การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้เกิดลูกเห็บขนาดใหญ่ได้อย่างไร

อุณหภูมิโลกที่สูงขึ้นอาจทำให้พายุลูกเห็บรุนแรงขึ้น โดยมีน้ำแข็งก้อนใหญ่ขึ้นและฝนตกหนักมากขึ้น แต่ลูกเห็บจะใหญ่แค่ไหน?

หราชอาณาจักรเป็นช่วงฤดูร้อนที่สูงสุด และประเทศนี้อยู่ในกำมือของคลื่นความร้อน ในเมืองเลสเตอร์เชียร์ ทางตอนกลางของอังกฤษ เด็กๆ ในช่วงปิดเทอมจะเล่นพายในสระเพื่อให้ร่างกายเย็นลง จากนั้นท้องฟ้าก็มืดลง

ในช่วงเช้าตรู่ของวันที่ 21 กรกฎาคม พ.ศ. 2564 ลูกเห็บขนาดเท่าลูกกอล์ฟที่พุ่งลงมาจากท้องฟ้าอย่างกะทันหัน ทุบกระจกรถและรถที่กระแทกเข้าใส่ สวนซึ่งเมื่อครู่ก่อนหน้านี้เต็มไปด้วยผู้คนที่อาบแดดยามเย็น ได้รับความเสียหายอย่างหนักจากฝนที่ตกลงมาอย่างหนัก

แม้ว่าพายุลูกเห็บ – ที่เกิดจากกระแสลมแรงสูงของเมฆในชั้นบรรยากาศ – มีความรุนแรงผิดปกติ แต่ก็ไม่รุนแรงเมื่อเทียบกับพายุลูกเห็บที่พัดถล่มคาลการีในแคนาดาในเดือนมิถุนายน 2020 ลูกเห็บขนาดเท่าลูกเทนนิสสร้างความเสียหายให้กับบ้านเรือนและยานพาหนะอย่างน้อย 70,000 หลัง ทำลายพืชผล และปล่อยให้พื้นที่นั้นต้องเสียค่าซ่อมแซม 1.2 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ (940 ล้านเหรียญสหรัฐ/720 ล้านปอนด์) พายุลูกเห็บ 20 นาทีเป็น เหตุการณ์ สภาพอากาศที่มีค่าใช้จ่ายสูงที่สุดงานหนึ่งของประเทศ

และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกำลังเปลี่ยนแปลงรูปแบบของพายุลูกเห็บ ในเท็กซัสโคโลราโดและแอละแบมามีการทำลายสถิติลูกเห็บที่ใหญ่ที่สุดในช่วงสามปีที่ผ่านมา โดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 16 ซม. (6.2 นิ้ว) ในปี 2020 ตริโปลี เมืองหลวงของลิเบีย ถูกลูกเห็บถล่ม ทับเกือบ 18 ซม . (7.1 นิ้ว)

แม้ว่าลูกเห็บขนาดยักษ์ที่จัดว่าเป็นลูกเห็บขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 10 ซม. (3.9 นิ้ว) นั้นหายากมาก แต่ก็เป็นตัวบ่งชี้และความเสียหายของลูกเห็บในสหรัฐฯ ในปัจจุบันโดยเฉลี่ยมากกว่า 10,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ (7.6 พันล้านปอนด์) ต่อปี

แต่ทำไมภาวะโลกร้อนอาจทำให้ปริมาณน้ำแข็งตกลงมาจากท้องฟ้าเพิ่มขึ้น? และข้อ จำกัด ของพวกเขาคือลูกเห็บขนาดใหญ่ที่สามารถเติบโตได้หรือไม่?

ลูกเห็บก่อตัวเป็นหยดน้ำถูกพัดขึ้นไปในพายุฝนฟ้าคะนอง กระแสน้ำพัดพาพวกมันไปยังส่วนต่าง ๆ ของชั้นบรรยากาศที่อากาศเย็นพอที่จะทำให้ละอองน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง ความชื้นจากอากาศสะสมอยู่ที่ด้านนอกของหยดน้ำแข็งในขณะที่มันเคลื่อนตัวผ่านอากาศ ทำให้ลูกเห็บเติบโตเป็นชั้นคล้ายหัวหอม

ลูกเห็บเติบโตเร็วแค่ไหนขึ้นอยู่กับปริมาณความชื้นในอากาศ มันจะเติบโตต่อไปจนกว่ากระแสน้ำจะไม่แข็งแกร่งพอที่จะทำให้มันสูงขึ้น กระแสลมที่ พุ่งขึ้น 103 กม./ชม. (64 ไมล์ต่อชั่วโมง) รองรับลูกเห็บขนาดลูกกอล์ฟ ในขณะที่ลูกที่เร็วขึ้น 27% สามารถสร้างลูกเห็บขนาดเท่าลูกเบสบอลได้ตามข้อมูลของสำนักงานบริหารมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (แม้ว่าเราจะเห็นในอีกสักครู่ ขนาดของลูกเห็บไม่ได้เกี่ยวข้องโดยตรงกับน้ำหนักของมันเสมอไป) อากาศที่ชื้นมากขึ้นและกระแสลมที่พัดแรงขึ้นจะทำให้ลูกเห็บมีขนาดใหญ่ขึ้น ลูกเห็บขนาดใหญ่มักจะตกลงมาใกล้กับกระแสน้ำขึ้นสูง ในขณะที่ลูกเห็บขนาดเล็กจะตกลงมาไกลออกไป ซึ่งมักจะพัดไปที่นั่นโดยลมพัด

Julian Brimelow ผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์กายภาพแห่ง Environment and Climate Change Canada ซึ่งเป็นหน่วยงานของรัฐบาลแคนาดา ได้ศึกษาว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผลต่อลูกเห็บอย่างไร พายุทำลายล้างที่ก่อให้เกิดลูกเห็บที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 25 มม. (1 นิ้ว) รูปแบบ. พวกมันต้องการความชื้นเพียงพอ กระแสน้ำไหลออกอย่างทรงพลัง และ “ปัจจัยกระตุ้น” ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นสภาพอากาศ นี่คือเหตุผลที่พายุลูกเห็บร้ายแรงมักจำกัดอยู่เฉพาะบางภูมิภาค เช่น Great Plains ในสหรัฐอเมริกาและโกลด์โคสต์ของออสเตรเลีย โดยทั่วไปแล้ว บริเวณดังกล่าวจะมีอากาศเย็นและแห้งในบรรยากาศชั้นบนเหนืออากาศที่พื้นผิวอุ่นและชื้น สถานการณ์ที่ไม่แน่นอนนี้นำไปสู่กระแสน้ำที่รุนแรงและการเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง

สถานที่ดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะเกิดพายุฝนฟ้าคะนองประเภทหนึ่งที่รู้จักกันในชื่อ supercells เป็นพิเศษซึ่งสามารถสร้างลูกเห็บขนาดใหญ่มากได้เนื่องจากกระแสน้ำที่หมุนวนอันทรงพลังที่พวกมันสร้างขึ้น

แต่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้อุณหภูมิของชั้นบรรยากาศของโลกเปลี่ยนแปลง ปริมาณความชื้นในอากาศก็เช่นกัน อากาศที่อุ่นกว่าสามารถกักเก็บไอน้ำได้มากกว่าในขณะที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นก็หมายความว่าน้ำจะระเหยออกจากพื้นผิวโลกมากขึ้น สิ่งนี้คาดการณ์ว่าจะนำไปสู่ฝนตกหนักและพายุที่รุนแรงขึ้นในส่วนต่างๆ ของโลก

มีการสังเกตวันที่มีลูกเห็บขนาดเล็กน้อยลงด้วยภาวะโลกร้อน แต่มีอีกหลายวันที่มีลูกเห็บขนาดใหญ่ – Julian Brimelow

“ในขณะที่โลกยังคงอุ่นขึ้น พื้นที่ที่มีพายุลูกเห็บมักจะเปลี่ยนไป” Brimelow กล่าว “พื้นที่ในขณะนี้ซึ่งมีความชื้นเพียงพอเป็นปัจจัยจำกัด อาจมีความชื้นมากขึ้นและด้วยเหตุนี้ ความถี่ของพายุลูกเห็บจึงอาจเพิ่มขึ้น” 

การรวมกันของข้อสังเกตของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นแล้วและแบบจำลองสภาพภูมิอากาศทำให้นักวิจัยสรุปได้ว่าพายุลูกเห็บจะเกิดบ่อยขึ้นในออสเตรเลียและยุโรป แต่จะมีการลดลงในเอเชียตะวันออกและอเมริกาเหนือ แต่พวกเขายังพบว่าพายุลูกเห็บโดยทั่วไปจะรุนแรงขึ้น

และแม้ว่าพายุลูกเห็บจะเกิดน้อยลงในอเมริกาเหนือ แต่ลูกเห็บเมื่อตกลงมาก็มีแนวโน้มที่จะมีขนาดใหญ่ขึ้นเช่นกัน จากการศึกษาแยกกันโดย Brimelow และเพื่อนร่วมงานของเขาที่พิจารณาว่าสภาพลูกเห็บในอเมริกาเหนืออาจเปลี่ยนแปลงในโลกที่ร้อนขึ้นได้อย่างไร

สาเหตุหนึ่งก็เพราะว่าความสูงที่ลูกเห็บเริ่มละลายเมื่อตกลงมาจะถูกยกขึ้นดังนั้นลูกเห็บขนาดเล็กจะละลายเป็นสายฝนก่อนจะตกลงสู่พื้น แต่หินก้อนใหญ่เคลื่อนผ่านเขตอบอุ่นเร็วเกินไปจนหลอมละลายได้ ส่งผลอย่างมากต่อพวกเขา  

“เราได้เห็นหลักฐานในเรื่องนี้แล้ว โดยข้อมูลลูกเห็บในฝรั่งเศสบ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงในการกระจายขนาดของลูกเห็บ ” Brimelow กล่าว ลูกเห็บเป็นก้อนของวัสดุเนื้ออ่อนที่ทิ้งไว้ในพายุและบิดเบี้ยวเมื่อได้รับผลกระทบจากลูกเห็บเพื่อบันทึกขนาดและจำนวนลูกเห็บในพื้นที่ “มีวันที่มีลูกเห็บขนาดเล็กน้อยลงพร้อมกับภาวะโลกร้อน แต่ก็มีวันที่มีลูกเห็บขนาดใหญ่มากขึ้น” 

อาจหมายความว่าความเสียหายประจำปีที่เกิดจากลูกเห็บอาจเพิ่มขึ้นเช่นกัน แต่การระบุให้แน่ชัดว่าพื้นที่ใดจะได้รับความเสียหายเพิ่มขึ้นจากลูกเห็บนั้นเป็นเรื่องยาก Brimelow กล่าว

ในพื้นที่ที่คาดว่าจะเกิดความเสียหายจากลูกเห็บ โครงสร้างอาจได้รับการจัดอันดับสำหรับการต้านทานลูกเห็บ วิธีการปัจจุบันใช้ลูกเหล็กซึ่งอาจหล่นหรือยิงจากเครื่องยิงลมเพื่อจำลองการกระแทก แต่การเพิ่มขนาดของลูกเห็บไม่ได้เพิ่มความเสียหายอย่างที่คุณคาดหวัง การศึกษาในปี 2020  โดยมหาวิทยาลัย Texas Tech ได้สำรวจว่าเหตุใดการทำนายจึงเป็นเรื่องยาก และเหตุใดพายุลูกเห็บจึงสร้างความเสียหายได้มากกว่าที่คาดไว้ 

อุณหภูมิและระดับความชื้นในอากาศที่ลูกเห็บก่อตัวอาจส่งผลต่อความหนาแน่นของมัน ในอากาศที่เย็นจัด น้ำจะแข็งตัวทันทีที่ชนกับลูกเห็บ แต่สิ่งนี้สามารถนำไปสู่อากาศจำนวนมากและถูกผสมกับน้ำแข็ง หากน้ำแข็งตัวช้ากว่าปกติ อาจเป็นเพราะอากาศอุ่นขึ้นหรือความชื้นในอากาศสูง ซึ่งหมายความว่าไม่ใช่ทุกอย่างจะหยุดในทันที ฟองอากาศจะมีเวลาหลบหนี สิ่งนี้นำไปสู่น้ำแข็งใสที่มีแนวโน้มว่าจะหนาแน่นขึ้น ลูกเห็บขนาดเล็กมีความหนาแน่นเพียงครึ่งเดียวของน้ำแข็งบริสุทธิ์เนื่องจากมีอากาศผสมอยู่มากเนื่องจากมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนตัวขึ้นอย่างรวดเร็วในชั้นบรรยากาศก่อนที่จะตกลงมาอีกครั้ง

ลูกเห็บที่ใหญ่ที่สุดมักประกอบด้วยชั้นน้ำแข็งที่ซับซ้อนซึ่งก่อตัวขึ้นขณะเคลื่อนที่ไปมาในคอลัมน์อากาศ การดูส่วนตัดขวางของน้ำแข็งสามารถเปิดเผยได้มากมายเกี่ยวกับการก่อตัวของน้ำแข็ง ในขณะที่เนินหินและโครงสร้างคล้ายน้ำแข็งที่ด้านนอกของหินลูกเห็บยังให้คำใบ้ว่ามันอาจจะหมุนไปอย่างไรเมื่อถูกพายุพัดไป

หน้าแรก