สดร.เฉลยให้ ‘เมฆหางเครื่องบิน’ เกิดขึ้นได้อย่างไร?

วันนี้ ( 22 ม.ค. 65 )NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ ได้โพสต์ให้ความรู้ประชาชนผ่านเฟซบุ๊ก โดยระบุว่า เมฆสีขาวเป็นทางยาวเหนือฟ้า ในทางวิชาการเรียกว่า "คอนเทรล" (Contrail ย่อมาจาก Condensation Trail) หรือที่คนไทยเรียกกันว่า "เมฆหางเครื่องบิน" เป็นเมฆที่เกิดจากไอเสียของเครื่องบินไอพ่น เมื่อเครื่องบินไอพ่นบินในระดับสูง ไอน้ำและสารประกอบอื่นๆ ที่ได้มาจากการสันดาปของเครื่องยนต์ไอพ่น ปะทะกับอากาศเย็นซึ่งอยู่ภายนอก เกิดการควบแน่นเป็นหยดน้ำ เราจึงมองเห็นควันเมฆสีขาวถูกพ่นออกมาทางท้ายของเครื่องยนต์เป็นทางยาว

ไอน้ำ คือน้ำที่มีสถานะเป็นแก๊ส และเป็นองค์ประกอบหนึ่งของอากาศรอบๆ ตัวเรา ปริมาณไอน้ำที่อยู่ในอากาศนั้นสัมพันธ์กับสิ่งที่เราเรียกว่า “ความชื้น” โดยปริมาณความชื้นที่อากาศสามารถรองรับได้นั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ โดยอุณหภูมิที่ลดต่ำลงจะทำให้ปริมาณความชื้นที่อากาศสามารถรองรับเอาไว้ได้นั้นลดน้อยลง ความชื้นที่เหลือเกินจากจุดอิ่มตัวจึงควบแน่นออกมาเป็นละอองน้ำในอากาศ ไอน้ำนั้นแท้จริงแล้วเป็นแก๊สใสไม่มีสี แต่ “ไอน้ำ” ที่เราเห็นบนน้ำเดือดนั้น แท้จริงแล้วคือหยดละอองน้ำเล็กๆ ที่เกิดจากไอน้ำกลั่นตัวเป็นหยดน้ำนั่นเอง

ไอน้ำในอากาศจะสามารถกลั่นตัวได้ดีเมื่ออุณหภูมิลดต่ำลง นี่คือสาเหตุที่เวลาเราหายใจออกมาจากบนยอดดอย เราจะสามารถเห็นลมหายใจออกมาเป็นไอได้ เนื่องจากลมหายใจของมนุษย์นั้นเต็มไปด้วยไอน้ำทั้งจากความชื้นภายในปอด และผลผลิตจากปฏิกิริยาเผาผลาญพลังงานภายในร่างกายของเรา

เช่นเดียวกัน ผลผลิตที่สำคัญของปฏิกิริยาสันดาปของไอพ่นเครื่องบินก็คือน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งสามารถกลั่นตัวเป็นละอองน้ำหรือ “เมฆ” ที่อยู่ตามหลังเครื่องยนต์ของเครื่องบินได้ จึงเรียกว่า “เมฆหางเครื่องบิน” เมฆหางเครื่องบินหรือคอนเทรลนั้นจะเกิดได้ดีในช่วงที่มีอุณหภูมิต่ำ จึงเห็นได้ดีในเมืองหนาว ซึ่งด้วยระดับความสูงของเครื่องบินนั้นทำให้อุณหภูมิที่ความสูงของเครื่องบินนั้นอาจจะต่ำกว่าอุณหภูมิภาคพื้นได้เป็นอย่างมาก ในบางครั้งคอนเทรลจึงสามารถสังเกตเห็นได้ในช่วงฤดูหนาวของประเทศโซนร้อน

เมฆหางเครื่องบิน เป็นปรากฏการณ์ที่สามารถพบเห็นได้ในทั่วไป และเป็นภาพที่คุ้นตาเป็นอย่างมากของประเทศในเขตหนาว ที่ในบางครั้งจะเห็นเมฆยาวๆ ค้างอยู่บนฟ้าเป็นเวลานานนับหลายชั่วโมง แต่ประเทศในเขตร้อนนั้นอาจจะพบเห็นน้อยกว่ามาก โดยเฉพาะในช่วงฤดูอื่นนอกเหนือจากฤดูหนาว เนื่องจากไอน้ำที่ออกจากไอพ่นของเครื่องบินนั้นจะใช้เวลาสักพักในการทำให้เย็นตัวลง และเมฆหางเครื่องบินจะค่อยๆ กระจายตัวเพิ่มขึ้น เมฆหางเครื่องบินจึงมักจะมีขนาดเล็กในช่วงที่เพิ่งออกจากเครื่องบิน และจะค่อยๆ ขยายตัวใหญ่ขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ด้วยเหตุนี้จึงมักจะเกิดการสับสนระหว่างเมฆหางเครื่องบิน กับ “ดาวหาง” หรือ “ดาวตก” อยู่เป็นประจำ โดยเฉพาะในประเทศเขตร้อนที่ผู้คนอาจจะไม่ค่อยคุ้นเคยกับปรากฏการณ์เช่นนี้เท่าใดนัก

เมฆหางเครื่องบินมักจะเกิดขึ้นที่ระดับความสูงค่อนข้างมาก อาจจะสูงมากกว่า 8,000 เมตร หรือ 26,000 ฟุต ทำให้สามารถสังเกตเห็นได้เป็นบริเวณกว้าง ซึ่งหากเมฆนี้เกิดขึ้นในช่วงรุ่งเช้าหรือหัวค่ำที่ระดับความสูงค่อนข้างมาก อาจสะท้อนแสงสนธยา ทำให้มองเห็นเมฆเป็นสีส้มแดง และสร้างความเข้าใจผิดได้ง่ายว่าเป็นลูกไฟที่เผาไหม้อยู่บนท้องฟ้า คล้ายกับดาวตก อย่างไรก็ตาม ดาวตกในทั่วไปนั้นจะมีความสว่างไม่คงที่ เคลื่อนที่ค่อนข้างเร็ว และจะไม่สามารถอยู่ค้างบนท้องฟ้าได้เป็นระยะเวลานาน โดยดาวตกส่วนมากนั้นจะปรากฏให้เห็นเพียงเสี้ยววินาที และดาวตกที่ยาวที่สุดอาจจะอยู่ได้เพียงไม่กี่วินาที ในขณะที่เมฆหางเครื่องบินนั้นเดินทางช้ากว่าเป็นอย่างมาก และจะอยู่ค้างบนท้องฟ้าไปได้นานตราบเท่าที่ยังสามารถสังเกตเห็นเครื่องบินได้ จึงสามารถใช้เกณฑ์นี้เป็นตัวแบ่งแยกระหว่างทั้งสองปรากฏการณ์ได้ค่อนข้างชัดเจน นอกจากนี้ดาวตกมักจะไม่สามารถสังเกตเห็นได้ในเวลากลางวัน เว้นเสียแต่จะมีความสว่างเป็นอย่างมากเสียจนเป็นแสงวาบสว่างไสวบนท้องฟ้า 

ข้อมูลจาก : สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ

ภาพจาก : สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ