พายุโซนร้อนเริ่มต้นอย่างไร

พายุใหญ่เริ่มต้นจากเล็ก พายุไซโคลน Idai ในมหาสมุทรอินเดีย ไต้ฝุ่น Hagibis ในมหาสมุทรแปซิฟิก และพายุเฮอริเคน Dorian ในมหาสมุทรแอตแลนติก ล้วนได้รับพลังงานและการจัดระเบียบเพิ่มขึ้นตามเวลา และแม้ว่าคำจะต่างกัน (เช่น ไต้ฝุ่น เฮอริเคน) คำว่า ไซโคลนเขตร้อน หมายถึงระบบที่ทรงพลังเหล่านี้ที่ก่อตัวขึ้นเหนือผืนน้ำทะเลอุ่น

เพื่อทำความเข้าใจว่าพายุโซนร้อนก่อตัวขึ้นอย่างไร จะเป็นประโยชน์ถ้าเข้าใจเกี่ยวกับโลก อากาศ และลม

1. โลกหมุนไปทางทิศตะวันออก (ถ้าโลกหมุนไปทางทิศตะวันตก ดวงอาทิตย์จะปรากฏบนขอบฟ้าทางตะวันตกทุกเช้า!)
2. อากาศอุ่นชื้นลอยขึ้นและเย็นลง และเมฆคือการรวมตัวของไอน้ำที่ควบแน่น
3. อากาศเคลื่อนที่จากพื้นที่ที่มีความกดอากาศสูงไปยังพื้นที่ที่มีความกดอากาศต่ำ สิ่งที่เรารู้สึกว่าเป็นลมคืออากาศที่เคลื่อนที่จากพื้นที่ที่มีความกดอากาศสูงไปยังพื้นที่ที่มีความกดอากาศต่ำ — และยิ่งความแตกต่างของความกดอากาศมากเท่าใด ลมก็ยิ่งแรงขึ้นเท่านั้น

มีเงื่อนไขพื้นฐานบางประการที่อาจทำให้เกิดไซโคลนเขตร้อน หนึ่งในส่วนผสมสำคัญคืออากาศชื้นในพื้นที่เหนือผิวน้ำทะเล อีกประการหนึ่งคือสภาพแวดล้อมที่อบอุ่น ซึ่งอากาศยังคงอบอุ่นเมื่อเทียบกับที่อื่นเมื่อมันลอยขึ้นไป ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นและอบอุ่นนั้น ให้เพิ่มลมที่มีความเร็วใกล้เคียงกันในระดับความสูงที่แตกต่างกัน (อีกวิธีหนึ่งในการดูคือถ้าคุณอยู่ในสภาพแวดล้อมที่แห้งและเย็น ซึ่งความเร็วลมแตกต่างกันอย่างมากในระดับความสูงที่ต่างกัน โอกาสที่จะเกิดไซโคลนเขตร้อนจะน้อยมาก)

ในสภาพแวดล้อมที่เปียก อบอุ่น และมีลมแรงนั้น ให้เพิ่มน้ำทะเลและโลกที่หมุน

โลกบวกกับลมทำให้เกิดการหมุน ในช่วงต้นปี 1800 Gaspard Coriolis ค้นพบว่าเส้นทางของวัตถุที่เคลื่อนที่โค้งในความสัมพันธ์กับพื้นผิวที่หมุน นั่นเป็นจริงสำหรับลมในภูมิภาคใกล้ แต่ไม่ใช่บนเส้นศูนย์สูตร ดังนั้นระบบเขตร้อนจะหมุนทวนเข็มนาฬิกาทางเหนือของเส้นศูนย์สูตร และหมุนตามเข็มนาฬิกาทางใต้ของเส้นศูนย์สูตร พายุจะก่อตัวขึ้นในที่ที่แรงที่เรียกว่า “Coriolis force” ไม่เป็นศูนย์ ซึ่งตามทฤษฎีแล้วจะเป็นศูนย์ตรงเส้นศูนย์สูตร

แน่นอนว่าคุณยังต้องการน้ำ นักวิทยาศาสตร์ในอดีตคิดว่าอุณหภูมิผิวน้ำทะเลต้องอยู่ที่ประมาณ 26.5 องศาเซลเซียส (ประมาณ 79.7 องศาฟาเรนไฮต์) แต่ การวิเคราะห์ระบุ ว่ามีเปอร์เซ็นต์เล็กน้อยของไซโคลนเขตร้อนที่ก่อตัวขึ้นเหนือน้ำที่อุณหภูมิผิวน้ำทะเลเย็นกว่า 26.5 องศาเซลเซียส

เมื่อเงื่อนไขต่างๆ ข้างต้นมีอยู่ คุณยังต้องการพื้นที่ที่มีความกดอากาศต่ำเพื่อก่อตัว ในมหาสมุทรแอตแลนติก คลื่นเขตร้อน หรือที่เรียกว่าคลื่นแอฟริกาตะวันออก อาจกระตุ้นให้เกิดพายุ คลื่นเขตร้อนนี้ไม่ใช่คลื่นในความหมายของคลื่นที่คุณอาจต้องการโต้คลื่น แต่เป็นพื้นที่ที่มีความกดอากาศต่ำที่เคลื่อนที่จากตะวันออกไปตะวันตก อากาศที่เคลื่อนที่จากตะวันออกเหนือตะวันออกของทะเลทรายซาฮาราและไปยังชายฝั่งตะวันตกของแอฟริกาบางครั้งทำให้เกิดพายุฝนฟ้าคะนอง (ต้องการเห็นพายุที่ชายฝั่งตะวันตกของแอฟริกา? ดูที่ไซต์เรดาร์ Porto Santo หรือ Las Palmas ใน RainViewer)

บนชายฝั่ง พายุฝนฟ้าคะนองเหล่านี้พบกับลมการค้า และบางครั้งเริ่มวงจรที่ไอน้ำอุ่นลอยขึ้นและควบแน่นเป็นเมฆคิวมูโลนิมบัส เมื่ออากาศชื้นและอบอุ่นลอยขึ้น มันทำให้ความกดอากาศต่ำลงด้านล่าง เมื่อเงื่อนไขเหมาะสม ความวุ่นวายเขตร้อนอาจค่อยๆ จัดระเบียบเป็นดีเปรสชันเขตร้อน เติบโตเป็นพายุโซนร้อน และในที่สุดกลายเป็นพายุเฮอริเคน (หรือไต้ฝุ่นหรือไซโคลน)

เมื่อไซโคลนเขตร้อนพบกับแผ่นดิน มันมักจะลดความแรงลง น้ำอุ่นที่เคยทำหน้าที่เป็น “เชื้อเพลิง” สำหรับระบบนี้ไม่มีอีกต่อไป ดังนั้นวงจรของไอน้ำอุ่นที่ลอยขึ้นจะช้าลงจนหยุด อย่างไรก็ตาม พื้นที่และความสูงของระบบยังคงมีปริมาณการควบแน่นมหาศาลที่สามารถทำให้เกิดลมและพายุที่เป็นอันตรายต่อชีวิตได้

ต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมหรือไม่? สำรวจเว็บไซต์ Hurricanes: Science and Society ของมหาวิทยาลัยโรดไอแลนด์