นักอุตุนิยมวิทยาแยกฝนจากหิมะอย่างไร

นักอุตุนิยมวิทยาเป็นผู้เชี่ยวชาญที่ใช้วิทยาศาสตร์ในการคาดการณ์สภาพอากาศ หนึ่งในปรากฏการณ์ทางอากาศที่พวกเขามักจะพยากรณ์คือการตก โดยเฉพาะฝนและหิมะ พวกเขารู้ได้อย่างไรว่าจะมีฝนหรือหิมะ? และพวกเขาแยกแยะความแตกต่างระหว่างการตกสองประเภทนี้ได้อย่างไร? มาสำรวจวิธีที่นักอุตุนิยมวิทยาจัดการกับการพยากรณ์การตกกันเถอะ

การเก็บข้อมูลสภาพอากาศ

นักอุตุนิยมวิทยาเริ่มต้นด้วยการเก็บข้อมูลจากหลายแหล่ง มีสถานีอากาศทั่วประเทศที่บอกพวกเขาเกี่ยวกับอุณหภูมิ ความชื้น ความกดอากาศ ความเร็วลม และทิศทางลมในสถานที่ต่างๆ ในสหรัฐอเมริกา การอ่านสภาพอากาศส่วนใหญ่มาจากสถานีสังเกตการณ์พื้นผิวอัตโนมัติ (ASOS) ที่ตั้งอยู่ส่วนใหญ่ที่สนามบิน

แหล่งที่มาของภาพ: Famartin, CC BY-SA 3.0, ผ่าน Wikimedia Commons

ผู้เชี่ยวชาญด้านสภาพอากาศดูการอ่านอุณหภูมิจากเทอร์โมมิเตอร์บนพื้นดินและความชื้นของอากาศใกล้พื้นดิน พวกเขายังดูการเปลี่ยนแปลงในประเภทของการตกที่เกิดขึ้นตามที่เห็นโดยคนบนพื้นดิน การวิเคราะห์ข้อมูลสภาพอากาศช่วยตรวจสอบและปรับปรุงการพยากรณ์ฝนหรือหิมะตามการวิเคราะห์อุณหภูมิที่ระดับความสูงต่างๆ

นักอุตุนิยมวิทยายังใช้เรดาร์อากาศที่สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างฝน หิมะ และการตกผสม:

• ฝน. ฝนมักปรากฏเป็นพื้นที่ของสัญญาณที่เรียบหรือราบเรียบบนหน้าจอเรดาร์
• ฝนและหิมะผสม. เมื่อมีทั้งฝนและหิมะในที่เดียวกัน เรดาร์สามารถแสดงสัญญาณผสมของฝนและหิมะ
• หิมะ. หิมะมักทำให้สัญญาณเรดาร์อ่อนกว่าฝน สัญญาณเรดาร์จากหิมะอาจไม่เรียบและเปลี่ยนแปลงมากขึ้นเนื่องจากขนาดและรูปร่างที่แตกต่างกันของ เกล็ดหิมะ

ดาวเทียมอากาศยังช่วยโดยการถ่ายภาพและข้อมูลจากอวกาศเพื่อติดตามเมฆ พายุ และการเปลี่ยนแปลงระดับความร้อนในพื้นที่กว้าง โดยการดูภาพเหล่านี้ ผู้เชี่ยวชาญสามารถระบุประเภทของเมฆที่ทำให้เกิดฝนหรือหิมะและติดตามการเปลี่ยนแปลงของเมฆเมื่อเวลาผ่านไป

แหล่งที่มาของภาพ: NASA

น้ำในเมฆและการมีอยู่ของอนุภาคน้ำแข็งในนั้นส่งผลต่อการปรากฏของเมฆ การก่อตัวของเมฆ และลักษณะของการตก ประเภทของเมฆกำหนดปริมาณน้ำในนั้น ตัวอย่างเช่น เมฆพายุมีปริมาณน้ำมากที่สุดในขณะที่เมฆฝนชั้นมีน้ำน้อยกว่า 3 เท่า

เพื่อดูว่าบรรยากาศเป็นอย่างไรที่ระดับความสูงต่างๆ นักอุตุนิยมวิทยาส่งบอลลูนอากาศพร้อมวิทยุซอนด์ขึ้นไป อุปกรณ์เหล่านี้วัดอุณหภูมิ ความชื้น และลมที่ระดับต่างๆ ให้ภาพรวมของสภาพบรรยากาศ

แหล่งที่มาของภาพ: National Weather Service

แบบจำลองการพยากรณ์อากาศ

ต่อไป นักอุตุนิยมวิทยาใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ขั้นสูงที่พยายามเลียนแบบพฤติกรรมของบรรยากาศโดยใช้คณิตศาสตร์และข้อมูลจากแหล่งต่างๆ แบบจำลองเหล่านี้แสดงให้พวกเขาเห็นสภาพอากาศปัจจุบันและใช้วิทยาศาสตร์ในการคาดการณ์ว่าสภาพอากาศจะเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป

แบบจำลองอากาศช่วยให้นักอุตุนิยมวิทยาเข้าใจว่าปัจจัยต่างๆ ในบรรยากาศมีผลต่อกันอย่างไรและทำการพยากรณ์สำหรับชั่วโมง วัน และแม้กระทั่งสัปดาห์ข้างหน้า แต่พวกเขาไม่ถูกต้องเสมอไป บรรยากาศมีความซับซ้อนมาก และข้อผิดพลาดเล็กน้อยในข้อมูลหรือการคาดการณ์สามารถทำให้เกิดความแตกต่างใหญ่ในพยากรณ์อากาศ

ประเภทของการตก

การแยกแยะประเภทของการตกเป็นสิ่งสำคัญเพราะพวกมันมีผลกระทบต่างกันและเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขต่างๆ พารามิเตอร์หลักที่นักอุตุนิยมวิทยาใช้ในการพยากรณ์ฝนและหิมะรวมถึงการแยกแยะพวกมันคืออุณหภูมิ ระดับการแช่แข็ง ชั้นการละลาย และอุณหภูมิพื้นดิน

โปรไฟล์อุณหภูมิและระดับการแช่แข็ง

การอ่านอุณหภูมิจากเทอร์โมมิเตอร์มีความสำคัญมากในการกำหนดประเภทของการตก ระดับความสูงเหนือพื้นดินที่อุณหภูมิกลายเป็นจุดเยือกแข็งเรียกว่าระดับการแช่แข็ง บางครั้งระดับนี้สามารถระบุได้โดยเรดาร์อากาศ ในภาพด้านล่าง มันปรากฏเป็นวงแหวนสีเหลืองรอบเรดาร์

แหล่งที่มาของภาพ: Bryan C. W., CC BY-SA 4.0, ผ่าน Wikimedia Commons

เมื่อระดับความร้อนตลอดทั้งคอลัมน์บรรยากาศ ตั้งแต่ฐานเมฆถึงพื้นผิว อยู่เหนือจุดเยือกแข็ง (32°F หรือ 0°C) การตกจะตกเป็นฝน เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งในบรรยากาศทั้งหมด นักอุตุนิยมวิทยาคาดการณ์ว่าหิมะจะตก การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ระดับต่างๆ สามารถนำไปสู่การตกผสมของฝน หิมะ หรือฝนลูกเห็บ

ชั้นการละลาย

นักอุตุนิยมวิทยาดูมุมมองขึ้นและลงของอุณหภูมิและความชื้นเพื่อดูว่าระดับความร้อนเปลี่ยนแปลงอย่างไรกับความสูงในบรรยากาศ การดูอย่างละเอียดในมุมมองนี้ช่วยให้พวกเขาคาดการณ์โอกาสของฝนหรือหิมะ

บางครั้งมีชั้นอุ่นระหว่างสองชั้นเย็นในบรรยากาศ พื้นที่นี้ซึ่งเรียกว่าชั้นการละลายมีความสำคัญเมื่อเกล็ดหิมะละลายบางส่วนและกลายเป็นหยดน้ำฝน ความหนาของชั้นนี้และความเร็วในการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในนั้นกำหนดว่าการตกจะเป็นฝนหรือหิมะมากกว่า หากพื้นดินเย็นแต่มีชั้นอุ่นข้างบน อาจมีความเสี่ยงของฝนเยือกแข็ง

แหล่งที่มาของภาพ: Wikipedia

อุณหภูมิพื้นดิน

การอ่านอุณหภูมิจากเทอร์โมมิเตอร์ของพื้นผิวที่การตกตกลงมาก็มีความสำคัญในการกำหนดประเภทของการตกเช่นกัน หากพื้นดินอุ่น หิมะอาจละลายและกลายเป็นฝนก่อนที่จะถึงพื้น หากพื้นดินเย็น การตกมีแนวโน้มที่จะตกเป็นหิมะมากกว่า

สรุป

การพยากรณ์อากาศเป็นวิทยาศาสตร์ที่ท้าทายและมีหลายด้าน นักอุตุนิยมวิทยาใช้พลังของเทคโนโลยี ข้อมูล และความรู้ของตนเองในการพยากรณ์ว่าจะมีฝนหรือหิมะและแยกแยะประเภทของการตก โดยการวิเคราะห์รูปแบบสภาพอากาศเช่นอุณหภูมิ ระดับการแช่แข็ง ชั้นการละลาย และสภาพพื้นดิน พวกเขารวมภาพรวมของสภาพอากาศข้างหน้าได้อย่างครบถ้วน