย็น ท้องฟ้าแจ่มใส และสงบเงียบ (ลมอ่อน ๆ) พื้นดินที่โดนแดดมาตลอดทั้งวันจะคายความร้อนอย่างรวดเร็วโดยการแผ่รังสีเป็นหลัก (ไม่มีเมฆสะท้อนรังสีความร้อนกลับมายังพื้นโลก และไม่ค่อยมีลมมาพาความร้อนออกไป) เมื่อพื้นดินเย็นลง อากาศที่อยู่ติดพื้นก็จะเย็นตามไปด้วย พออากาศเย็นจนถึงจุดน้ำค้างก็จะทำให้ไอน้ำในอากาศที่อยู่ใกล้ ๆ พื้นกลั่นตัวเป็นหยดน้ำ ซึ่งถ้ามองภาพรวมทั้งหมดก็คือ หมอกพื้นดิน (ground fog) นั่นเอง แต่เนื่องจากตัวต้นเหตุของหมอกชนิดนี้คือการแผ่รังสีของพื้นดิน หมอกพื้นดินจึงมีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า หมอกจากการแผ่รังสี (radiation fog)

หมอกพื้นดินหรือหมอกจากการแผ่รังสีนี้เองที่เราพบเห็นบ่อย ๆ ในตอนเช้าตรู่ แต่เมื่อแดดออก อากาศร้อนขึ้น ก็จะทำให้หยดน้ำในหมอกระเหยไปหมด

ยังมีหมอกที่เกิดจากการแผ่รังสีอีกลักษณะหนึ่งที่น่าสนใจกว่าหมอกพื้นดินมาก หมอกชนิดนี้เกิดท่ามกลางหุบเขา กล่าวคือในตอนกลางคืน พื้นดินเหนือหุบเขาจะแผ่รังสีออกไปทำให้เย็นตัวลง ส่งผลให้อากาศที่อยู่ติดพื้นในบริเวณนั้นเย็นตัวตามไปด้วย (แต่ยังเย็นไม่ถึงจุดน้ำค้าง) อากาศเย็นซึ่งหนักมีแนวโน้มที่จะจมลงไปสะสมอยู่ในหุบเขา โดยเมื่ออากาศเย็นมารวมกันมากๆ เข้าก็จะทำให้อุณหภูมิในหุบเขาลดลงจนถึงจุดน้ำค้าง เกิดเป็น หมอกหุบเขา (valley fog) ปกคลุมพื้นที่เต็มไปทั่วบริเวณ

ดังนั้นทะเลหมอกที่คนไทยเราชอบชวนกันไปดูเพราะสวยงามอลังการอยู่ท่ามกลางขุนเขา จนทำให้ยอดเขาต่าง ๆ ดูเหมือนเกาะแก่งที่โผล่ขึ้นมากลางทะเล (หมอก) เมื่อมองจากจุดที่สูงกว่า ก็คือหมอกหุบเขานั่นเอง

น่าจดจำไว้ด้วยว่า เนื่องจากหมอกชนิดนี้เกิดจากการแผ่รังสีตั้งแต่ต้น ดังนั้นสภาวะลมฟ้าอากาศที่ทำให้เกิดทะเลหมอกต้องเป็นไปตาม “เงื่อนไข 3c” ได้แก่ cool + clear + calm เนื่องจากอากาศต้องเย็น(cool) เพื่อให้หยดน้ำก่อตัวได้ ท้องฟ้าต้องแจ่มใสไร้เมฆ(clear) เพื่อให้ไม่มีรังสีสะท้อนกลับลงมายังพื้น และบริเวณนั้นต้องสงบไม่ค่อยมีลม (calm) เพื่อให้หมอกยังคงอยู่ในบริเวณหุบเขา ไม่กระเจิงไปไหน

บนภูเขายังมีหมอกอีกแบบหนึ่งซึ่งมักพบแถว ๆ เนินเขาด้านรับลม เพราะอากาศอุ่นและชื้นที่เคลื่อนมาเจอกับเนินเขาจะถูกบังคับให้เคลื่อนขึ้นไปตามเนิน แต่เนื่องจากยิ่งสูง ความดันอากาศยิ่งต่ำ ทำให้อากาศขยายตัวและเย็นลง(คล้ายๆ กับตอนที่คุณฉีดสเปรย์ใหม่ ๆ แล้วเอามือจับกระป๋อง จะรู้สึกเย็นเพราะแก๊สในกระป๋องขยายตัวอย่างรวดเร็ว) เมื่ออากาศเย็นลงเรื่อยๆ จนถึงจุดน้ำค้าง กลายเป็น หมอกลาดเนินเขา (upslope fog) แต่ถ้าคุณอยู่ด้านล่างของภูเขาแล้วมองขึ้นไป ก็อาจจะเรียกกลุ่มของหยดน้ำนี้ว่าเมฆก็ไม่ผิด

ทีนี้สมมุติว่ามวลอากาศอุ่นและชื้นเคลื่อนตัวไปตามแนวนอนไปเรื่อยๆ พอไปพบกับพื้นดิน(หรือผืนน้ำ) ด้านล่างซึ่งเย็นกว่าจนทำให้อุณหภูมิของมวลอากาศนี้ลดต่ำลงกว่าจุดน้ำค้าง ความชื้นในอากาศก็จะกลายเป็นหมอก ซึ่งเรียกว่า หมอกแอดเวกชัน (advection fog) หมอกชนิดนี้เกิดในเวลาใด ๆ ก็ได้หากเงื่อนไขเป็นไปตามที่กล่าวมาแล้ว

ในทางอุตุนิยมวิทยา คำว่า advection หมายถึง การเคลื่อนที่ของมวลอากาศตามแนวนอน(ซึ่งควรจะเปรียบเทียบกับ convection ซึ่งหมายถึง การเคลื่อนที่ของมวลอากาศตามแนวดิ่ง)

สำหรับหมอกแอดเวกชันนี้ หากพื้นด้านล่างเป็นน้ำทะเลซึ่งเย็นและมีไอเกลือในปริมาณมาก ก็จะเกิดเป็น หมอกทะเล (sea fog) ปกคลุมเหนือพื้นน้ำในบริเวณนั้น คำคำนี้แหละที่ต้องระวังอย่าให้สับสนกับคำว่า “ทะเลหมอก”แบบไทยๆ (ทะเลหมอกแบบไทย ๆ คือ หมอกหุบเขา หรือ valley fog อย่างที่เล่าไปแล้วในตอนต้น)

มีเกร็ดน่ารู้ด้วยว่า บริเวณที่มีหมอกลงจัดที่สุดในโลกได้แก่ แกรนด์แบงก์ส (Grand Banks) ซึ่งอยู่นอกชายฝั่งเกาะนิวฟันด์แลนด์ ประเทศแคนาดา บริเวณนี้เป็นบริเวณที่กระแสน้ำอุ่นกัลฟ์สตรีม (Gulf Stream หรือ Gulf Stream Current) กับกระแสน้ำเย็นลาบราดอร์ (Labrador Current) มาพบกัน เมื่ออากาศอุ่นและชื้นเคลื่อนที่ผ่านไปบนพื้นผิวน้ำเย็น ก็จะเกิดเป็นหมอกหนาทึบ

หากสถานการณ์กลับกัน กล่าวคือ อากาศเย็นเคลื่อนที่ผ่านพื้นผิวที่อุ่นกว่า โดยเฉพาะทะเลสาบหรือแม่น้ำ สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือไอน้ำที่ระเหยขึ้นจากแหล่งน้ำจะเพิ่มความชื้นให้แก่อากาศเย็น จนทำให้อากาศเย็นมีปริมาณไอน้ำมากจนถึงจุดอิ่มตัว เกิดเป็นหมอกที่มีลักษณะคล้าย ๆ กับไอน้ำพวยพุ่งขึ้นเหนือผิวน้ำ เรียกว่า หมอกไอน้ำ (steam fog) หมอกชนิดนี้อาจจะเรียกตามกลไกการเกิดว่า หมอกจากการระเหย (evaporation fog) ก็ได้เช่นกัน

ถ้ามีมวลอากาศอุ่นและชื้นผสมปนกับมวลอากาศที่เย็นกว่าจนทำให้ความชื้นกลั่นตัวเป็นหยดน้ำจำนวนมาก จะเรียกว่า หมอกผสม(mixing fog) หมอกชนิดนี้มักเป็นหมอกบาง ๆ และเกิดในช่วงสั้นๆ

ในกรณีมวลอากาศขนาดใหญ่มาพบกัน โดยมวลอากาศหนึ่งอุ่น ส่วนอีกมวลหนึ่งเย็น จะทำให้ฝนตก จนความชื้นในบริเวณพื้นดินเพิ่มขึ้นสูงและอุณหภูมิลดต่ำลง เกิดเป็นหมอกที่เรียกว่า หมอกแนวปะทะอากาศ (frontal fog) หมอกชนิดนี้จึงอาจเรียกว่า หมอกหยาดน้ำฟ้า (precipitation fog หรือ precipi-tation-induced fog) เพื่อเน้นว่าเกิดจากฝนเป็นต้นเหตุอีกด้วย

ในเมืองใหญ่ที่มีฝุ่นควันมาก หมอกอาจจะเกิดปะปนไปกับฝุ่น เรียกว่า หมอกปนควัน (smog)คำว่า smog นี้มาจากคำว่า smoke(ควัน) + fog(หมอก)นั่นเอง (ในภาษาอังกฤษเรียกคำใหม่ที่เกิดจากการผสมเสียงและความหมายของคำอื่น ๆ เข้าด้วยกันในลักษณะเช่นนี้ว่า portmanteau word)

ส่วนในบริเวณที่มีภูเขาไฟ (โดยเฉพาะฮาวาย) ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์และก๊าซอื่น ๆ รวมทั้งฝุ่นผงที่ภูเขาไฟปลดปล่อยออกมาจะทำปฏิกิริยากับก๊าซออกซิเจนและความชื้นในอากาศ โดยมีแสงอาทิตย์สาดส่องอยู่ด้วย เกิดเป็นหมอกอีกแบบหนึ่งที่เรียกว่า หมอกควันภูเขาไฟ (vog) คำว่า vog มาจากคำว่า volcanic (เกี่ยวกับภูเขาไฟ) + smog (หมอกปนควัน) นั่นเอง

คำว่า vog นี้เป็นคำที่นิยมใช้ในแถบหมู่เกาะฮาวาย นับตั้งแต่ที่ภูเขาไฟคีลาเว (Kilauea) ปะทุขึ้นอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี ค.ศ. ๑๙๘๓ หากวันใดมีลมพัดพาหมอกควันภูเขาไฟนี้เข้าสู่บริเวณเมืองก็จะเป็นปัญหามลพิษในอากาศ เพราะสารเคมีในหมอกชนิดนี้ทำให้เกิดการระคายเคืองในระบบทางเดินหายใจ แสบคอ หายใจไม่สะดวก

อุทยานแห่งชาติภูเขาไฟ (Volcanoes National Park) ในฮาวายจึงต้องมีระบบแจ้งข้อมูลตรวจวัดปริมาณซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ทิศทางและความเร็วลม เพื่อให้คนที่คิดจะเดินทางไปเยี่ยมชมได้ทราบล่วงหน้าและหลีกเลี่ยงบริเวณที่จะได้รับผลกระทบ

หมอกแต่ละชนิดมักทำให้เรารู้สึกแตกต่างกันไปโดยขึ้นกับว่าเรากำลังทำอะไรอยู่ที่ไหน เช่นหากเราเดินเล่นตอนเช้าๆ ที่มีหมอกบางๆ อากาศก็มักจะเย็นสดชื่น (อาจจะถึงขั้นโรแมนติกก็ได้ !) แต่ถ้าหากเรากำลังขับขี่ยานพาหนะแล้วหมอกลงจัด เราก็คงไม่ชอบใจเท่าใดนัก ยิ่งถ้าหมอกลงจัดบริเวณสนามบินก็อาจทำให้เครื่องบินลงจอดไม่ได้เลยทีเดียว

แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
สำหรับเว็บไซต์เกี่ยวกับเมฆและหมอกที่อ่านง่ายและมีภาพประกอบน่าสนใจ ลองไปอ่าน The Doctor ที่ http://www.islandnet.com/~see/weather/almanac/arc2002/alm02sep.htm

• ตีพิมพ์ใน นิตยสาร สารคดี ฉบับที่ 296 ตุลาคม 2552