น่าแปลกใจที่พายุฝนฟ้าคะนองจะมีผลในเชิงบวกบางประการแม้ว่าผลกระทบด้านลบของพายุฝนฟ้าคะนองจะก่อให้เกิดความเสียหาย
พายุฝนฟ้าคะนองเป็นปรากฏการณ์ความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศที่รุนแรง ซึ่งเกิดขึ้นได้ทั่วทุกมุมโลก แม้ว่าจะเกิดขึ้นน้อยกว่าในขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ก็ตาม จากการศึกษาพบว่ามีพายุฝนฟ้าคะนองที่สงบนิ่งอยู่ประมาณ 1800 ลูกในแต่ละช่วงเวลา และมีพายุฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้นทั้งหมด 16 ล้านลูกต่อปี
พายุฝนฟ้าคะนองคืออะไร?
พายุฝนฟ้าคะนองเป็นสภาวะอากาศรุนแรงที่มีลมแรงจัด พร้อมด้วยเสียงฟ้าร้องและฟ้าผ่าอย่างรุนแรง เรียกอีกอย่างว่าพายุฟ้าผ่าหรือพายุไฟฟ้า พายุฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้นได้ในทุกส่วนของโลก แม้ว่าจะเกิดขึ้นน้อยในแถบขั้วโลก แต่เขตร้อนเป็นบริเวณที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนองได้บ่อยที่สุด
พายุฝนฟ้าคะนองสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ได้ โดยในอดีตจะแบ่งเป็นพายุฝนฟ้าคะนองในพื้นที่ พายุฝนฟ้าคะนองจากแนวปะทะ หรือพายุฝนฟ้าคะนองจากภูมิประเทศแต่ในปัจจุบัน พายุฝนฟ้าคะนองจะถูกแบ่งประเภทตามลักษณะของพายุ ได้แก่ พายุฝนฟ้าคะนองแบบแยกเดี่ยว (หรือที่เรียกว่าพายุฝนฟ้าคะนองจากมวลอากาศหรือพายุฝนฟ้าคะนองในพื้นที่) พายุฝนฟ้าคะนองแบบหลายเซลล์ และพายุซูเปอร์เซลล์
พายุฝนฟ้าคะนองจะถูกจัดว่าอันตรายเมื่อความเร็วลมถึงหรือเกิน 58 ไมล์ต่อชั่วโมง โดยปกติแล้วพายุฝนฟ้าคะนองมักมาพร้อมกับฝนตกหนัก ลูกเห็บ และบางครั้งอาจมีพายุทอร์นาโดเกิดขึ้นเมื่อกระแสลมหมุนวนมีความรุนแรงและทรงพลังพายุฝนฟ้าคะนองมักเกิดขึ้นบ่อยที่สุดในฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อนในช่วงบ่ายและเย็นแต่ก็สามารถเกิดขึ้นได้ตลอดทั้งปี
สาเหตุของพายุฝนฟ้าคะนอง
พายุฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันของปัจจัยต่างๆ
เมื่อโลกได้รับความร้อนจากแสงแดด อากาศอุ่นจะลอยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ และกระแสลมร้อนที่พัดเข้าสู่บริเวณที่เย็นกว่าอย่างรวดเร็วจะมาพร้อมกับการเคลื่อนตัวของอากาศที่เย็นกว่าไปยังระดับความสูงที่ต่ำกว่า เมฆคิวมูโลนิมบัสจะก่อตัวขึ้นเมื่อความชื้นในส่วนลอยขึ้นควบแน่น
ความไม่สมดุลและความปั่นป่วนในบรรยากาศนี้มาพร้อมกับการก่อตัวของประจุไฟฟ้าบนอนุภาคเมฆ (น้ำแข็งและหยดน้ำ) การชนกันของแสงเป็นผลจากการสะสมของประจุเหล่านี้ ฟ้าแลบผ่านอากาศอย่างรวดเร็วจนทำให้เกิดฟ้าผ่าที่เรียกว่าฟ้าร้อง
พายุฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้นจากความร้อนแฝงที่เกิดขึ้นเมื่อไอน้ำควบแน่นเป็นหลัก วงจรชีวิตของเมฆฝนฟ้าคะนองมีสามระยะ คือ ระยะ แรกคือระยะคุมูลัส ระยะที่สองคือระยะเจริญเติบโต และระยะสุดท้ายคือระยะสลายตัว
ระยะแรกเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของเมฆคิวมูลัสตามที่อธิบายไว้ข้างต้น ในระยะนี้รูปหยดน้ำฝนขนาดเล็กแต่ไม่สามารถสัมผัสพื้นได้เนื่องจากการลอยขึ้นของอากาศ หยดที่เล็กกว่าจะรวมกันเป็นหยดขนาดใหญ่
เมื่อหยดน้ำมีความหนาแน่นและหนักพอที่จะตกลงสู่พื้น พายุฝนฟ้าคะนองได้เข้าสู่ระยะของการสุกเต็มที่ ณ จุดนี้ ในช่วงที่โตเต็มที่ ปริมาณน้ำฝนที่ตกหนักที่สุดและเฮลตกลงมาจากก้อนเมฆ พายุฝนฟ้าคะนองจะยังคงเติบโตต่อไปตราบเท่าที่มีลมอุ่นพัดเข้ามา แต่เมื่ออุปทานไม่เพียงพอ พายุก็เริ่มตายและเข้าสู่ระยะการกระจาย
ในระยะการกระจาย ลมที่พัดผ่านจะอ่อนมาก และพายุฝนฟ้าคะนองจะช้าลงและหมดไป เหลือเพียงก้อนเมฆเล็กๆ
ผลกระทบเชิงบวกและเชิงลบของพายุฝนฟ้าคะนอง
ผลกระทบจากพายุฝนฟ้าคะนอง เช่นเดียวกับภัยพิบัติทางธรรมชาติ อื่นๆ มีทั้งด้านบวกและด้านลบต่อสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิตบนโลก
ผลบวก
ผลกระทบเชิงบวกบางประการ ได้แก่
1. การผลิตไนโตรเจน
นี่เป็นหนึ่งในผลกระทบที่สำคัญที่สุดของพายุฝนฟ้าคะนองที่มีต่อธรรมชาติสำหรับพายุฝนฟ้าคะนองซึ่งเป็นเส้นทางธรรมชาติสำหรับการผลิตไนโตรเจนซึ่งจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช เมื่อสายฟ้าแลบผ่านชั้นบรรยากาศ มันจะแยกโมเลกุลไนโตรเจนออกจากกัน ดังนั้นจึงสร้างห้องสำหรับให้พวกมันทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างไนโตรเจนออกไซด์ จากนั้นฝนจะละลายพวกมันเป็นไนเตรตและพาพวกมันลึกลงไปในดิน ซึ่งจะทำให้ดินอุดมสมบูรณ์สำหรับการเจริญเติบโตของพืช
2. การผลิตโอโซน
หนึ่งในผลดีของการเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง คือ การสร้างโอโซนโอโซนเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในการปกป้องโลกจากรังสีคอสมิกที่เป็นอันตรายจากดวงอาทิตย์ การปล่อยประจุไฟฟ้าจากฟ้าผ่าจะสร้างสารประกอบที่เรียกว่าสารประกอบไนโตรเจน-ออกซิเจน หรือที่เรียกว่าไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างโอโซน การก่อตัวของโอโซนใกล้พื้นผิวโลกยังเป็นสาเหตุของกลิ่นสดชื่นที่สังเกตได้ในบรรยากาศหลังฟ้าผ่าอีกด้วย
3. เติมอ่างเก็บน้ำน้ำบาดาล
พายุฝนฟ้าคะนองทำให้ปริมาณน้ำฝนเพียงพอเพื่อเติมเต็มตารางน้ำประจำตำแหน่ง ตารางน้ำเป็นแหล่งน้ำจืดที่สำคัญ น้ำของมันมีความปลอดภัยสำหรับการดื่มเนื่องจากได้รับการทำให้บริสุทธิ์เมื่อผ่านชั้นดินที่มีรูพรุนและสามารถนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ เช่น เช่น รดน้ำสวน ไร่ ประปาเพื่ออุตสาหกรรม ฯลฯ
4. เพื่อรักษาสมดุลไฟฟ้าของโลก
พายุฝนฟ้าคะนองช่วยรักษาสมดุลทางไฟฟ้าของโลกโลกมีประจุลบและชั้นบรรยากาศมีประจุบวก พายุฝนฟ้าคะนองช่วยถ่ายโอนประจุลบจากชั้นบรรยากาศลงสู่โลก มีกระแสอิเล็กตรอนไหลขึ้นจากพื้นผิวโลกอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา พายุฝนฟ้าคะนองช่วยถ่ายโอนประจุลบกลับลงสู่โลก (โดยทั่วไปแล้วฟ้าผ่าจะมีประจุลบ)
ผลเชิงลบ
ผลกระทบด้านลบบางประการของพายุทอร์นาโด ได้แก่
1. ความตายโดยสายฟ้าฟาด
พายุฝนฟ้าคะนองเป็นอันตรายอย่างยิ่งเนื่องจากก่อให้เกิดฟ้าผ่าที่คร่าชีวิตผู้คนประมาณ 75-100 คนต่อปีในสหรัฐอเมริกา และบาดเจ็บประมาณ 3000 คน ผลกระทบจากพายุฝนฟ้าคะนองนี้ไม่น่าจะเป็นไปได้สูงหากอยู่แต่ในบ้าน
2. น้ำท่วมฉับพลัน
นี่คือหนึ่งในผลกระทบด้านลบที่สำคัญของพายุฝนฟ้าคะนองต่อสังคม พายุฝนฟ้าคะนองสามารถก่อให้เกิดน้ำท่วมฉับพลันซึ่งอาจพัดพารถยนต์ไป อุดตันทางระบายน้ำ และบ้านเรือน ทำลายพืชผลทางการเกษตร ฯลฯ เหตุการณ์นี้มักเกิดขึ้นในเวลากลางคืน มีการประมาณการว่าคร่าชีวิตผู้คนประมาณ 140 คนต่อปี ทำให้เป็นหนึ่งในผลกระทบที่ร้ายแรงที่สุดของพายุฝนฟ้าคะนอง
3. ลูกเห็บ
ลูกเห็บเป็นเหตุการณ์ที่อาจเกิดขึ้นได้ในกรณีที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนองและเป็นผลกระทบที่สำคัญของพายุฝนฟ้าคะนองเนื่องจากพายุฝนฟ้าคะนองสร้างบรรยากาศที่เหมาะสมสำหรับการเกิดขึ้น ลูกเห็บขนาดใหญ่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงถึง 100 ไมล์ต่อชั่วโมงและสามารถฆ่าสัตว์ป่า ทำลายโรงแก้ว ฉากในรถ ฯลฯ เป็นที่ทราบกันดีว่าลูกเห็บสร้างความเสียหายแก่ทรัพย์สินและพืชผลมูลค่าเกือบ 1 พันล้านดอลลาร์ต่อปี
4. พายุทอร์นาโด
พายุทอร์นาโดเป็นพายุหมุนรุนแรงที่มีลมแรงถึง 200 ไมล์ต่อชั่วโมง สามารถทำลายอาคารหลายร้อยหลัง พื้นที่เกษตรกรรม ถนน โกดัง สถานประกอบการ ฯลฯ ได้ในคราวเดียว ทำให้เกิดความเสียหายทางเศรษฐกิจมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์ โดยเฉลี่ยแล้วมีผู้เสียชีวิต 80 รายและบาดเจ็บ 1500 รายต่อปี สาเหตุการเสียชีวิตส่วนใหญ่เกิดจากผู้คนเลือกที่จะไม่ไปหลบภัยในสถานที่ปลอดภัย แต่กลับอยู่แต่ในบ้านและรถยนต์ของตนเอง
5. ความเสียหายจากลม
ลมพายุฝนฟ้าคะนองอาจเกิน 100 ไมล์ต่อชั่วโมง ดังนั้นจึงสามารถทุบรั้ว ย้ายหลังคาอาคาร สร้างความเสียหายให้กับพื้นที่ทำการเกษตร ฯลฯ นี่เป็นผลกระทบจากพายุฝนฟ้าคะนองที่เกิดขึ้นบ่อยครั้ง และต้องมีมาตรการป้องกันไว้ก่อนเพื่อไม่ให้ตกเป็นเหยื่อของทรัพย์สิน การทำลาย.
6. ไฟป่า
ไฟป่าเป็นหนึ่งในผลกระทบหลักของพายุฝนฟ้าคะนอง เป็นที่ทราบกันดีว่าฟ้าผ่าเป็นสาเหตุของไฟป่าถึงหนึ่งในสี่ของไฟป่าทั้งหมดในรัฐโคโลราโดในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองแบบแห้ง พายุฝนฟ้าคะนองแบบแห้งจะมีปริมาณน้ำฝนน้อย แต่มีฟ้าผ่ามากและลมแรง ซึ่งจะทำให้สารอินทรีย์แห้งติดไฟ และลมจะพัดโหมกระหน่ำทำให้ไฟลุกลามใหญ่โต นักดับเพลิงพบว่าการดับไฟในสภาพบรรยากาศเช่นนี้เป็นเรื่องยากเนื่องจากลมแรง
ผลกระทบของพายุฝนฟ้าคะนอง – คำถามที่พบบ่อย
พายุฝนฟ้าคะนองส่งผลกระทบต่อปริมาณน้ำฝนอย่างไร
พายุฝนฟ้าคะนองส่งผลกระทบต่อปริมาณน้ำฝนเมื่อมีการปล่อยฟ้าผ่า จากการใช้การวัดการสะท้อนด้วยเรดาร์ พบว่าบริเวณที่เกิดแสงแฟลชจะเกิด "Rain Gush" มวลของหยดน้ำจะเพิ่มขึ้นมากถึง 100 มม. จึงทำให้ปริมาณน้ำฝนเพิ่มขึ้น
เราสามารถผลิตไฟฟ้าจากพายุฝนฟ้าคะนองได้หรือไม่?
นักวิทยาศาสตร์ได้ประมาณการว่าเมฆฝนฟ้าคะนองมีพลังงานศักย์เป็นกิกะโวลท์ที่สามารถจ่ายไฟให้กับเมืองนิวยอร์กได้เป็นเวลา 26 นาที แสงไฟแฟลชโดยเฉลี่ยสามารถให้พลังงานแก่หลอดไฟ 100 วัตต์ได้นานกว่า 3 เดือน
ตั้งแต่ปี 1980 มีการวิจัยมากมายที่รู้ว่าพลังงานจากการปล่อยฟ้าผ่าสามารถเก็บเกี่ยวและจัดเก็บได้หรือไม่ ในการดักจับพลังงานที่ปล่อยออกมาจากแสงแฟลช โรงงานจะต้องสามารถจับสลักเกลียวที่ให้แสงสว่างที่มีพลังงานสูง และลดแรงดันไฟฟ้าลงเพื่อการจัดเก็บในแบตเตอรี่อย่างมีประสิทธิภาพ
กลุ่มอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าสามารถใช้เพื่อสร้างพลังงานจากการถูกฟ้าผ่า โดยการแปลงเป็นพลังงานความร้อนหรือพลังงานกล นอกจากนี้ ตัวเหนี่ยวนำยังสามารถใช้เพื่อดักจับพลังงานการลดน้ำหนักในปริมาณที่ปลอดภัยเมื่อเว้นระยะห่างอย่างมีประสิทธิภาพ