Page 28 - อุตุนิยมวิทยาเพื่อการบิน1

27

ส่วนการพาความร้อนทางระดับ (แนวระนาบ) เช่นการที่อากาศโดยรอบเคลื่อนตัวในแนวระนาบเข้ามาแทนที ่

อากาศ ณ ต าบลข้างต้นเรียกว่า Advection
่
็
2.3 การแผ่รังสี (Radiation) เปนการเคลือนที่ของความร้อนโดยไม่ต้องผ่านตัวกลางพลังงานความ
้
ร้อนแผ่ออกมาจากต้นก าเนิดในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟา เช่นพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์แผ่รังสีผ่าน
่
อวกาศมาในรูปของคลืนสั้น (Short wave radiation) และโลกแผ่รังสีกลับไปในรูปของคลืนยาว (Long wave
่
radiation)

3. คุณสมบัติบางประการของการแผ่รังส
ี
้
่
็
การแผ่รังสีทีเรารู้จักกันดีคือ การแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์เปนพลังงานในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟาเคลื่อน
็
่
ตัวด้วยความเร็วของแสง เปนการยากทีจะแยกความแตกต่างอย่างชัดเจนระหว่างพลังงานความร้อนกับ
พลังงานแสง ความแตกต่างทีเราคุ้นเคยก็คือเราสามารถสัมผัสพลังงานแสงได้ด้วยการมองเห็น ดวงอาทิตย์แผ่
่
รังสีออกมาในทุกขนาดช่วงคลื่น ช่วงที่แผ่พลังออกมาสูงสุดคือช่วงของแสงสว่าง (Visible range) ซึงมีความ
่
่
่
็
ยาวขนาดช่วงคลื่นระหว่าง 0.4 ถึง 0.7 ไมครอน แต่ประมาณครึ่งหนึงของพลังงานทีแผ่จากดวงอาทิตย์เปน
ขนาดช่วงคลื่นอื่นทีสั้นกว่า 0.4 ไมครอน ได้แก่พวก อุลตร้าไวโอเล็ต และเอ็กซเรย์ เปนต้น ส่วนที่มีความยาว
่
็
มากกว่า 0.7 ไมครอน ได้แก่พวกอินฟราเรด และคลื่นวิทยุอื่นๆ เปนต้น
็
่
กฏของ Planck และของ Stefan-Boltzmann ช่วยอธิบายเรืองก าลังในการแผ่พลังงานและช่วยให้
สามารถค านวณหาค่าออกมาได้
กฏของ Planck กล่าวว่า "ก าลังในการแผ่พลังงาน ณ ช่วงคลืนใดๆ ของวัตถุด า (Black body) จะ
่
ู
้
ขึนอยู่กับอุณหภมิของวัตถุด านั้น"
กฏของ Stefan-Boltzmann กล่าวว่า "ผลรวมของก าลังในการแผ่พลังงานของวัตถุด าจะเปนสัดส่วน
็
ู
็
ั
โดยตรงกับอุณหภมิ (เคลวิน) ของวัตถุนั้นยกก าลังสี่" จะเห็นว่ากฏทั้งสองนั้นมีอุณหภมิของวัตถุเปนปจจัย
ู
่
ส าคัญ วัตถุทีมีอุณหภมิสูงกว่าจะมีก าลังในการแผ่พลังงานมากกว่า และขนาดของคลืนสั้นกว่า เช่นดวง
่
ู
อาทิตย์เมื่อเทียบกับโลก ดวงอาทิตย์แผ่พลังงานออกมาอย่างมหาศาล เพราะมีอุณหภมิสูงกว่า และพลังงานที ่
ู
่
แผ่ออกมาก็เปนพวกคลืนสั้น (Short waves) ส่วนโลกแผ่พลังงานที่ได้รับนั้นกลับออกไปในรูปของคลืนยาว
็
่
(Long waves or Terrestrail radiation)
็
*** วัตถุด า (Black body) เปนวัตถุสมมุติในทางทฤษฎี ที่สามารถแผ่พลังงานออกมาสูงสุดในทุกขนาด
ู
ช่วงคลืน ณ อุณหภมิหนึง และสามารถดูดซึมพลังงานทั้งหมดทีมาตกกระทบ เช่น ณ อุณหภมิหนึงโลก
ู
่
่
่
่
่
สามารถดูดซึมและแผ่พลังงานช่วงความยาวคลืน 10 ไมครอน ได้เกือบเต็ม 100 เปอร์เซ็นต์ นั่นหมายถึงที ่
ู
่
อุณหภมินั้นโลกมีคุณสมบัติเกือบเปน Black body ส่วนชือ "วัตถุด า" นั้นไม่เกียวกับสี มุ่งถึงคุณสมบัติในเรื่อง
็
่
็
การดูดซึม และการแผ่พลังงานเปนหลักไม่ว่าตัววัตถุจะเปนสีอะไรหรือมีโครงสร้างอย่างไรก็ตาม
็

4. พลังงานในบรรยากาศ (Energy in the atmosphere)
็
้
่
อริสโตเติล (Aristotle) เปนเจ้าของแนวความคิดทีว่า การได้รับความร้อนไม่เท่ากันของแถบศูนย์สูตร
็
่
กับแถบขั้วโลกนั่นเอง เปนที่มาของพลังมหาศาลทีผลักดันให้บรรยากาศของโลกเกิดการหมุนเวียนถ่ายเท