<script language="JavaScript" src="http://www.vcharkarn.com/javafeed/article/222" type="text/javascript"></script>

บรรยากาศโลก (ตอนที่ ๓) ประวัติการประดิษฐ์อุปกรณ์ศึกษาบรรยากาศโลก ลักษณะทางกายภาพของบรรยากาศ โครงสร้างแนวดิ่งของบรรยากาศโลก ผู้เขียน: พวงร้อย ชมแล้ว: 50,687 ครั้ง post ครั้งแรก: Sun 21 January 2007, 10:33 am ปรับปรุงล่าสุด: Sun 21 January 2007, 10:33 am อยู่ในส่วน: vservice, ดาราศาสตร์, ปัญหาเชาวน์, ภูมิศาสตร์, คณิตศาสตร์

มนุษย์เราได้พยายามทำความเข้าใจความเป็นไปในบรรยากาศโลกมาแต่ดึกดำบรรพ์ เนื่องจากปรากฎการณ์ต่างๆทางดินฟ้าอากาศ มีผลกระทบโดยตรงต่อการดำรงชีวิตของเรา แต่หลักฐานการศึกษาบรรยากาศอย่างเป็นลายลักษณ์อักษร เริ่มขึ้นเมื่อ อริสโตเติล(๓๘๔-๓๒๒ ก่อน ค.ศ.)ปราชญ์คนสำคัญชาวกรีก เป็นผู้พยายามให้คำอธิบายทางวิทยาศาสตร์กับปรากฏการณ์ธรรมชาติเป็นครั้งแรก ในศตวรรษที่ ๔ ก่อนคริสตวรรษ โดยเขียนหนังสือตำราชื่อ Meteorologica ซึ่งเป็นหนังสือ ๔ ชุด ชุดแรกอธิบายเรื่องของดาวหาง ลม ฝน เมฆ แม่น้ำ ลำธาร น้ำค้าง ลูกเห็บ และอุตุนิยมวิทยา รวมทั้งทฤษฎีเรื่อง ดิน น้ำ ลม ไฟ ชุดที่สอง อธิบายเรื่องทะเล แผ่นดินไหว ฟ้าผ่า และฟ้าร้อง ชุดที่สาม เป็นเรื่องพายุเฮอริเคน วังวน และเรื่องแสง ส่วนเล่มสุดท้าย อธิบายถึงคุณสมบัติของสิ่งที่ร้อน หนาว แห้ง และเปียก คำว่าบรรยากาศ atmosphere ก็เป็นคำที่มาจากภาษากรีก โดยคำว่า atmos แปลว่า ไอน้ำ atmosphere จึงแปลว่า ดินแดนของไอน้ำ แต่วิธีการให้คำอธิบายของอริสโตเติล ก็ได้มาจากการคาดเดา การประเมินเอาเองทั้งสิ้น ไม่ได้อาศัยการทดลอง สำรวจ บันทึก ดังที่นักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันกระทำกัน ความเข้าใจของอริสโตเติลส่วนใหญ่ จึงเป็นอัตตวิสัย ที่ได้ถูกนักวิทยาศาสตร์รุ่นต่อมาหักล้างไปมากแล้ว ในปี ค.ศ. ๑๕๙๓ กาลิเลโอได้คิดค้นต้นแบบของอุปกรณ์วัดอุณหภูมิ คือ เทอร์โมมิเต้อร์ กล่าวกันว่า ในปี ค.ศ. ๑๖๑๐ กาลิเลโอได้ทำเทอร์โมมิเต้อร์โดยใช้เหล้าองุ่นในหลอดแก้ว ต่อมาในปี ค.ศ. ๑๖๔๓ ลูกศิษย์คนหนึ่งของกาลิเลโอ คือ Evangelista Torricelli ได้สร้าง บารอมิเต้อร์ ขึ้นเพื่อใช้วัด แรงกดดันของบรรยากาศ เป็นครั้งแรก สร้างขึ้นแด่ เจ้าเฟอร์ดินานที่สอง แกรนดยุคแห่งแคว้นทัสคานี โดยใช้อัลกอฮอล์ แต่ก็ยังไม่มีใครสามารถอธิบายทางทฤษฎีเกี่ยวกับที่มาของแรงนี้ได้ จนกระทั่งในปี ค.ศ. ๑๖๖๑ โรเบิร์ต บอยล์ จึงสามารถอธิบายความสัมพันธ์ของแรงกดดันและปริมาตรของก๊าซได้เป็นครั้งแรก จนเมื่อปี ค.ศ. ๑๗๒๔ Gabriel Fahrenheit ซึ่งเป็นช่างชาวดัทช์ ได้ทำเทอร์โมมิเต้อร์ โดยใช้ปรอทเป็นครั้งแรก มาเป็นตัวกลางที่วัดแรงของความกดอากาศนั้น และได้กำหนดสเกลจุดเยือกแข็งที่ ๓๒ จุดน้ำเดือดที่ ๒๑๒ องศา จนชื่อของเขาได้กลายมาเป็นหน่วยวัดอุณหภูมิในระบบฟาเรนไฮต์ไป ด้วยปรอทสีเงินทึบแสง ที่อ่านได้ง่าย จะถูกบรรจุอยู่ภายในหลอดแก้วสุญญากาศ ที่ส่วนนอกหลอดก็ปิดสนิทไปไหนไม่ได้ เมื่อมีแรงกดจากอากาศ ก็ต้องดันตัวขึ้นหลอดไปให้เห็นได้เท่านั้น และเนื่องจากปรอทมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำถึง ๑๓.๖ เท่า จึงไม่ต้องสร้างหลอดแก้วสูงถึง ๑๐ เมตรอย่างแบบใช้น้ำ เพียงให้หลอดมีความสูงกว่า ๗๖๐ มม. เล็กน้อยก็ใช้ได้แล้ว จึงสะดวกขึ้นมาก แต่การใช้ปรอทที่ยังเป็นของเหลว ก็ไม่สะดวกที่จะพกพาติดตัวเดินทางไปไหนได้โดยง่าย และ ปรอท ก็ยังเป็นสารที่มีพิษต่อร่างกายอีกด้วย ประมาณปี ค.ศ. ๑๗๐๐ Gottfried Liebniz ได้คิดค้นวิธีทำ บารอมิเต้อร์ ที่ไม่ต้องใช้ของเหลว แต่ใช้โลหะและสปริงแทน เรียกว่า aneroid barometer aneroid แปลว่า ไม่ใช่โลหะ แต่ก็เป็นเพียงการคิดค้นสร้างหลักการทางทฤษฎีเท่านั้น ยังไม่มีใครประดิษฐ์ออกมาใช้จริงๆได้ จนกระทั่งปี ค.ศ. ๑๘๔๓ Lucien Vide จึงได้ประดิษฐ์ aneroid barometer ที่ใช้การได้เป็นผลสำเร็จ (ภาพแสดงผังการทำงานของ aneroid barometer ซึ่งอาศัยกล่องหรือแผงเซลล์บรรจุอากาศปิดสนิทไม่รั่ว ที่ยืดหดได้ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของแรงกดอากาศ กล่องที่ว่านี้ก็ยืดหรือหด ไปดันให้เข็มที่ติดอยู่ด้วยกันกระดกขึ้นลง ไปขีดเป็นเส้นกราฟบันทึกข้อมูลลงบนกระดาษที่พันรอบแกนหมุน ไว้จดบันทึกเส้นกราฟการเปลี่ยนแปลงไว้ได้อย่างต่อเนื่อง ภาพโดยกรมอุตุนิยมวิทยา ประเทศออสเตรเลีย)

ในคริสตศตวรรษที่ ๑๘ อุปกรณ์ที่ใช้วัดบรรยากาศเหล่านี้จึงได้พัฒนาไปมาก จนพอกำหนดให้มีมาตรฐานเดียวกันได้ จึงเริ่มมีการตรวจวัด และจดบันทึกข้อมูลของบรรยากาศโลกอย่างเป็นระบบตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา จนได้นำมาเป็นพื้นฐานความเข้าใจของบรรยากาศโลกในทุกวันนี้ เมื่อเริ่มวัดข้อมูลทางบรรยากาศกันไปได้ไม่นาน นักวิทยาศาสตร์ก็ตระหนักได้ว่า ข้อมูลที่วัดจากพื้นผิวโลกอย่างเดียวนั้น ไม่พอที่จะช่วยให้เข้าใจภาพรวมของบรรยากาศของเราได้ แต่เราก็มีความจำกัดทางเทคโนโลยี่ ที่ทำไห้ไม่สามารถส่งอุปกรณ์ไปวัดบรรยากาศสูงๆได้ นอกจากจะไปตั้งสถานีวัดกันบนภูเขาสูงๆเท่านั้น ซึ่งก็มักจะเป็นถิ่นกันดารเดินทางไม่สะดวก ในปี ค.ศ. ๑๗๕๒ เบนจามิน แฟรงคลิน ได้ใช้ว่าวในการศึกษาไฟฟ้าสถิตย์จากฟ้าผ่า จึงได้มีผู้ริเริ่มใช้ว่าว มาช่วยวัดบรรยากาศเหนือพื้นขึ้นไปได้ และต่อมา ก็ขยับขยายไปใช้บัลลูนเพื่อตรวจวัดบรรยากาศ ไปถึงระดับประมาณ ๘ กม. เหนือพื้นดินได้ ภาพนักอุตุนิยมวิทยายุคบุกเบิกชาวเยอรมัน ขึ้นบัลลูนที่มีอุปกรณ์วัดบรรยากาศ เพื่อศึกษาบรรยากาศโลกในที่สูงๆ จาก Figure 17 of "Meteorology" by Willis Milham, 1912. Caption says: "Fig. 17 – Balloon Equipped for Meteorological Observations. (From Assmann's Wissenschaftliche Luftfahrten.) จนมาถึงยุคปัจจุบัน ก็มีการสร้างบัลลูนที่ลอยไปถึงชั้น สตราโตสเฟียร์ พร้อมด้วยอุปกรณ์เครื่องวัดที่สลับซับซ้อนกว่าสมัยแรกเริ่มเป็นอันมาก (ภาพโดย David Gregory แห่ง นาซา)

เราวัดบรรยากาศด้วยเครื่องมือที่วัดด้วยการสัมผัสอากาศโดยตรง เช่น เทอร์โมมิเตอร์ และ บารอมิเตอร์ จนกระทั่ง ในทศวรรษที่ ๑๙๒๐ จึงได้มีวิทยุมาใช้ โดยส่งอุปกรณ์ตรวจวัดอุณหภูมิ ขึ้นไปกับบัลลูน แล้วส่งผลรายงานลงมาด้วยวิทยุ การตรวจวัดบรรยากาศ จึงสามารถทำกับได้อย่างเป็นระบบตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา บัลลูนตรวจวัดอากาศที่รายงานผลทางวิทยุนี้ เรียกว่า radiosonde (ดังภาพ)





และหลังจากสงครามโลกครั้งที่สองเป็นต้นมา นักอุตุนิยมวิทยาก็ได้ใช้เครื่องบินในการศึกษาบรรยากาศที่สูงขึ้นไปอีก จนกระทั่ง เมื่อต้องการศึกษาความเป็นไปในบายากาศที่สูงกว่าทีเครื่องบินธรรมดาขะไปได้ถึง ก็มีการส่งจรวดเล็กๆ ขึ้นไปตรวจวัดบรรยากาศได้ในระดับสูงกว่า ๑๐๐ ไมล์ขึ้นไปได้

จนมาถึงปัจจุบัน เราก็มีดาวเทียมที่ส่งไปศึกษาความเป็นไปในบรรยากาศด้วยการใช้เครื่องมือวัดจากระยะไกลๆ คืออุปกรณ์ remote sensing ที่ไม่ได้สัมผัสกับอากาศโดยตรง ลงมาให้เราติดตามได้อย่างต่อเนื่อง (ภาพใจกลางพายุไต้ฝุ่นยูริ) และในปัจจุบันนี้ นอกจากจะวัดความกดอากาศ อุณหภูมิ และการถ่ายภาพเมฆมาศึกษาแล้ว เรายังใช้เครื่องมือเรดาร์ มาติดตามการเปลี่ยนแปลงของน้ำในบรรยากาศ คือ การเกิดฝน หิมะ ลูกเห็บ ฯลฯตก ที่เรียกรวมๆว่า precipitation ความเข้าใจบรรยากาศโลกเพิ่มขึ้น ก็ส่งผลโดยตรงต่อการพัฒนาชีวิตมนุษย์ให้ดีขึ้น ทำให้เราป้องกันความเสียหายของทรัพย์สินและชีวิตได้ดีขึ้นอีกด้วย

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 29 24 มิ.ย. 2549 (13:53)
อืมๆเข้าใจละ

Sir Arthur Conan doyle
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 24 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 152 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 31 10 ม.ค. 2550 (10:21)
peeposu_@hotmail.comเมลล์เราน้า..ก้อดีอ่าน่ะ ไม่มีรายคิดมากหรอก จากดีโด้พิซซ่าส์หัสดอส์สดไง

หาคนรู้จัย (IP:203.114.108.196)

พวงร้อย
(P Khamriang)

ผู้ชมข้อมูลนี้แล้ว 11,401 ครั้ง
เป็นสมาชิก: นานกว่า 8 ปี
แบ่งปันความรู้ 1,144 ครั้ง
ได้รับดาว 233 ดวง

โหวตเพิ่มดาว

Hot Links

ขอบคุณผู้สนับสนุน