ข่าว O-NET/GAT/PAT
ข่าวการศึกษา
คะแนน แอดมิชชั่น
สูงสุด-ต่ำสุด
คณิตศาสตร์
วิทยาศาสตร์
ข่าววิทยาศาสตร์
ภาพยนตร์วิทยาศาสตร์
เรื่องน่ารู้
พจนานุกรม
นักวิทยาศาสตร์
คำถามวิทยาศาสตร์
สีสันวิทยาศาสตร์
การทดลองวิทยาศาสตร์
บทเรียน / แบบฝึกหัด
ฟิสิกส์ - เคมี - ชีวะ
ภาษาอังกฤษ
ภาษาไทย
ดาราศาสตร์
ประวัติศาสตร์
มุมคนเก่ง
คลังข้อสอบเก่า
คลังความรู้หลักสูตรเก่า
I.Q. Tests
 

 

หน้าแรก | มุมนักเรียน | หน้าแรกวิทยาศาสตร์ | บทเรียน | บทเรียน

บทเรียน
   

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 : น้ำ ฟ้า และดวงดาว
 
ระดับชั้น : ประถมปลาย

ร่างกายเราการดำรงพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตวัสดุและสมบัติของวัสดุแรงและความดัน เสียงกับการได้ยิน





ลมฟ้าอากาศเกิดจากการเปลี่ยนแปลงโดยอาศัย ดวงอาทิตย์ โลก ไอน้ำ และอากาศ

น้ำและไอน้ำที่เราเห็นจากแหล่งต่างๆ บนพื้นโลกนั้น เป็นส่วนประกอบสำคัญของอากาศที่ทำให้สภาพอากาศเกิดการเปลี่ยนแปลง เมื่อไอน้ำในอากาศเกิดการควบแน่นเป็นละอองน้ำเล็กๆ โดยมีฝุ่นละอองเป็นแกนกลาง ลอยอยู่ในระดับต่ำ เรียกว่า หมอก แต่ถ้าไอน้ำเกิดการควบแน่น ลอยอยู่ในระดับสูงเรียกว่า เมฆ และหากละอองน้ำในเมฆรวมตัวกันจนเป็นหยดน้ำขนาดใหญ่เกินกว่าที่อากาศจะรับไว้ได้จะตกลงมา เรียนกว่า ฝน แต่ไอน้ำที่ควบแน่นเป็นหยดน้ำเกาะอยู่บนวัตถุที่อยู่บริเวณใกล้ๆ พื้นโลก เรียกว่า น้ำค้าง ปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดขึ้นเหล่านี้ มีผลต่อสภาพอากาศบนโลกมาก

นอกจากไอน้ำจะเกิดจากการระเหยของน้ำตามแหล่งต่างๆ แล้ว ไอน้ำยังได้จากการคายน้ำของพืช และลมหายใจออกจากสัตว์ ในขณะที่การตัดไม้ทำลายป่าเป็นการทำให้ปริมาณน้ำในอากาศลดลง จนอาจเกิดความแห้งแล้ง เพราะฝนไม่ตกตามฤดูกาล




ความแตกต่างระหว่างหมอก เมฆ และฝน

หมอก คือ ไอน้ำในอากาศเมื่อเกิดการควบแน่นเป็นละอองน้ำกระจายอยู่ในระดับใกล้พื้นผิวโลก หมอกทำให้การมองเห็นของมนุษย์ลดน้อยลง โดยเฉพาะอาจเกิดอันตรายต่อการขับขี่ยานพาหนะต่างๆ ได้


หมอก


เมฆ คือ ไอน้ำในอากาศเมื่อลอยขึ้นสู่ที่สูงและกระทบกับอากาศเบื้องบนที่เย็นจัด จะกลายเป็นละอองน้ำเล็กๆ รวมกันอยู่เป็นกลุ่มบนท้องฟ้า (อ่านรายละเอียดเรื่องเมฆด้านล่าง)

ฝน คือ ละอองน้ำที่รวมตัวกันเป็นก้อนเมฆเกิดการควบแน่นจนมีน้ำหนักมากขึ้นและตกลงมาเป็นฝน โดยเฉพาะถ้าอุณหภูมิของอากาศระหว่างพื้นโลกกับก้อนเมฆสูงกว่า 0 องศาเซลเซียส หรือ 32 องศาฟาเรนไฮต์ คือ สูงกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำ ละอองน้ำจะตกลงมาเป็นฝน

ฝน




เมฆบนท้องฟ้าจะมีลักษณะแตกต่างกันตามสภาพอากาศที่เกิดขึ้นในขณะนั้น หรือที่กำลังจะเกิดขึ้น เมฆบางชนิดเกิดขึ้นเมื่ออากาศดีเท่านั้น ในขณะที่บางชนิดก็ทำให้เกิดฝน หรือพายุฝนฟ้าคะนอง การจำแนกชนิดของเมฆ สามารถจำแนกได้หลายแบบ เช่น


    ใช้รูปร่างเป็นเกณฑ์ในการแบ่ง ได้แก่

    1. คิวมูลัส (Cumulus) มีลักษณะเป็นก้อนหรือกระจุกกลม คล้ายภูเขา สีขาว หากด้านล่างมีสำดำคล้ำหรือมืด คาดได้ว่าจะมีฝนตก จะพบเมฆชนิดนี้ได้ในวันที่มีอากาศร้อน



    2. เมฆคิวมูลัส (Cumulus)


    3. สตราตัส (Stratus) มีลักษณะเป็นชั้นหนาเป็นแผ่นเหมือนผ้าห่ม มีสีเทา ทอดตัวใกล้กับพื้นโลก บางครั้งอาจพบเป็นแบบหย่อม เมฆชนิดนี้มักไม่ก่อให้เกิดฝน



    4. เมฆสตราตัส (stratus)


    5. เซอร์รัส (Cirrus) มีลักษณะเป็นริ้วบางๆ เป็นปุยเหมือนขนนก สีขาวเป็นเส้นเรียงสวย ลอยอยู่สูงบนท้องฟ้า จะพบเมฆชนิดนี้ได้ ในวันที่ท้องฟ้าโปร่ง



    6. เมฆเซอร์รัส (Cirrus)


    ใช้ระดับความสูงของเมฆเป็นเกณฑ์ในการแบ่ง ได้แก่

    1. เมฆชั้นสูง (High Cloud) อยู่สูงจากระดับพื้นดินประมาณ 6,000 – 12,000 เมตร เมฆในกลุ่มนี้ได้แก่

      • เมฆเซอรัส (Cirrus) มีสีขาวเป็นปุยคล้ายใยไหม ค่อนข้างโปร่งแสง ในบางครั้งมีลักษณะเป็นเส้นๆ ต่อเนื่องกันคล้ายขนนก หรือปอยผม ถ้าเมฆนี้เคลื่อนตัวบังดวงอาทิตย์จะเกิดปรากฏการณ์ของวงแสง (Halo) หรือที่เรียกกันว่า พระอาทิตย์ทรงกลด ถ้าบดบังพระจันทร์เราจะเรียกว่า พระจันทร์ทรงกลด เมฆชนิดนี้มีฐานสูงโดยเฉลี่ยประมาณ 10,000 เมตรจากพื้นดิน



      • พระอาทิตย์ทรงกลดผ่านเมฆเซอรัส


      • เมฆเซอโรสตราตัส (Cirrostratus) มีลักษณะเป็นแผ่นสีขาวโปร่งใส เป็นฝ้าบางๆ ราบเรียบเสมอกัน ในบางครั้งอาจปกคลุมทั่วท้องฟ้า และทำให้เกิดวงแสงได้เช่นกัน เมฆชนิดนี้มีความสูงจากพื้นดินโดยเฉลี่ย 8,500 เมตร



      • เมฆเซอโรสตราตัส (Cirrostratus)


      • เมฆเซอโรคิวมูลัส (Cirrocumulus) มีลักษณะเป็นแผ่นบาง ไม่มีเงาปรากฏบนก้อนเมฆ บางส่วนของเมฆมีลักษณะคล้ายระรอกคลื่นเล็กๆ และเป็นเส้นผสมกัน เกิดเป็นแนวต่อเนื่อง หรือกระจายออกห่างจากกันอย่างเป็นระเบียบ เมฆชนิดนี้มีความสูงจากพื้นดินโดยเฉลี่ยประมาณ 7,000 เมตร



      • เมฆเซอโรคิวมูลัส (Cirrocumulus)


    2. เมฆชั้นกลาง (Middle Cloud) ก่อตัวสูงจากพื้นดินประมาณ 2,000 – 6,000 เมตร ได้แก่

      • เมฆอัลโตคิวมูลัส (Altocumulus) มีลักษณะเป็นคลื่นหรือลอน มีสีขาวปนเทา ประกอบด้วย เมฆขนาดก้อนเล็กๆ ช่องว่างระหว่างก้อนเมฆจะมองเห็นท้องฟ้าเป็นสีน้ำเงิน มักเกิดหลังอากาศแปรปรวน การเกิดเมฆดังกล่าวแสดงถึงสภาพอากาศที่ดี



      • เมฆอัลโตคิวมูลัส (Altocumulus)


      • เมฆอัลโตสตราตัส (Altostratus) มีลักษณะเป็นแผ่นบางๆ เป็นเยื่อคล้ายพังผืด มีสีเทาหรือสีน้ำเงินอ่อน แผ่กระจายปกคลุมท้องฟ้าเป็นบริเวณกว้าง เมื่อมีแสงส่องผ่านจะมีลักษณะคล้ายกับดวงไฟที่ส่องผ่านผ้าขาว



      • เมฆอัลโตสตราตัส (Altostratus)


    3. เมฆชั้นต่ำ (Low Cloud) ก่อตัวสูงจากระดับพื้นดินประมาณ 2,000 เมตร ได้แก่

      • เมฆสตราตัส (Stratus) มีลักษณะเป็นชั้นหรือแผ่นทึบ จะลอยอยู่ในระดับต่ำคล้ายกับหมอกที่ยกตัวสูงขึ้น ความสูงของฐานเมฆจะสม่ำเสมอในเขตภูมิอากาศอบอุ่น ในฤดูหนาวเมฆชนิดนี้มีฐานอยู่สูงจากพื้นดินประมาณ 30 - 60 เมตร ถือว่าเป็นอุปสรรคต่อการบินมาก



      • เมฆสตราตัส (Stratus)


      • เมฆนิมโบสตราตัส (Nimbostratus) มีลักษณะเป็นแผ่น หรือเป็นชั้นสีเทา ส่วนมากมีสีค่อนข้างดำ เวลาที่เกิดเมฆชนิดนี้แสดงถึงสภาพอากาศมีความแปรปรวน มักมีฝนตกตามมา คำว่า "นิมโบ" แปลว่า ฝน เมฆชนิดนี้บางครั้งมีความหนาถึง 1,500 เมตร หากเครื่องบินบินเข้าไปในกลุ่มเมฆชนิดนี้ จะทำให้ไอน้ำซึ่งกลายเป็นน้ำแข็งเกาะตามส่วนต่างๆ ของเครื่องบินเป็นจำนวนมาก



      • เมฆนิมโบสตราตัส (Nimbostratus)


    4. เมฆที่ก่อตัวในแนวตั้ง เกิดจากกระบวนการพาความร้อนจากการเคลื่อนที่ของกระแสอากาศในแนวดิ่ง (Convection) มีระดับความสูงจากพื้นดินเทียบเท่ากับเมฆชั้นสูง แบ่งออกเป็น 2 ชนิด ได้แก่

      • เมฆคิวมูลัส (Cumulus) มีลักษณะเป็นก้อน ยอดเมฆคล้ายกับรูปโดม หรือทรงคล้ายกับหอคอย ส่วนที่แสงอาทิตย์ส่องผ่านได้จะเป็นสีขาว ส่วนฐานเมฆมีสีดำ ถ้าเมฆชนิดนี้ลอยอยู่บนท้องฟ้าเป็นหย่อมๆ แสดงถึงภาวะอากาศค่อนข้างดี แต่ถ้ารวมตัวกันเป็นจำนวนมากจะทำให้เกิดฝนตกได้


      • เมฆคิวมูโลนิมบัส (Cumulonimbus) มีลักษณะเป็นก้อนขนาดใหญ่คล้ายภูเขา เมฆชนิดนี้บ่งบอกถึงสภาพดินฟ้าอากาศที่แปรปรวน หรือเป็นเมฆฝน ฐานเมฆมีสีดำ เมฆชนิดนี้ก่อให้เกิดพายุฝนฟ้าคะนอง บางครั้งเรียกว่า เมฆพายุฝนฟ้าคะนอง ฐานของเมฆมีความสูงประมาณ 300 - 600 เมตร


        เมฆคิวมูโลนิมบัส (Cumulonimbus)





การวัดปริมาณน้ำฝนสามารถทำได้โดยใช้อุปกรณ์อย่างง่ายเป็นภาชนะทรงกระบอกรองรับน้ำฝน โดยมีภาชนะที่มีลักษณะเป็นกรวย เส้นผ่านศูนย์กลางของปากกรวยเท่ากับปากภาชนะที่รองรับน้ำฝนซ้อนอยู่ ขณะใช้อุปกรณ์นี้จะต้องนำไปวางไว้กลางแจ้ง วัดความสูงของปริมาณน้ำฝนที่อยู่ในภาชนะที่รองรับ เพื่อบอกปริมาณน้ำฝนที่ตก โดยประมาณเป็นมิลลิเมตร ซึ่งเทียบกับเกณฑ์มาตรฐานในการบอกปริมาณฝนได้


เครื่องมือวัดปริมาณน้ำฝน

นำขวดหรือเครื่องมือวัดปริมาณน้ำฝนไปวางกลางแจ้งเพื่อรองรับน้ำฝน วัดปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมา จากระดับความสูงของน้ำฝนในภาชนะรองรับที่รองได้เป็นมิลลิเมตร ปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาสามารถนำไปเปรียบเทียบกับมาตรฐานวัดน้ำฝนจะบอกได้ว่า น้ำฝนตกลงมากน้อยเพียงใด

มาตรฐานวัดน้ำฝน (มิลลิเมตร) ซึ่งกำหนดเป็นมาตรฐานสำหรับประเทศไทย ดังนี้




ปรากฏการณ์หยาดน้ำฟ้า หมายถึง "อนุภาคของน้ำในสภาวะของเหลวและของแข็งที่ตกลงมาจากบรรยากาศลงมาสู่พื้นผิวโลก" หยาดน้ำฟ้าที่เป็นของเหลว ได้แก่ น้ำฝน หยาดน้ำฟ้าที่เป็นของแข็ง ได้แก่ หิมะ และลูกเห็บ ส่วนหมอก น้ำค้าง น้ำค้างแข็งนั้น ไม่ใช่หยาดน้ำฟ้า เพราะไม่ได้ตกลงมาจากบรรยากาศ


ความแตกต่างของลูกเห็บ น้ำค้าง และหิมะ

  • ลูกเห็บ (hail) เกิดขึ้นขณะที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง ฝนในชั้นเมฆคิวมูโลนิมบัส (หรือเมฆพายุฝนฟ้าคะนอง) ที่เย็นจัดจะกลายเป็นเม็ดน้ำแข็ง ประกอบกับเมื่อถูกลมพายุพัดขึ้นลงภายในเมฆ ทำให้เกิดการพอกตัวของน้ำแข็งเป็นชั้นๆ จนมีขนาดใหญ่ขึ้นเป็นก้อนน้ำแข็ง แล้วตกลงถึงพื้นดินก่อนที่จะละลาย เราจึงเรียกก้อนน้ำแข็งที่ตกลงมาจากท้องฟ้าว่า ลูกเห็บ



  • ลูกเห็บ


  • หิมะ (snow) คือ เกิดขึ้นในบริเวณที่มีอุณหภูมิของอากาศต่ำกว่า 0 องศาเซลเซียส ไอน้ำในอากาศจะกลายเป็นผลึกน้ำแข็ง แล้วตกลงสู่พื้นโลกในลักษณะที่ยังคงเป็นผลึกน้ำแข็ง (ice crystals or snowflakes) หากอุณหภูมิบนพื้นโลกบริเวณนั้นต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ลักษณะของหิมะ จะมีเนื้อที่หยาบเป็นเกล็ด และมีโครงสร้างที่กลวงจึงมีความนุ่มเมื่อสัมผัส โครงสร้างของผลึกเป็นรูปหกเหลี่ยม



  • ตัวอย่างรูปเกล็ดหิมะ โดย วิลสัน เบ็นท์ลีย์ (Wilson Bentley) ค.ศ.1902


  • น้ำค้าง (Dew) คือ หยดน้ำที่เกิดจากการกลั่นตัวของไอน้ำ ในเวลาดึกๆ หรือใกล้รุ่งซึ่งมีอุณหภูมิลดต่ำลงมากทำให้ไอน้ำในอากาศควบแน่นเป็นหยดน้ำ มักพบตามต้นไม้ ใบหญ้า กิ่งไม้ และพื้นดิน น้ำค้างแข็ง เกิดได้เมื่ออากาศใกล้พื้นดินมีอุณหภูมิลดต่ำลงกว่าจุดเยือกแข็ง ทำให้ไอน้ำในอากาศแข็งตัวเป็นเกล็ดน้ำแข็ง


    น้ำค้างที่เกาะตามยอดหญ้า




วันหนึ่งๆ อุณหภูมิของอากาศมีการเปลี่ยนแปลง เนื่องจากอิทธิพลของพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ และสมบัติในการรับและการถ่ายโอนความร้อนของพื้นผิวและวัตถุต่างๆ บนพื้นโลกตลอดจนปรากฏการณ์อื่นๆ เช่น ปรากฏการณ์เรือนกระจก ปรากฏการณ์ลม ฟ้า อากาศ เราสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของอากาศได้โดยใช้เทอร์โมมิเตอร์

เทอร์โมมิเตอร์ (thermometer) เป็นเครื่องวัดอุณหภูมิชนิดใช้ของเหลวบรรจุในกระเปาะแก้ว โดยอาศัยหลักการขยายตัวและหดตัวของของเหลวเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ เพราะสารเมื่อได้รับความร้อนจะมีพลังงานจลน์ หรือพลังงานของการเคลื่อนที่เพิ่มขึ้นและการกระจายตัวออกจากกันมากขึ้น อนุภาคของสารจึงเคลื่อนที่เร็วขึ้น และกระจายตัวออกจากกันมากขึ้น ทำให้วัตถุขยายตัว เมื่อใดที่สารเย็นตัวลงอนุภาคของวัตถุจะเคลื่อนที่ช้าลง ทำให้สารหดตัว

อุณหภูมิของอากาศตามสถานที่ต่างๆ จะแตกต่างกัน นอกจากนี้ ในที่แห่งเดียวกันอุณหภูมิของอากาศในเวลาที่แตกต่างกันจะไม่เท่ากัน การที่อุณหภูมิของอากาศในที่ต่างๆ ไม่เท่ากัน เนื่องจากสภาวะแวดล้อมไม่เหมือนกัน เป็นผลให้รับและถ่ายโอนความร้อนไม่เท่ากัน การที่ ณ เวลาต่างๆ ในที่แห่งหนึ่งมีอุณหภูมิไม่เท่ากัน เป็นเพราะอิทธิพลของแสงอาทิตย์ตลอดจนสภาพแวดล้อมนั่นเอง




อุณหภูมิบนพื้นผิวโลกไม่ได้ขึ้นอยู่กับการถ่ายโอนพลังงานความร้อนที่ได้รับจากดวงอาทิตย์เท่านั้น การเผาไหม้เชื้อเพลิงจากการกระทำของมนุษย์ เช่น ถ่านหิน น้ำมัน ทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลให้โลกร้อนได้

เมื่อโลกได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ จะปล่อยพลังงานความร้อนออกสู่บรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกของเรา ปกติบรรยากาศจะทำหน้าที่เป็นเกราะกำบังรังสีที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตบนพื้นโลก และกักเก็บความร้อนบางส่วนเอาไว้ทำให้โลกอบอุ่น มีอุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ แต่ปัจจุบันชั้นบรรยากาศที่หุ้มโลกถูกรบกวนอันเกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงต่างๆ จนทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน ไนตรัสออกไซด์ คลอโรฟลูออโรคาร์บอน ในปริมาณที่มาก โดยก๊าซเหล่านี้จะกักความร้อนที่ถ่ายโอนจากผิวโลกไว้ ทำให้โลกร้อนมากขึ้นเสมือนเป็นเรือนกระจกที่กักเก็บความร้อน ขณะที่รังสีนั้นจะตีแผ่กลับในทุกทิศทาง การแผ่รังสีกลับนี้บางส่วนกลับไปยังพื้นผิวและชั้นบรรยากาศที่ต่ำกว่า ทำให้ระดับอุณหภูมิพื้นผิวโลกโดยเฉลี่ยสูงกว่าถ้าไม่มีก๊าซเหล่านี้ ปรากฏการณ์นี้เราเรียกว่า ปรากฏการณ์เรือนกระจก


ปรากฏการณ์เรือนกระจก




ชั้นบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกของเรา แบ่งตามระดับของอุณหภูมิได้เป็น 4 ระดับ ดังนี้

  1. โทรโพสเฟียร์ เป็นบรรยากาศชั้นล่างสุด อยู่สูงจากพื้นโลกขึ้นไป มีระยะความสูงประมาณ 10-12 กิโลเมตร ประกอบด้วย ส่วนผสมของก๊าซชนิดต่าง ๆ และไอน้ำ อุณหภูมิของอากาศจะลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น จนถึงระดับที่เรียกว่า โทรโพพอส ซึ่งเป็นระดับสูงสุดของบรรยากาศชั้นนี้ นอกจากนี้ บรรยากาศในชั้นนี้ยังมีการเคลื่อนไหวของอากาศทั้งในแนวนอนและแนวดิ่ง ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญที่ก่อให้เกิดปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาต่างๆ ในบรรยากาศชั้นนี้มากมาย เช่น การก่อตัวของเมฆ ฝน พายุ ลมกรด ฯลฯ


  2. สตราโทสเฟียร์ อยู่สูงจากชั้นโทรโพสเฟียร์ขึ้นไป มีแนวกั้นระหว่างชั้นที่เรียกว่า โทรโพพอส บรรยากาศชั้นนี้จะมีก๊าซโอโซนอยู่ และด้วยคุณสมบัติในการดูดแสงอัลตราไวโอเลต หรือแสงเหนือม่วงไว้ จึงทำให้อุณหภูมิของอากาศในชั้นนี้เพิ่มขึ้นตามความสูง ชั้นสูงสุดของบรรยากาศชั้นนี้เรียกว่า สตราโทพอส ซึ่งอยู่สูงจากพื้นดินประมาณ 50-55 กิโลเมตร


  3. เมโซสเฟียร์ เป็นชั้นที่อยู่สูงขึ้นไปต่อจากชั้นสตราโทสเฟียร์ มีเขตกั้นระหว่างชั้นบรรยากาศทั้งสองที่เรียกว่า สตราโทพอส บรรยากาศชั้นนี้อยู่สูงขึ้นไปจนถึงระดับความสูง 85 กิโลเมตร จากพื้นดิน และอุณหภูมิของอากาศจะลดลงอย่างรวดเร็ว ทันทีที่ผ่านพ้นเขตสตราโทพอสขึ้นไป ชั้นสูงสุดของบรรยากาศชั้นนี้เรียกว่า เมโซพอส เป็นเขตที่ตั้งระหว่างบรรยากาศชั้นเมโซสเฟียร์กับเทอร์มอสเฟียร์


  4. เทอร์มอสเฟียร์ เป็นบรรยากาศชั้นนอกสุดที่ห่อหุ้มโลกอยู่ลักษณะเด่นของบรรยากาศในชั้นนี้ก็คือ อุณหภูมิเพิ่มขึ้นตามความสูงไม่มีที่สิ้นสุด โดยบรรยากาศในชั้นนี้จะมีการแตกตัวของโมเลกุลของก๊าซต่างๆ มากที่สุด มีประจุไฟฟ้าอิสระอยู่มาก จึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า บรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ ซึ่งหมายความถึง การมีประจุไฟฟ้าอิสระอยู่มาก สามารถสะท้อนวิทยุคลื่นสั้นได้ จึงเป็นชั้นบรรยากาศที่ใช้ในการสื่อสารโทรคมนาคมทางอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ



  5. ชั้นบรรยากาศ




อากาศที่ปกคลุมโลกของเราเป็นชั้นๆ ที่เรียกว่า ชั้นบรรยากาศ บรรยากาศแต่ละชั้นมีส่วนประกอบและปริมาณของก๊าซแตกต่างกัน เนื่องจากอากาศเป็นสารซึ่งมีมวล จึงถูกแรงโน้มถ่วงของโลกดึงดูด เช่นเดียวกับที่กระทำต่อวัตถุอื่นๆ น้ำหนักของอากาศที่กดลงบนพื้นโลก เนื่องจากแรงดึงดูดของโลกในแนวตั้งฉากต่อหนึ่งหน่วยเรียกว่า ความดันบรรยากาศ

เครื่องมือที่ใช้วัดความดันบรรยากาศ เรียกว่า บารอมิเตอร์ (barometer) ซึ่งเป็นเครื่องมือวัดความดันของบรรยากาศ ซึ่งมีอยู่ 2 แบบ คือ

  1. บารอมิเตอร์แบบปรอท อาศัยหลักการที่ความดันซึ่งเกิดจากน้ำหนักของปรอทในหลอดแก้วปลายปิดที่คว่ำอยู่ในอ่างปรอทต้องเท่ากับความดันอากาศ ถ้าความดันอากาศเพิ่มขึ้น ลำปรอทจะสูงขึ้น และถ้าความดันอากาศลดลง ความสูงของลำปรอทจะลดลง



  2. หลักการทำงานของบารอมิเตอร์แบบปรอท


  3. บารอมิเตอร์แบบแอนนิรอยด์ ใช้การยุบตัวหรือพองตัวของตลับโลหะปิดผนึกซึ่งนำอากาศออกไปบางส่วน หากความดันอากาศเพิ่มขึ้น ตลับโลหะจะถูกกดให้ยุบตัวลง และหากความดันอากาศลดลง ความดันภายในตลับโลหะจะทำให้ตลับพองตัวขึ้น


  4. หลักการทำงานของบารอมิเตอร์แบบแอนนิรอยด์




ไม่ว่าเราจะอยู่ที่ไหน เราจะอยู่ท่ามกลางน้ำทุกหนทุกแห่ง เพราะอากาศรับไอน้ำที่ระเหยจากแหล่งน้ำต่างๆ จากการคายน้ำของพืชและการหายใจของสัตว์ไว้ ไอน้ำมีสถานะเป็นก๊าซ เราจึงมองไม่เห็น อากาศทุกแห่งล้วนมีไอน้ำ แต่จะมีปริมาณมากน้อยต่างกัน เราเรียกน้ำที่อยู่ในอากาศว่า ความชื้นของอากาศ

น้องๆ ลองดูการทดลองเรื่องความชื้นของอากาศต่อไปนี้


  • ใช้พู่กัน หรือฟองน้ำชุบน้ำ วาดภาพบนกระดาน ทิ้งไว้สักครู่แล้วสังเกต


  • ใส่น้ำแข็งในแก้วที่แห้งสนิท สังเกตที่ผิวแก้วด้านนอก
จากผลการทดลอง พบว่า

  • ภาพที่วาดด้วยน้ำบนกระดานจะค่อยๆ หายเลือนไป


  • น้ำจะมาเกาะอยู่ที่ผิวแก้วด้านนอก เพราะในอากาศมีไอน้ำ เมื่อไอน้ำมีอยู่ในอากาศกระทบแก้วน้ำแข็งที่เย็นจัดจึงควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำ

น้ำเป็นสารที่อยู่ในสถานะของเหลว เมื่อได้รับความร้อนจะระเหยกลายเป็นไอน้ำ ซึ่งเรามองไม่เห็นปะปนอยู่ในอากาศทำให้อากาศมีความชื้น และเมื่ออากาศเย็นลงไอน้ำในอากาศจะควบแน่นกลายเป็นละอองน้ำเล็กๆ หรือหยดน้ำเล็กๆ ที่เราสามารถมองเห็นได้




อากาศที่มีปริมาตรและอุณหภูมิหนึ่ง สามารถเก็บไอน้ำได้จำนวนหนึ่งเท่านั้น เมื่อใดที่อากาศไม่สามารถรับไอน้ำไว้ได้อีก เรียกว่า อากาศอิ่มตัวด้วยไอน้ำ เมื่ออากาศอิ่มตัวด้วยไอน้ำ น้ำจะไม่สามารถระเหยเข้าสู่บรรยากาศได้อีก ทำให้เรารู้สึกร้อนอบอ้าวเหนียวตัว และรู้สึกอึดอัด

ดังนั้น ความรู้สึกร้อนเย็นของมนุษย์ นอกจากจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศแล้วยังขึ้นกับความชื้นในอากาศด้วย

เครื่องมือวัดความชื้นของอากาศ เรียกว่า ไฮกรอมิเตอร์ ไฮกรอมิเตอร์มีหลายแบบ ที่นิยม คือ ไฮกรอมิเตอร์แบบกระเปาะเปียกและกระเปาะแห้ง ไฮกรอมิเตอร์แบบเส้นผมเป็นไฮกรอมิเตอร์อย่างง่ายอาศัยหลักการ คือ เมื่อเส้นผมมีความชื้น จะยืดตัวและเมื่อแห้งจะหดตัว (ดังภาพ)

ไฮกรอมิเตอร์แบบเส้นผม


การวัดความชื้นของอากาศด้วยการใช้ไฮกรอมิเตอร์แบบเส้นผมนั้น ให้วางไฮกรอมิเตอร์แบบเส้นผมตรงบริเวณที่ต้องการวัด แล้วสังเกตเข็มที่ชี้ตรงส่วนใดของสเกล ให้อ่านค่าความชื้นของอากาศ ตามเวลาที่กำหนด (8.30 น., 10.30 น., 12.30 น., 14.30 น. เป็นต้น) แล้วจดบันทึกค่าความชื้นของอากาศที่ได้ในวันหนึ่งๆ

ความชื้นในอากาศจะแตกต่างกันตามสภาพแวดล้อม และเวลา บริเวณที่มีแหล่งน้ำ เช่น แม่น้ำ ลำธาร ทะเล และมหาสมุทรอยู่ใกล้เคียง และบริเวณป่าทึบ ความชื้นในอากาศจะสูงกว่าบริเวณที่เป็นพื้นดินทั่วๆ ไป และไม่มีป่าไม้




ลม คือ การเคลื่อนที่ของอากาศ เกิดขึ้นโดยอากาศร้อนในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูง จะลอยตัวขึ้นสู่เบื้องบน อากาศเย็นจากบริเวณพื้นที่ที่มีอุณหภูมิต่ำจึงพัดเข้ามาแทนที่

จากความแตกต่างของความกดอากาศ เมื่ออุณหภูมิของอากาศเพิ่มขึ้น อากาศจะขยายตัวทำให้เกิดความดันและความหนาแน่นลดลง เป็นผลให้ความกดอากาศน้อยลงด้วย จึงทำให้อากาศที่มีน้ำหนักเบาลอยตัวขึ้น ขณะเดียวกันอากาศเย็นซึ่งมีความหนาแน่นและน้ำหนักมากกว่าจะเคลื่อนตัวมาแทนที่ การเคลื่อนที่ของอากาศซึ่งเกิดขึ้นบริเวณที่มีความแตกต่างของความกดอากาศนี้ เราเรียกว่า ลม อย่างไรก็ตาม กระแสการเคลื่อนที่ของลมนี้จะหยุดเมื่อทั้งสองจุดมีความกดอากาศเท่ากัน


ประโยชน์จากลม

เราสามารถนำแรงของลมมาใช้ประโยชน์ได้หลายอย่าง เช่น

  1. ใช้ในการหมุนกังหันลม ในภูมิประเทศที่เป็นที่โล่งจะมีลมพัดผ่านเสมอ คนในบริเวณนั้นจึงใช้แรงลมไปหมุนกังหันโรงสีเพื่อบดข้าวโพดให้เป็นแป้ง ใช้แรงลมเพื่อหมุนกังหันวิดน้ำเข้านาเกลือ ใช้แรงลมหมุนมอเตอร์เครื่องสูบน้ำ ฯลฯ


  2. ใช้ในการเดินทาง เรือบางชนิดต้องอาศัยแรงลมเป็นตัวช่วยในการขับเคลื่อน เช่น เรือใบ เรือสำเภา ต้องอาศัยแรงลมในการพัดใบเรือ เพื่อให้เรือสามารถเคลื่อนที่ไปได้


  3. ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า ในบางประเทศที่มีกระแสลมสม่ำเสมอ จะมีการนำพลังงานจากลมมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า


  4. ใช้ในการเล่นกีฬา กีฬาบางประเภทต้องใช้แรงลมในการเล่น เช่น ว่าว เรือใบ วินด์เซิร์ฟ ฯลฯ



  • ลมบก เกิดในเวลากลางคืน เพราะในเวลากลางคืนพื้นดินคายความร้อนได้เร็วกว่าพื้นน้ำ อุณหภูมิบนพื้นดินจึงต่ำกว่า ในขณะที่พื้นน้ำจะร้อนกว่าเนื่องจากคายความร้อนได้ช้ากว่า พื้นน้ำจึงมีอุณหภูมิสูงกว่า อากาศร้อนบนพื้นน้ำจึงลอยตัวสูงขึ้น และอากาศเย็นจากพื้นดินจึงเคลื่อนเข้าไปแทนที่ทำให้เกิดลมบกที่พัดจากฝั่งออกสู่ทะเล


  • ลมทะเล เกิดในเวลากลางวัน เมื่อการรับและคายความร้อนระหว่างพื้นดินกับพื้นน้ำมีความแตกต่างกัน เมื่อรับความร้อนพื้นดินจะร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว และมีอุณหภูมิสูงกว่าพื้นน้ำ เมื่อคายความร้อนพื้นดินจะเย็นตัวอย่างรวดเร็ว และมีอุณหภูมิต่ำกว่าพื้นน้ำ ทั้งนี้เนื่องจากพื้นน้ำมีความร้อนจำเพาะสูงกว่าพื้นดินถึง 3 เท่าตัว (ความร้อนจำเพาะ หมายถึง ปริมาณความร้อนที่ทำให้สสาร 1 กรัม มีอุณหภูมิสูงขึ้น 1°C) น้ำทะเลจึงร้อนช้ากว่าพื้นดิน เมื่อพื้นดินมีอุณหภูมิสูงกว่าจึงเกิดการลอยตัวของอากาศสูงขึ้น และอากาศเหนือพื้นน้ำจึงเคลื่อนเข้ามาแทนที่ เกิดเป็นลมทะเล จะมีทิศทางการพัดจากทะเลเข้าสู่พื้นดินในเวลากลางวัน

น้องๆ ทราบหรือไม่ว่า ลมหุบเขา กับลมภูเขา เหมือนหรือต่างกันอย่างไร

  • ลมหุบเขา (Valley Breeze) เกิดขึ้นในเวลากลางวัน โดยอากาศบนภูเขาและลาดเขาที่ร้อนเพราะได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์เต็มที่ ส่วนอากาศพื้นดินด้านล่างหรือบริเวณหุบเขามีอากาศเย็นกว่า จึงเคลื่อนที่เข้าแทนที่ ทำให้มีลมพัดจากบริเวณหุบเขาขึ้นไปตามลาดเขาขึ้นสู่บนภูเขา เรียกว่า ลมหุบเขา


  • ลมภูเขา (Mountain Breeze) เกิดขึ้นในเวลากลางคืน โดยที่อากาศบนภูเขาและลาดเขาจะเย็นลงอย่างรวดเร็วด้วยการถ่ายโอนความร้อนออกไป อากาศตามพื้นดินด้านล่างหรือบริเวณหุบเขาจะยังร้อนกว่าเพราะคายความร้อนได้ช้ากว่า อากาศเย็นจากบนภูเขาและลาดเขาจึงเคลื่อนที่ลงมาสู่พื้นดินด้านล่างบริเวณหุบเขา เรียกว่า ลมภูเขา



ขณะที่ลมพัดมานั้น เราสามารถบอกทิศทางลมและอัตราเร็วของลมได้ เพราะมีเครื่องวัดทิศทางลม และเครื่องวัดอัตราเร็วของลมนั่นเอง

  • ศรลม คือ เครื่องมือที่ใช้วัดทิศทางลม มีลักษณะเป็นลูกศร ที่มีหางเป็นแผ่นใหญ่กว่าหัวลูกศร ศรลมจะหมุนรอบตัวในแนวราบ ซึ่งทำงานโดยเมื่อลมพัดมาหางลูกศรซึ่งมีขนาดใหญ่ มีพื้นที่ปะทะกับลมมากกว่า จึงถูกพัดให้ไปปัดหันเอาหัวลูกศรที่มีขนาดเล็กชี้ไปยังทิศที่ลมพัดมา


  • แอนนีมอมิเตอร์ คือ เครื่องมือวัดอัตราเร็วลม มีลักษณะเป็นรูปถ้วยรับลม จำนวนรอบของการหมุนของถ้วยต่อ 1 หน่วยเวลา คือ อัตราเร็วของลมที่วัดซึ่งสามารถคำนวณเป็นระยะทางได้




นักอุตุนิยมวิทยา คือ นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับลม ฟ้า อากาศ โดยจะรวบรวมข้อมูลการเปลี่ยนแปลงของอากาศจากสถานตรวจอากาศทั่วโลก แล้วนำเข้าประมวลผลในคอมพิวเตอร์วิเคราะห์ผลและพยากรณ์อากาศให้ทราบล่วงหน้า

นอกจากสถานีตรวจวัดอากาศภาคพื้นดินจะตรวจวัดอุณหภูมิ ความชื้น ความดันบรรยากาศ ความเร็วทิศทางลม และปริมาณน้ำฝนแล้ว ยังตรวจวัดสภาพอากาศเบื้องบนด้วยบอลลูนตรวจวัดอากาศ และดาวเทียม ทำให้ข้อมูลสภาพอากาศสมบูรณ์ยิ่งขึ้น




วัฏจักรของน้ำ หมายถึง การหมุนเวียนของน้ำจากแหล่งต่างๆ และจากการคายน้ำของพืชเมื่อได้รับความร้อน จะกลายเป็นไอระเหยขึ้นสู่อากาศ รวมตัวกันเป็นก้อนเมฆ เมื่ออุณหภูมิเหมาะสมและมีปริมาณไอน้ำในอากาศเพียงพอ จะเกิดการควบแน่นตกกลับลงมาสู่พื้นโลกกลายเป็นหยดน้ำหรือน้ำฝน


วัฏจักรของน้ำ


จากภาพข้างต้น เป็นการเกิดวัฏจักรของน้ำ ดังนี้

  1. ความร้อนจากดวงอาทิตย์ทำให้น้ำบริเวณผิวหน้าของแม่น้ำลำธาร ทะเล มหาสมุทร ระเหยกลายเป็นไอ ลอยตัวขึ้นสู่บรรยากาศ


  2. เมื่อไอน้ำลอยตัวขึ้นสูงไปกระทบกับความเย็นในบรรยากาศ จะกลั่นตัวเป็นละอองน้ำเล็กๆ เมื่อละอองน้ำเล็กๆ เหล่านั้นรวมตัวกันจะกลายเป็นก้อนเมฆ


  3. เมื่อรวมตัวกันเป็นเมฆก้อนใหญ่ขึ้น อากาศไม่สามารถพยุงให้ก้อนเมฆลอยอยู่ได้ จึงตกลงมาเป็นฝน


  4. หยดน้ำฝนส่วนหนึ่งจะไหลลงสู่ดิน ส่วนหนึ่งจะไหลลงแม่น้ำ ลำธาร เกิดเป็นวัฏจักรวนเวียนอยู่เช่นนี้ ไม่มีจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด

อุณหภูมิ ความชื้น ความดันอากาศ และกระแสลม เหล่านี้ล้วนมีผลต่อวัฏจักรของน้ำทั้งนั้น ซึ่งวัฏจักรของน้ำเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นจากอิทธิพลของดวงอาทิตย์ ที่ทำให้เกิดการระเหยของน้ำเข้าสู่บรรยากาศแล้วหมุนเวียนกลับไปเป็นน้ำลงสู่พื้นโลกอย่างไม่มีสิ้นสุด นอกจากนี้แล้วดวงอาทิตย์ยังมีอิทธิพลต่อโลกของเราอีก เช่น การเกิดกลางวันกลางคืน




โลก (Earth) เป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่งใน ระบบสุริยะ ขณะที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ (Sun) โลกจะหมุนรอบตัวเองไปด้วย โดยใช้เวลารอบละ 1 วัน

การที่โลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้บริเวณต่างๆ บนผิวโลกได้รับแสงและไม่ได้รับแสงจากดวงอาทิตย์สลับกันไป เมื่อโลกหมุนไปได้ครึ่งรอบ บริเวณที่เคยได้รับแสงจะเปลี่ยนเป็นไม่ได้รับแสง ทำให้เวลาเปลี่ยนจากกลางวันเป็นกลางคืน และบริเวณนั้นจะได้รับแสงอีกครั้งเมื่อโลกหมุนไปอีกครึ่งรอบ จะเห็นว่าการเกิดกลางวัน กลางคืน เนื่องจากโลกหมุนรอบตัวเองนั่นเอง

โลกหมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันตกไปทิศตะวันออกหรือทิศทวนเข็มนาฬิกา จึงทำให้เห็นดวงอาทิตย์เคลื่อนที่จากทิศตะวันออกไปทิศตะวันตกหรือทิศตามเข็มนาฬิกา ทิศที่เห็นดวงอาทิตย์ขึ้นกำหนดให้เป็นทิศตะวันออก ส่วนทิศที่เห็นดวงอาทิตย์เรียกว่า ทิศตะวันตก จึงกล่าวได้ว่ากำหนดให้มีทิศต่างๆ เกิดขึ้นเพราะโลกหมุนรอบตัวเอง

โลกหมุนรอบตัวเองเกิดอะไรขึ้น

ขณะที่โลกหมุนรอบตัวเองอยู่นั้น ดาวเคราะห์ (Planet) ดวงจันทร์ (Moon) และ ดาวฤกษ์ (Star) ในท้องฟ้าจะมีปรากฏการณ์เกิดขึ้นเหมือนกัน นั่นคือ การเกิดปรากฎการณ์ขึ้นตกของดวงดาว




โลกหมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันตกไปทิศตะวันออก หรือหมุนทวนเข็มนาฬิกา สำหรับซีกโลกเหนือจึงทำให้เห็นดาวต่างๆ ขึ้นทางทิศตะวันออกและตกทางทิศตะวันตก ส่วนซีกโลกใต้จะตรงข้ามกัน

ดาวบนท้องฟ้า นอกจากดาวเคราะห์ที่เห็นด้วยตาเปล่า 5 ดวง คือ ดาวพุธ (Mercury) ดาวศุกร์ (Venus) ดาวอังคาร (Mars) ดาวพฤหัสบดี (Jupiter) และดาวเสาร์ (Saturn) แล้วยังมีดาวฤกษ์อื่นๆ อีกมากมาย ดาวฤกษ์เป็นดาวที่มีแสงสว่างในตัวเอง ถึงแม้จะมีการเคลื่อนที่แต่เนื่องจากการอยู่ไกลมากจึงเห็นเป็นดาวที่ประจำที่ รูปร่างของดาวที่ต่อเรียงกันเป็นกลุ่มก็จะมีรูปร่างคงเดิม จึงใช้ประโยชน์จากดาวในการบอกทิศทาง

แผนที่ดาววงกลม


การบอกตำแหน่งของดาว จะบอกโดยกำหนดเป็นค่ามุมเงยและทิศ มุมเงย คือ มุมที่เกิดระหว่างเส้นตรงจากระดับสายตาถึงขอบฟ้ากับเส้นตรงจากตาถึงดาวที่สังเกต

ในแผนที่ดาวประกอบด้วยกลุ่มดาวต่างๆ ที่ปรากฏให้เห็นได้ในช่วงเวลาที่แตกต่างกันของปี เช่น กลุ่มดาวแมงป่อง จะเห็นขึ้นตอนหัวค่ำในเดือนกรกฎาคม และจะขึ้นตอนเที่ยงวันในเดือนกันยายน ส่วนเดือนธันวาคม จะไม่เห็นกลุ่มดาวนี้ (ภาพแผนที่ดาว คือ แผนที่ท้องฟ้า ใช้ง่ายและแบ่งครึ่งทรงกลม ท้องฟ้าออกเป็น 2 ส่วน คือ ฟ้าทางทิศเหนือและทิศใต้ โดยมีเส้นที่ลากจากขอบฟ้าตรงทิศตะวันออกผ่านจุดเหนือศีรษะไปยังขอบฟ้าตรงทิศตะวันตกเป็นเส้นแบ่ง การใช้แผนที่ดาวจะช่วยให้ศึกษาท้องฟ้าได้ง่ายยิ่งขึ้น)





ที่มาข้อมูล : สสวท. กระทรวงศึกษาธิการ คู่มือครูสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 พ.ศ.2544
สสวท. กระทรวงศึกษาธิการ หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 พ.ศ.2544
จำนวนคนอ่าน 68231 คน
   
 

© 2000 - 2014 www.myfirstbrain.com All Rights Reserved