ตา (พายุหมุน)

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ไปยังการนำทาง ไปยังการค้นหา
ภาพของพายุเฮอร์ริเคนอิซาเบล ขณะมองจากสถานีอวกาศนานาชาติ แสดงถึงตาที่แจ่มชัดบริเวณศูนย์กลางของพายุ

ตาพายุ คือบริเวณที่สภาพอากาศโดยส่วนมากสงบที่จุดศูนย์กลางของพายุหมุนเขตร้อนที่มีพลัง ตาของพายุมีลักษณะเป็นพื้นที่วงกลมอย่างคร่าว ๆ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโดยปกติที่ 30–65 กม. (20–40 ไมล์) ซึ่งถูกล้อมรอบด้วย กำแพงตา วงแหวนของพายุฟ้าคะนองที่สูงตระหง่าน ซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีสภาพอากาศรุนแรงเกิดขึ้น ความกดอากาศต่ำที่สุดของพายุหมุนจะเกิดขึ้นภายในตาพายุ และมีความกดอากาศต่ำกว่าความกดอากาศภายนอกพายุ 15 เปอร์เซ็นต์[1]

ในพายุหมุนเขตร้อนที่มีพลัง ตาของพายุจะมีลักษณะพิเศษคือ มีลมเบาและท้องฟ้าโปร่ง ซึ่งล้อมลอบด้วยกำแพงตาสมมาตรที่สูงลิ่ว ในพายุหมุนเขตร้อนที่อ่อนกำลัง ตาพายุที่แจ่มชัดน้อยสามารถถูกปกคลุมด้วยการระบายความร้อนและยกตัวของไอน้ำอย่างหนาแน่นจากแกนกลางของพายุ (Central dense overcast) เป็นพื้นที่ที่มีเมฆหนาแน่น ซึ่งส่องสว่างในภาพถ่ายดาวเทียม พายุที่อ่อนหรือไม่เป็นระบบ อาจมีกำแพงตาที่ไม่เป็นวงกลมโดยสมบูรณ์รอบตาพายุ หรือบริเวณตาพายุมีฝนตกหนัก ซึ่งในพายุหมุนเขตร้อนทุกแบบ ตาพายุคือที่ตั้งของพื้นที่ความกดอากาศต่ำที่สุดภายในตัวพายุที่ระดับน้ำทะเล[1][2]

โครงสร้าง[แก้]

แผนภาพตัดขวางแสดงโครงสร้างของพายุหมุนเขตร้อน โดยลูกศรแสดงถึงการไหลของอากาศเข้าและรอบ ๆ ตาพายุ

พายุหมุนเขตร้อนโดยทั่วไปจะมีขนาดตาพายุประมาณ 30–65 กม. มักตั้งอยู่บริเวณศูนย์กลางแบบเรขาคณิตของพายุ ตาพายุอาจจะมีอากาศปลอดโปร่งหรือมีเมฆน้อย (ตาพายุแบบปลอดโปร่ง) หรืออาจมีเมฆชั้นกลางและชั้นล่าง (ตาพายุแบบเต็มไปด้วยเมฆ) หรืออาจถูกบดบังโดยไอน้ำอย่างหนาแน่นจากแกนกลางของพายุก็ได้ แต่อย่างไรก็ตาม ในศูนย์กลางของพายุจะมีลมเบาและฝนน้อย โดยเฉพาะในบริเวณใกล้ ๆ กับศูนย์กลาง ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงกับในกำแพงตาของพายุ ซึ่งเป็นบริเวณที่มีลมแรงที่สุดของพายุ[3] เนื่องจากรูปแบบกลไกของพายุหมุนเขตร้อน ตาพายุและอากาศที่อยู่เหนือบริเวณนั้นโดยตรงจะอุ่นกว่าบริเวณโดยรอบ[4]

ขณะที่พายุส่วนมากจะสมมาตร ตาพายุสามารถเป็นรูปวงรี (oblong) หรือไม่เป็นระเบียบ (irregular) ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับพายุที่กำลังอ่อนกำลังลง ตาพายุที่ขรุขระ (ragged eye) ขนาดใหญ่ คือ ตาพายุแบบไม่เป็นวงกลม ซึ่งมีการแตกเป็นส่วน ๆ ปรากฏขึ้น และเป้นตัวบ่งชี้ว่าพายุหมุนเขตร้อนนั้นมีกำลังอ่อนหรือกำลังอ่อนกำลังลง ตาพายุแบบเปิด (open eye) คือ ตาพายุที่สามารถเป็นวงกลมได้ แต่กำแพงตานั้นไม่ได้ล้อมรอบตาพายุโดยสมบูรณ์ ซึ่งชี้ถึงการอ่อนกำลังลงเช่นกัน เนื่องจากพายุหมุนได้ปราศจากความชื้น ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับมัน รูปแบบของตาพายุทั้งสองอย่างนี้ถูกใช้ในการประเมินความรุนแรงของพายุหมุนเขตร้อนโดยใช้การวิเคราะห์ดีโวแร็ค[5] โดยทั่วไปแล้ว กำแพงตาพายุจะเป็นวงกลม อย่างไรก็ตาม มีกำแพงตาที่เป็นรูปหลายเหลี่ยม ตั้งแต่สามเหลี่ยมจนถึงหกเหลี่ยมปรากฏขึ้นเป็นครั้งคราว[6]

ในขณะที่พายุที่เจริญเติมที่แต่มีขนาดตาพายุกว้างเพียงไม่กี่สิบไมล์ทะเล นั้นเป็นผลจากการทวีกำลังแรงขึ้นอย่างรวดเร็วของพายุ โดยกระบวนการนั้นสามารถสร้างตาพายุขนาดเล็ก ปลอดโปร่ง และเป็นวงกลมอย่างสุดขั้วได้ บางครั้งจะเรียกตาพายุลักษณะนี้ว่า ตารูเข็ม (pinhole eye) พายุที่มีตารูเข็มมีแนวโน้มที่จะเกิดความผันผวนอย่างรุนแรงในเรื่องความรุนแรงได้ และทำให้เกิดความยากลำบากและสร้างความคับข้องใจให้กับนักพยากรณ์[7]

ตาที่มีขนาดเล็ก/เล็กน้อย โดยเล็กมากกว่า 10 ไมล์ทะเล (19 กม.) มักจะกระตุ้นให้เกิดวัฏจักรการแทนที่กำแพงตาขึ้น ซึ่งกำแพงตาใหม่จะก่อตัวขึ้นรอบนอกของกำแพงตาเดิม กำแพงตาใหม่สามารถก่อตัวขึ้นในบริเวณใดก็ได้ ในระยะตั้งแต่สิบห้าถึงร้อยกิโลเมตรรอบนอกของกำแพงตา ซึ่งจะทำให้มีกำแพงตาหลายชั้นที่ร่วมศูนย์กลางเดียวกัน (concentric eyewalls) หรือ ตาภายในตา (eye within an eye) ในกรณีส่วนมาก กำแพงตารอบนอกจะหดตัวลงอย่างรวดเร็วหลังจากก่อตัวขึ้นแล้ว ซึ่งจะขัดขวางตาที่อยู่ชั้นใน และจะทำให้ตาพายุมีขนาดใหญ่ขึ้นแต่มั่นคงมากขึ้น ขณะที่วัฏจักรการแทนที่กำแพงตามีแนวโน้มทำให้พายุอ่อนกำลังลงในขณะเกิดกระบวนการ แต่เมื่อกำแพงตาใหม่สามารถหดตัวลงได้อย่างค่อนข้างเร็วแล้ว และกำแพงตาเก่าได้สลายตัวลงไป จะช่วยให้พายุกลับขึ้นมาทวีกำลังแรงใหม่อีกครั้งได้ และอาจเป็นการกระตุ้นให้เกิดวัฏจักรการแทนที่กำแพงตาใหม่ครั้งอื่น ๆ ได้ภายหลังจากการกลับขึ้นมาทวีกำลังแรงได้อีก[8]

ตาสามารถมีขนาดใหญ่ได้ตั้งแต่ 370 กิโลเมตร (230 ไมล์) (ขนาดตาของพายุไต้ฝุ่นคาร์เมน)[9] จนเล็กได้ถึง 3.7 กิโลเมตร (2.3 ไมล์) (ขนาดตาของพายุเฮอริเคนวิลมา)[10] ขณะที่โดยทั่วไปตาที่พายุที่มีตาขนาดใหญ่จะไม่เป็นพายุที่มีความรุนแรงมาก แต่เหตุการณ์ลักษณะนี้เคยเกิดขึ้นแล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับพายุหมุนเขตร้อนรูปวงแหวน เช่น พายุเฮอริเคนอิซาเบล ซึ่งเป็นพายุที่มีความรุนแรงที่สุดเป็นอันดับที่เจ็ดของพายุเฮอริเคนแอตแลนติกในบันทึกประวัติศาสตร์ และคงมีตาขนาดใหญ่กว้าง 65–80 กม. (40–50 ไมล์) ในช่วงหลายวัน[11]

การก่อตัวและการตรวจหา[แก้]

พายุหมุนเขตร้อนก่อตัวขึ้นเมื่อมีการปล่อยพลังงานจากการควบแน่นของความชื้นในอากาศที่ลอยตัวขึ้น โดยเป็นผลมาจากวงวนการป้อนกลับเชิงบวกเหนือน้ำทะเลที่มีอุณหภูมิอบอุ่น
โดยทั่วไปแล้ว ตาของพายุสามารถตรวจหาได้ง่ายโดยใช้เรดาร์ตรวจอากาศ ซึ่งภาพเรดาร์นี้เป็นภาพเรดาร์ของพายุเฮอริเคนแอนดรูว์ แสดงให้เห็นถึงตาของพายุที่ชัดเจน ปกคลุมอยู่ทางตอนใต้ของรัฐฟลอริดา สหรัฐ

โดยทั่วไปแล้ว พายุหมุนเขตร้อนก่อตัวขึ้นจากบริเวณขนาดใหญ่และไม่เป็นระบบของอากาศที่แปรปรวนภายในเขตร้อน เป็นการก่อตัวและรวมกลุ่มกันของพายุฟ้าคะนองที่มากขึ้น ตัวพายุจะพัฒนาแถบฝน (rainbands) ขึ้น ซึ่งแถบนี้จะเริ่มหมุนไปรอบ ๆ ศูนย์กลางร่วม เมื่อพายุมีกำลังแรงมากขึ้น วงแหวนของการพาความร้อนที่มีกำลังแรงจะก่อตัวขึ้นที่ระยะหนึ่งจากศูนย์กลางการหมุนของพายุที่กำลังก่อตัวนั้น เนื่องจากพายุฟ้าคะนองที่รุนแรงขึ้นและฝนที่ตกหนักมากขึ้น เป็นลักษณะเฉพาะของพื้นที่ที่มีอากาศลอยตัวขึ้นข้างบน (updraft) ที่รุนแรงมากขึ้น ความกดอากาศที่พื้นผิวจึงเริ่มลดลง และอากาศจึงเริ่มลอยตัวขึ้นไปด้านบนในชั้นบนของพายุหมุน[12] สิ่งนี้เป็นผลให้เกิดการก่อตัวของแอนไทไซโคลนที่ระดับบน หรือบริเวณที่มีความกดอากาศสูงซึ่งปกคลุมอยู่เหนือไอน้ำอย่างหนาแน่นจากแกนกลางของพายุ (central dense overcast) ดังนั้น ส่วนมากของกระแสอากาศที่ลอยตัวขึ้นจึงพัดออกในลักษณะแบบแอนไทไซโคลน (พัดออกจากศูนย์กลาง) เหนือพายุหมุนเขตร้อน ด้านนอกของตาพายุที่กำลังก่อตัวขึ้น แอนไทไซโคลนที่ระดับบนของชั้นบรรยากาศ ช่วยเพิ่มกระแสอากาศที่ไหลเข้าสู่ศูนย์กลางของพายุหมุน และดันอากาศไปจนเกือบถึงกำแพงตา และทำให้เกิดวงวนการป้อนกลับเชิงบวกขึ้น[12]

อย่างไรก็ตาม ส่วนน้อยของอากาศที่ไหลขึ้นนั้น แทนที่จะไหลออกไปด้านนอกแบบแอนไทไซโคลน กลับไหลเข้าสู่ศูนย์กลางของพายุแทน ทำให้แรงกดของอากาศนั้นเพิ่มขึ้นมาก จนถึงจุดที่น้ำหนักของอากาศนั้นต้านความรุนแรงของอากาศที่ลอยตัวขึ้นข้างบนในศูนย์กลางของพายุได้ อากาศจึงเริ่มลดลงในศูนย์กลางของพายุ และเกิดเป็นบริเวณที่ไม่มีฝนตกเป็นส่วนมาก ซึ่งกลายเป็นตาของพายุที่ก่อตัวขึ้นใหม่[12]

หลายแง่มุมของกระบวนการนี้ยังคงเป็นปริศนา นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบว่า เพราะเหตุใดวงแหวนของการพาความร้อนจึงก่อตัวขึ้นรอบศูนย์กลางการไหลเวียน แทนที่จะก่อตัวอยู่ด้านบนของศูนย์กลางการไหลเวียน หรือ เพราะเหตุใดแอนไทไซโคลนในระดับบนจึงขับส่วนของอากาศส่วนที่เกินออกมาที่ด้านบนของพายุเท่านั้น มีทฤษฎีจำนวนหลายบทที่มีอยู่เพื่อนำมาให้หาความถูกต้องในกระบวนการการก่อตัวของตาพายุ แต่สิ่งที่รู้กันแน่นอนแล้วคือ ตานั้นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับพายุหมุนเขตร้อน เพื่อให้มีความเร็วลมที่สูง[12]

การก่อตัวขึ้นของตา มักบ่งชี้ถึงการมีกำลังแรงขึ้น การจัดระบบ และการทวีกำลังขึ้นของพายุหมุนเจตร้อน ด้วยเหตุนี้ นักพยากรณ์จึงเฝ้าติดตามพายุหมุนเขตร้อนอย่างใกล้ชิด เพื่อหาสัญญาณที่ชัดเจนของการก่อตัวขึ้นของตาพายุ

ในพายุที่มีตาชัดเจน การตรวจหาเป็นเรื่องง่ายเพียงสังเกตผ่านดาวเทียมตรวจอากาศ อย่างไรก็ตาม สำหรับพายุที่มีตาพายุเติมไปด้วยเมฆ หรือส่วนของตาถูกปกคลุมเต็มไปด้วยไอน้ำอย่างหนาแน่นจากแกนกลางของพายุอย่างสมบูรณ์ การตรวจหาจะต้องใช้วิธีการอื่น เช่น การสังเกตจากเรือ และการใช้อากาศยานเฮอริเคนฮันเตอร์ ซึ่งสามารถสังเกตด้วยตาเปล่าได้ โดยการมองหาพื้นที่ที่มีความเร็วลมลดลง หรือมีฝนตกที่น้อยลงในศูนย์กลางของพายุ ในสหรัฐ เกาหลีใต้ และบางประเทศ จะใช้เครือข่ายของสถานีเรดาร์ตรวจอากาศดอปเพลอร์ NEXRAD ซึ่งสามารถตรวจหาตาพายุบริเวณใกล้ชายฝั่งได้ ดาวเทียมตรวจอากาศยังมีอุปกรณ์ตรวจวัดไอน้ำในชั้นบรรยากาศและอุณหภูมิเมฆ ซึ่งสามารถใช้ตรวจหาการก่อตัวของตาพายุได้เช่นกัน นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังมีการค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่า ปริมาณของโอโซนในตาพายุนั้นจะสูงกว่าปริมาณของโอโซนในกำแพงตา เนื่องจากการจมตัวลงของอากาศในชั้นสตราโตสเฟียร์ที่อุดมไปด้วยโอโซน เครื่องมือที่ไวต่อโอโซนจึงถูกใช้ในการสังเกตการยกตัวและจมตัวในแนวตั้งของอากาศ และจะเป็นตัวบ่งชี้ถึงการก่อตัวของตาพายุได้ ก่อนที่ภาพถ่ายดาวเทียมจะสามารถค้นพบการก่อตัวของตาเสียอีก[13]

การศึกษาจากดาวเทียมครั้งหนึ่งพบว่า การตรวจหาตาพายุจนพบจะใช้เวลาเฉลี่ย 30 ชั่วโมงต่อพายุหนึ่งลูก[14]

ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้อง[แก้]

ภาพถ่ายดาวเทียมของพายุไต้ฝุ่นแอมเบอร์เมื่อปี พ.ศ. 2540 แสดงให้เห็นถึงกำแพงตาชั้นนอกและกำแพงชั้นใน ในขณะที่พายุกำลังอยู่ในวัฏจักรการแทนที่กำแพงตา

วัฏจักรการแทนที่กำแพงตา[แก้]

ดูบทความหลักที่: วัฏจักรการแทนที่กำแพงตา

วัฏจักรการแทนที่กำแพงตา หรือเรียกอีกอย่างว่า วัฏจักรกำแพงตาร่วมศูนย์กลาง เป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นในพายุหมุนเขตร้อนที่มีความรุนแรง ซึ่งโดยทั่วไปแล้วพายุจะต้องมีความเร็วลมมากกว่า 185 กม./ชม. (115 ไมล์/ชม.) หรือเป็นพายุเฮอริเคนขนาดใหญ่ (ระดับ 3 หรือสูงกว่าตามมาตราเฮอริเคนแซฟเฟอร์–ซิมป์สัน) เมื่อพายุหมุนเขตร้อนถึงความรุนแรงที่ระดับนี้ และกำแพงตาได้หดตัวลงหรือมขนาดเล็กอย่างเพียงพออยู่แล้ว (ดูด้านบน) บางส่วนของแถบฝนรอบนอกอาจทวีกำลังแรงขึ้นและจัดระบบตัวเองเป็นวงแหวนพายุฟ้าคะนอง และเป็นกำแพงตาชั้นนอก ซึ่งจะเคลื่อนตัวเข้าประชิดกำแพงตาชั้นในอย่างช้า ๆ และแย่งชิงความชื้นและโมเมนตัมเชิงมุมที่จำเป็นต่อกำแพงตาชั้นในไปเป็นของตัวเอง ด้วยเหตุนี้ เนื่องจากบริเวณที่มีลมพัดแรงที่สุดของพายุหมุนเขตร้อนอยู่ในบริเวณกำแพงตาของพายุหมุน จึงทำให้พายุหมุนเขตร้อนอ่อนกำลังลงไปในระยะนี้ของวัฏจักร เนื่องจากกำแพงตาชั้นใน "ถูกอุดตัน" โดยกำแพงตาชั้นนอก จนเมื่อกำแพงตาชั้นนอกเข้าแทนที่กำแพงตาชั้นในโดยสมบูรณ์แล้ว พายุจึงจะสามารถทวีกำลังแรงขึ้นอีกครั้งหนึ่งได้[8]

การค้นพบกระบวนการนี้มีผลบางส่วนในการสิ้นสุดลงของโครงการสตอร์มฟิวรีเพื่อทดลองการปรับเปลี่ยนพายุเฮอริเคน โดยรัฐบาลสหรัฐ ซึ่งโครงการนี้ได้ทำการเร่งเร้าสภาพอากาศให้เกิดฝน (Cloud seeding) ที่ด้านนอกของกำแพงตา และได้ชัดแจ้งว่าเป็นสาเหตุทำให้เกิดการก่อตัวของกำแพงตาอันใหม่และการอ่อนกำลังลงของพายุ เมื่อได้ค้นพบแล้วว่ากระบวนการนี้เป็นกระบวนการตามธรรมชาติในการเปลี่ยนแปลงของพายุเฮอร์ริเคนเอง โครงการนี้จึงถูกล้มเลิกอย่างรวดเร็ว[8]

คูเมือง[แก้]

คูเมือง (Moat) ของพายุหมุนเขตร้อน คือ วงแหวนที่ชัดเจนด้านนอกของกำแพงตา หรือเป็นบริเวณที่อยู่ระหว่างกำแพงตาร่วมศูนย์กลางแต่ละกำแพง มีลักษณะเป็นการยุบตัวของชั้นบรรยากาศ นั่นคือ อากาศจะจมตัวลงอย่างช้า ๆ และมีปริมาณหยาดน้ำฟ้าเล็กน้อยหรือไม่มีเลย อากาศที่ไหลอยู่ในคูเมืองเป็นอิทธิพลจากผลของการสะสมของการขยายออกและการเฉือน คูเมืองระหว่างกำแพงตา เป็นบริเวณของพายุที่ความเร็วการหมุนของอากาศเปลี่ยนไปอย่างมาก ตามสัดส่วนจากระยะห่างของศูนย์กลางพายุ พื้นที่เหล่านี้เรียกอีกอย่างว่า rapid filamentation zones (โซนที่มีกระบวนการฟิลาเมนต์อย่างรวดเร็ว) โดยพื้นที่ดังกล่าวสามารถพบได้ใกล้กับกระแสวนใด ๆ ที่มีความรุนแรงเพียงพอ แต่จะพบได้ชัดเจนที่สุดในพายุหมุนเขตร้อนที่รุนแรง[15]

กลางกระแสวนกำแพงตา[แก้]

กลางกระแสวนสังเกตเห็นได้ภายในตาของพายุเฮอริเคนเอมิเลีย ไนปี พ.ศ. 2537

กลางกระแสวนกำแพงตา (Eyewall mesovortices) เป็นลักษณะของการหมุนรอบขนาดเล็ก ซึ่งพบได้ในกำแพงตาของพายุหมุนเขตร้อนที่มีความรุนแรง โดยหลักการแล้วคล้ายกับ "กระแสวนแบบท่อดูด" (suction vortices) ขนาดเล็กที่มักพบได้ในทอร์นาโดแบบหลายกระแสวน[16] ในกระแสวนเหล่านี้ ความเร็วลมอาจมากกว่าบริเวณใด ๆ ในกำแพงตา[17] กลางกระแสวนกำแพงตานั้นเป็นเรื่องปกติในระหว่างที่พายุหมุนเขตร้อนมีความรุนแรง[16]

กลางกระแสวนกำแพงตามักจะแสดงพฤติกรรมที่ผิดปกติในพายุหมุนเขตร้อน โดยพวกมันมักจะหมุนรอบศูนย์กลางความกดอากาศต่ำ แต่บางครั้งพวกมันก็ค้างอยู่กับที่ มีบันทึกข้อมูลว่ากลางกระแสวนกำแพงตานั้นมีการวางตัวอยู่ตามตาของพายุ ซึ่งปรากฏการณ์เหล่านี้ได้รับการบันทึกข้อมูลไว้ทั้งการสังเกต[18] การทดลอง[16] และตามหลักทฤษฎี[19]

กลางกระแสวนกำแพงยังเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดการก่อตัวขึ้นของทอร์นาโด หลังจากที่พายุหมุนเขตร้อนพัดขึ้นฝั่งแล้ว โดยกลางกระแสวนกำแพงสามารถเป็นแหล่งเกิด (spawn) ของการหมุนในแต่ละเซลล์การพาความร้อน หรืออากาศลอยตัวขึ้นข้างบน (เมโซไซโคลน) ได้ ซึ่งจะนำไปสู่กิจกรรมของทอร์นาโดได้ เมื่อพายุพัดชึ้นฝั่ง จะเกิดแรงเสียดทานขึ้นระหว่างการไหลเวียนของพายุหมุนเขตร้อนและแผ่นดิน ซึ่งสามารถทำให้กลางกระแสวน สามารถลงไปสู่พื้นผิวได้ และทำให้เกิดทอร์นาโดขึ้น[20] การไหลเวียนของทอร์นาโดเหล่านี้สามารถพบได้อย่างแพร่หลาย ภายในกำแพงตาของพายุหมุนเขตร้อนที่มีความรุนแรง แต่เป็นทอร์นาโดที่มีขนาดเล็กและมีระยะเวลาที่สั้น ทำให้สังเกตพบได้ไม่บ่อยครั้งนัก[21]

ปรากฏการณ์อัฒจันทร์[แก้]

ภาพมุมมองตาของพายุไต้ฝุ่นไมสัก จากสถานีอวกาศนานาชาติ เมื่อวันที่ 31 มีนาคม พ.ศ. 2558 แสดงให้เห็นถึงปรากฏการณ์อัฒจันทร์ที่ชัดเจน

ปรากฏการณ์อัฒจันทร์ (Stadium effect) เป็นปรากฏการณ์ที่พบได้ในพายุหมุนเขตร้อน และเป็นเหตุการณ์ที่ค่อนข้างปกติสำหรับพายุหมุนเขตร้อน ซึ่งเมฆของกำแพงตาจะโค้งขึ้นและออกจากตัวพายุหมุนไปที่พื้นผิวของบรรยากาศระดับบน ซึ่งทำให้ตาพายุดูคล้ายเป็นหลังคารูปทรงกลม (Dome) เปิดจากอากาศ คล้ายกับสนามกีฬา ตาพายุจะมีขนาดใหญ่กว่าในระดับบนของพายุเสมอ ส่วนด้านล่างที่สุดของตาพายุจะมีขนาดเล็กที่สุด เนื่องจากอากาศที่ยกตัวขึ้นในกำแพงตา ตามเส้นไอโซไลน์ของโมเมนตัมเชิงมุมเท่า ซึ่งจะทำให้กำแพงตานั้นเอียง (slope) ออกไปตามความสูง[22][23][24] ในพายุหมุนเขตร้อนที่มีตาขนาดเล็กมาก ความเอียงของปรากฏการณ์นี้จะเด่นชัดมาก

ลักษณะคล้ายตา[แก้]

โครงสร้างคล้ายตามักจะพบได้ในพายุหมุนเขตร้อน คล้ายกับตาที่เห็นได้ในพายุเฮอริเคนหรือพายุไต้ฝุ่น มันเป็นบริเวณที่เป็นวงกลมที่ศูนย์กลางการไหลเวียนของพายุ ซึ่งไม่มีการพาความร้อน ลักษณะคล้ายตาเหล่านี้มักพบได้ในพายุหมุนเขตร้อนที่มีกำลังเป็นพายุโซนร้อน หรือพายุเฮอริเคนระดับ 1 ตามมาตราเฮอริเคนแซฟเฟอร์–ซิมป์สัน ตัวอย่างเช่น ลักษณะคล้ายตาถูกพบในพายุเฮอริเคนเบตา เมื่อพายุมีความเร็วลมสูงสุดเพียง 80 กม./ชม. (50 ไมล์/ชม.) ซึ่งมีความรุนแรงต่ำกว่าพายุเฮอริเคน[25] โดยทั่วไปแล้วลักษณะแบบนี้จะไม่สามารถมองเห็นได้ในช่วงคลื่นที่มองเห็นได้หรือช่วงคลื่นอินฟราเรดจากอวกาศ โดยจะเห็นได้อย่างง่ายดายผ่านภาพถ่ายดาวเทียมช่วงคลื่นไมโครเวฟ[26] การพัฒนาของลักษณะคล้ายตาจะก่อตัวขึ้นในระดับกลางของชั้นบรรยากาศ คล้ายกับการก่อตัวของตาพายุที่สมบูรณ์ แต่ลักษณะคล้ายตานี้อาจถูกแทนที่ในแนวนอนเนื่องจากลมเฉือนแนวตั้งได้[27][28]

ภัย[แก้]

อากาศยานบินผ่านกำแพงตาของพายุ และเข้าสู่บริเวณที่สงบในตาพายุ

แม้ว่าตาพายุจะเป็นส่วนที่สงบที่สุดของพายุ เนื่องจากไม่มีลมที่ศูนย์กลาง และโดยทั่วไปท้องฟ้าจะปลอดโปร่ง แต่บริเวณเหนือมหาสมุทรอาจเป็นพื้นที่ที่อันตรายที่สุดได้ ในกำแพงตาของพายุ คลื่นที่ขับเคลื่อนด้วยลมทั้งหมดจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ในศูนย์กลางของตาคลื่นจะมาบรรจบกันจากทุกทิศทุกทาง และจะก่อตัวขึ้นเป็นยอดคลื่นที่ปกติ ซึ่งสามารถกลายเป็นคลื่นยักษ์ได้ ความสูงที่สุดของคลื่นจากพายุเฮอริเคนนั้นยังไม่เป็นที่ทราบ แต่จากการวัดในพายุเฮอริเคนไอแวน ซึ่งเป็นพายุเฮอริเคนระดับ 4 มีการประมาณว่าคลื่นบริเวณใกล้กับกำแพงตานั้นสูงเกิน 40 เมตร (130 ฟุต) นับจากยอดคลื่นไปจนถึงท้องคลื่น[29]

ข้อผิดพลาดโดยทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณที่พบพายุหมุนเขตร้อนได้น้อย สำหรับการที่ผู้อาศัยที่จะออกจากบ้านเรือนของพวกเขา ไปสำรวจความเสียหายของทรัพย์สิน ขณะที่ศูนย์กลางของพายุที่สงบกำลังปกคลุมอยู่ จากนั้นพวกเขาจะถูกโจมตีโดยลมพัดอย่างรุนแรงในกำแพงตาฝั่งตรงข้าม[30]

พายุหมุนอื่น[แก้]

พายุหิมะในทวีปอเมริกาเหนือ พ.ศ. 2549 เป็นพายุหมุนนอกเขตร้อนที่แสดงให้เห็นถึงโครงสร้างคล้ายตา เมื่อพายหมุนนอกเขตร้อนมีกำลังสูงสุด ทางตะวันออกของคาบสมุทรเดลมาร์วา
ดูบทความหลักที่: พายุหมุน

แม้ว่าจะมีเพียงพายุหมุนเขตร้อนที่มีโครงสร้างที่เรียกว่า "ตา" อย่างเป็นทางการ แต่ระบบลมฟ้าอากาศอื่น ๆ ที่สามารถแสดงลักษณะที่คล้าย ๆ กันนี้ได้[1][31]

ความกดอากาศต่ำขั้วโลก[แก้]

ความกดอากาศต่ำขั้วโลก (Polar low) เป็นระบบลมฟ้าอากาศในระดับภูมิภาค โดยทั่วไปแล้วจะมีขนาดเล็กกว่า 1,000 กม. (600 ไมล์) พบได้ใกล้กับขั้วโลก เหมือนกับพายุหมุนเขตร้อน ความกดอากาศต่ำจะก่อตัวขึ้นเหนือน้ำที่ค่อนข้างอุ่น และสามารถมีการพาความร้อนและลมที่เร็วในระดับพายุ (gale) หรือมากกว่าได้ ซึ่งจะแตกต่างจากธรรมชาติของพายุหมุนในเขตร้อน อย่างไรก็ตาม ความกดอากาศต่ำเหล่านี้สามารถพัฒนาขึ้นในอุณหภูมิที่เย็นกว่า และที่ละติจูดสูงกว่ามากได้ ความกดอากาศต่ำเหล่านี้จะมีขนาดเล็ก และมีอายุสั้นกว่า โดยมีเพียงไม่กี่ระบบเท่านั้นที่มีอายุเกินหนึ่งวัน ถึงแม้ว่าจะมีความแตกต่างเหล่านี้ ระบบความกดอากาศต่ำขั้วโลกนี้สามารถมีโครงสร้างที่คล้ายกับพายุหมุนเขตร้อนได้ โดยมีตาที่ปลอดโปร่งล้อมรอบด้วยกำแพงตา และแถบฝนหรือแถบหิมะ[32]

พายุหมุนนอกเขตร้อน[แก้]

พายุหมุนนอกเขตร้อน (Extratropical cyclone) เป็นหย่อมความกดอากาศต่ำ ซึ่งมีขอบเขตของมวลอากาศที่แตกต่างกัน พายุเกือบทั้งหมดที่พบในละติจูดกลางนั้นเป็นพายุนอกเขตร้อนในธรรมชาติ รวมไปถึงพายุนอร์อีสเทิร์นทวีปอเมริกาเหนือและพายุลมทวีปยุโรปด้วย ความรุนแรงที่สุดของพายุเหล่านี้ สามารถมี "ตา" ที่ปลอดโปร่งได้ด้วย ในบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำที่สุด แม้ว่ามันจะถูกล้อมรอบด้วยเมฆที่ต่ำกว่า และไม่มีการพาความร้อนในเมฆ และพบได้ใกล้กับด้านหลังปลายพายุ[33]

พายุหมุนกึ่งเขตร้อน[แก้]

พายุหมุนกึ่งเขตร้อน (Subtropical cyclone) เป็นหย่อมความกดอากาศต่ำที่มีลักษณะของพายุหมุนนอกเขตร้อนบางส่วน และมีลักษณะของพายุหมุนเขตร้อนบางส่วน เช่นนี้ พายุหมุนกึ่งเขตร้อนจึงอาจมีตาพายุขณะที่ไม่ได้เป็นพายุหมุนเขตร้อนตามธรรมชาติอย่างแท้จริง พายุหมุนกึ่งเขตร้อนสามารถเป็นอันตรายได้อย่างมาก และทำให้เกิดลมแรง และคลื่นสูง และมักกลายเป็นพายุหมุนเขตร้อนอย่างเต็มรูปแบบ ด้วยเหตุนี้ ศูนย์เฮอริเคนแห่งชาติจึงได้เริ่มติดตามพายุหมุนกึ่งเขตร้อนนี้ด้วย และใช้การตั้งชื่อแบบเดียวกับพายุหมุนเขตร้อนในปี พ.ศ. 2545[34]

ทอร์นาโด[แก้]

ทอร์นาโด (Tornado) เป็นพายุขนาดเล็กที่มีอำนาจการทำลายล้าง ซึ่งสร้างความเร็วลมที่พัดเร็วที่สุดในโลก ทอร์นาโดมีสองประเภทหลัก ได้แก่ ทอร์นาโดแบบกระแสวนเดี่ยว (Single-vortex tornado) ซึ่งมีการหมุนในแนวตั้งแบบเดี่ยวของอากาศ และทอร์นาโดแบบหลายกระแสวน (Multiple-vortex tornado) ซึ่งประกอบด้วย "กระแสวนแบบดูด" ขนาดเล็ก คล้ายกับทอร์นาโดขนาดเล็ก ซึ่งทั้งหมดจะหมุนรอบศูนย์กลางร่วม ทอร์นาโดทั้งสองประเภทนี้ ตามทฤษฏีระบุว่าทอร์นาโดมีศูนย์กลางของพายุที่สงบ ซึ่งทฤษฏีเหล่านี้ได้รับการสนับสนุนจากการสังเกตความเร็วลมโดยเรดาร์ตรวจอากาศดอปเพลอร์[35][36]

กระแสวนนอกโลก[แก้]

พายุคล้ายพายุหมุนเขตร้อนที่ขั้วใต้ของดาวเสาร์ มีกำแพงตาสูงสิบกิโลเมตร
ดูเพิ่มเติมที่: กระแสวนนอกโลก

นาซาเคยรายงานเมื่อเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2549 ว่ายานอวกาศกัสซีนีสังเกตพบพายุ "คล้ายเฮอริเคน" ที่ขั้วใต้ของดาวเสาร์ พร้อมกับกำแพงตาที่แจ่มชัด การสังเกตนี้มีความโดดเด่นเป็นพิเศษ เนื่องจากไม่เคยมีการสังเกตพบเมฆในกำแพงตาพายุบนดาวเคราะห์ดวงในนอกจากโลก (รวมถึงความล้มเหลวในการสังเกตกำแพงตาในจุดแดงใหญ่ของดาวพฤหัสบดีโดยยานอวกาศกาลิเลโอ)[37] ในปี พ.ศ. 2550 มีกระแสวนขนาดใหญ่มากเกิดขึ้นในขั้วทั้งสองของดาวศุกร์ ซึ่งถูกสังเกตพบโดยภารกิจวีนัส เอ็กซ์เพรสส์ขององค์การอวกาศยุโรป ซึ่งมีโครงสร้างแบบตาสองขั้ว (dipole eye)[38]

ดูเพิ่ม[แก้]

อ้างอิง[แก้]

  1. 1.0 1.1 1.2 Landsea, Chris; Goldenberg, Stan (2012-06-01). "A: Basic definitions". In Dorst, Neal. Frequently Asked Questions (FAQ). 4.5. Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory. pp. A11: What is the 'eye'?.
  2. Landsea, Chris; Goldenberg, Stan (2012-06-01). "A: Basic definitions". In Dorst, Neal. Frequently Asked Questions (FAQ). 4.5. Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory. pp. A9: What is a "CDO"?.
  3. Webmaster (2010-01-05). "Tropical Cyclone Structure". JetStream – Online School for Weather. National Weather Service. สืบค้นเมื่อ 2006-12-14.
  4. Landsea, Chris; Goldenberg, Stan (2012-06-01). "A: Basic definitions". In Dorst, Neal. Frequently Asked Questions (FAQ). 4.5. Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory. pp. A7: What is an extra-tropical cyclone?. Archived from the original on 2006-06-15.
  5. Velden, Christopher S.; Olander, Timothy L.; Zehr, Raymond M. (1998). "Development of an Objective Scheme to Estimate Tropical Cyclone Intensity from Digital Geostationary Satellite Infrared Imagery". Weather and Forecasting. American Meteorological Society. 13 (1): 172–173. Bibcode:1998WtFor..13..172V. doi:10.1175/1520-0434(1998)013<0172:DOAOST>2.0.CO;2.
  6. Schubert, Wayne H.; และคณะ (1999). "Polygonal Eyewalls, Asymmetric Eye Contraction, and Potential Vorticity Mixing in Hurricanes" (PDF). Journal of the Atmospheric Sciences. American Meteorological Society. 59 (9): 1197–1223. Bibcode:1999JAtS...56.1197S. doi:10.1175/1520-0469(1999)056<1197:PEAECA>2.0.CO;2.
  7. Beven, Jack (2005-10-08). Hurricane Wilma Discussion Number 14 (รายงาน). Hurricane Wilma Advisory Archive. National Hurricane Center. http://www.nhc.noaa.gov/archive/2005/dis/al242005.discus.014.shtml?. เรียกข้อมูลเมื่อ 2013-05-06. 
  8. 8.0 8.1 8.2 Landsea, Chris; Goldenberg, Stan (2012-06-01). "D: Tropical cyclone winds and energy". In Dorst, Neal. Frequently Asked Questions (FAQ). 4.5. Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory. pp. D8: What are "concentric eyewall cycles" … ?. Archived from the original on 2006-06-15.
  9. Evans, Bill. It's Raining Fish and Spiders. Hurricane Extremes: Google Ebooks. สืบค้นเมื่อ 20 August 2015.
  10. A Dictionary of Weather. Weather Records: Storm Dunlop. สืบค้นเมื่อ 20 August 2015.
  11. Beven, Jack; Cobb, Hugh (2003). Hurricane Isabel: 6-19 September 2003 (Tropical Cyclone Report). National Hurricane Center. Archived from the original on 14 November 2013. https://web.archive.org/web/20131114014935/http://www.nhc.noaa.gov/2003isabel.shtml. เรียกข้อมูลเมื่อ 2013-05-06. 
  12. 12.0 12.1 12.2 12.3 Vigh, Jonathan (2006). Formation of the Hurricane Eye (PDF). 27th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology. Monterey, California: American Meteorological Society. สืบค้นเมื่อ 2013-05-07.
  13. Gutro, Rob (2005-06-08). "Ozone Levels Drop When Hurricanes Are Strengthening" (Press release). NASA. Archived from the original on 2012-11-05. สืบค้นเมื่อ 2013-05-06.
  14. Knapp, Kenneth R.; C. S. Velden; A. J. Wimmers (2018). "A Global Climatology of Tropical Cyclone Eyes". Mon. Wea. Rev. 146 (7): 2089–2101. Bibcode:2018MWRv..146.2089K. doi:10.1175/MWR-D-17-0343.1.
  15. Rozoff, Christopher M.; Schubert, Wayne H.; McNoldy, Brian D.; Kossin, James P. (2006). "Rapid filamentation zones in intense tropical cyclones". Journal of the Atmospheric Sciences. American Meteorological Society. 63 (1): 325–340. Bibcode:2006JAtS...63..325R. doi:10.1175/JAS3595.1.
  16. 16.0 16.1 16.2 Montgomery, Michael T.; Vladimirov, Vladimir A.; Denissenko, Peter V. (2002). "An experimental study on hurricane mesovortices" (PDF). Journal of Fluid Mechanics. Cambridge University Press. 471: 1–32. Bibcode:2002JFM...471....1M. doi:10.1017/S0022112002001647.
  17. Aberson, Sim D.; Black, Michael L.; Montgomery, Michael T.; Bell, Michael (2004). A Record Wind Measurement in Hurricane Isabel: Direct Evidence of an Eyewall Mesocyclone? (PDF). 26th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology. Miami, Florida: American Meteorological Society. สืบค้นเมื่อ 2013-05-07.
  18. Kossin, James P.; McNoldy, Brian D.; Schubert, Wayne H. (2002). "Vortical swirls in hurricane eye clouds". Monthly Weather Review. American Meteorological Society. 130 (12): 3144–3149. Bibcode:2002MWRv..130.3144K. doi:10.1175/1520-0493(2002)130<3144:VSIHEC>2.0.CO;2.
  19. Kossin, James. P.; Schubert, Wayne H. (2001). "Mesovortices, polygonal flow patterns, and rapid pressure falls in hurricane-like vortices". Journal of the Atmospheric Sciences. American Meteorological Society. 58 (15): 2196–2209. Bibcode:2001JAtS...58.2196K. doi:10.1175/1520-0469(2001)058<2196:MPFPAR>2.0.CO;2.
  20. Wright, John E.; Bennett, Shawn P. (2009-01-16). "Meso-Vorticies Observed By WSR-88D In The Eye" (Press release). National Weather Service. สืบค้นเมื่อ 2013-05-07.
  21. Wu, Liguang; Q. Liu; Y. Li (2018). "Prevalence of tornado-scale vortices in the tropical cyclone eyewall". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 115 (33): 8307–8310. doi:10.1073/pnas.1807217115.
  22. Hawkins, Harry F.; Rubsam, Daryl T. (1968). "Hurricane Hilda, 1964: II. Structure and budgets of the hurricane on October 1, 1964". Monthly Weather Review. American Meteorological Society. 96 (9): 617–636. Bibcode:1968MWRv...96..617H. doi:10.1175/1520-0493(1968)096<0617:HH>2.0.CO;2.
  23. Gray, W. M.; Shea, D. J. (1973). "The hurricane's inner core region: II. Thermal stability and dynamic characteristics". Journal of the Atmospheric Sciences. American Meteorological Society. 30 (8): 1565–1576. Bibcode:1973JAtS...30.1565G. doi:10.1175/1520-0469(1973)030<1565:THICRI>2.0.CO;2.
  24. Hawkins, Harry F.; Imbembo, Stephen M. (1976). "The structure of a Small, Intense Hurricane—Inez 1966". Monthly Weather Review. American Meteorological Society. 104 (4): 418–442. Bibcode:1976MWRv..104..418H. doi:10.1175/1520-0493(1976)104<0418:TSOASI>2.0.CO;2.
  25. Beven, John L. (2005-10-27). Tropical Storm Beta Discussion Number 3 (รายงาน). Hurricane Beta Advisory Archive. National Hurricane Center. http://www.nhc.noaa.gov/archive/2005/dis/al262005.discus.003.shtml. เรียกข้อมูลเมื่อ 2013-05-07. 
  26. Marks, Frank D.; Stewart, Stacy R. (2001) (PDF). TRMM Satellite Data - Applications to Tropical Cyclone Analysis and Forecasting (Presentation). TRMM Workshops. Boulder, Colorado: University Corporation for Atmospheric Research. pp. 7–25. Archived on 2014-01-22. Error: If you specify |archivedate=, you must also specify |archiveurl=. http://www.isse.ucar.edu/trmm/presentations/marks.pdf. เรียกข้อมูลเมื่อ 2013-05-07. 
  27. "STORM project" (Press release). National Weather Service. สืบค้นเมื่อ 2008-03-12.
  28. Brown, Daniel; Roberts, Dave. "Interpretation of passive microwave imagery" (Press release). National Oceanic and Atmospheric Administration. สืบค้นเมื่อ 2008-03-12.
  29. Wang, David W.; Mitchell, Douglas A.; Teague, William J.; Jarosz, Ewa; Hulbert, Mark S. (2005). "Extreme Waves Under Hurricane Ivan". Science. American Association for the Advancement of Science. 309 (5736): 896. doi:10.1126/science.1112509. PMID 16081728.
  30. Webmaster (2010-01-05). "Tropical Cyclone Safety". JetStream – Online School for Weather. National Weather Service. สืบค้นเมื่อ 2006-08-06.
  31. Glossary of Meteorology Archived 2012-02-11 at the Wayback Machine.. American Meteorological Society. Accessed 2008-10-10.
  32. National Snow and Ice Data Center. "Polar Lows". สืบค้นเมื่อ 2007-01-24.
  33. Maue, Ryan N. (2006-04-25). "Warm seclusion cyclone climatology". American Meteorological Society Conference. สืบค้นเมื่อ 2006-10-06.
  34. Cappella, Chris (April 22, 2003). "Weather Basics: Subtropical storms". USA Today. สืบค้นเมื่อ 2006-09-15.
  35. Monastersky, R. (May 15, 1999). "Oklahoma Tornado Sets Wind Record". Science News. สืบค้นเมื่อ 2006-09-15.
  36. Justice, Alonzo A. (May 1930). "Seeing the Inside of a Tornado" (PDF). Monthly Weather Review. pp. 205–206. สืบค้นเมื่อ 2006-09-15.
  37. "NASA Sees into the Eye of a Monster Storm on Saturn". NASA. 2006-11-09. Archived from the original on October 5, 2011. สืบค้นเมื่อ November 10, 2006.
  38. Piccioni, G.; และคณะ (2007-11-29). "South-polar features on Venus similar to those near the north pole". Nature. 450 (7170): 637–40. Bibcode:2007Natur.450..637P. doi:10.1038/nature06209. PMID 18046395.