ในบทความก่อนหน้านี้ ผมได้เล่าเปรียบเทียบขั้วโลกเหนือกับขั้วโลกใต้ว่าคล้ายคลึงกันหรือแตกต่างกันอย่างไรไปแล้ว รวมทั้งยกตัวอย่างว่ามีนกชนิดหนึ่งซึ่งเชื่อมโยงขั้วโลกทั้งสองของโลกเข้าด้วยกัน นั่นคือ นกนางนวลแกลบขั้วโลก (Arctic tern)

คราวนี้จะขอเล่าถึงความเชื่อมโยงระหว่างทั้งสองขั้วโลกอีกอย่าง จุดเชื่อมไม่ได้เป็นสิ่งมีชีวิตครับ แต่เป็นเมฆพิเศษรูปแบบหนึ่ง เรียกว่า เมฆทีปราตรี (ออกเสียงว่า ที-ปะ-รา-ตรี)

ก่อนอื่นขอแนะนำเมฆทีปราตรีกันก่อนว่าเป็นอย่างไรนะครับ เมฆทีปราตรี (noctilucent cloud) เป็นเมฆที่เกิดสูงในระดับ 76-85 กิโลเมตร และอยู่ในแถบขั้วโลก ความสูงระดับนี้ตรงกับบรรยากาศชั้นเมโซสเฟียร์และอยู่ค่อนไปทางขอบบนของบรรยากาศชั้นนี้

ดังนั้น เมฆทีปราตรีจึงมีชื่อเรียกอีกอย่างว่า เมฆในชั้นบรรยากาศเมโซสเฟียร์แถบขั้วโลก (polar mesospheric cloud)

ระดับความสูงที่เกิดเมฆทีปราตรีสำคัญมาก เนื่องจากเป็นความสูงที่อุณหภูมิของชั้นบรรยากาศลดลงต่ำที่สุด คือ ราว -95 องศาเซลเซียส (หรืออาจต่ำกว่านี้ในบางครั้ง)

เมฆทีปราตรีจึงมีอุณหภูมิหนาวเย็นจัด และประกอบด้วยผลึกน้ำแข็งเล็กจิ๋ว ขนาดผลึกไม่เกิน 0.1 ไมโครเมตร

ความยาว 1 ไมโครเมตร = 1 ในล้านส่วนของเมตร คุณผู้อ่านอาจลองเทียบกับเส้นผมของคนเราซึ่งมีเส้นผ่าศูนย์กลางราว 100 ไมโครเมตร นั่นคือ ผลึกน้ำแข็งในเมฆทีปราตรีมีขนาดเล็กกว่าความหนาของเส้นผมถึงราว 1,000 เท่า

เนื่องจากเมฆทีปราตรีจะเกิดในอุณหภูมิที่ต่ำมากเท่านั้น เราจึงมีโอกาสสังเกตเห็นเมฆชนิดนี้ในบริเวณระหว่างละติจูด 50 ถึง 70 องศาเหนือ ในซีกโลกเหนือ (หรือ 50 ถึง 70 องศาใต้ ในซีกโลกใต้) ทั้งนี้เพราะในบริเวณที่ละติจูดต่ำกว่า 50 องศา อุณหภูมิยังต่ำไม่พอ ส่วนในบริเวณที่สูงกว่า 70 องศา แม้จะเกิดเมฆชนิดนี้ได้ แต่ท้องฟ้าก็ไม่มืดพอที่จะทำให้มองเห็นได้

อย่างไรก็ดี มีข้อยกเว้นเช่นกัน คือ ในปี ค.ศ.1908 สามารถสังเกตเห็นเมฆทีปราตรีได้ที่ละติจูด 45 องศา สันนิษฐานกันว่าเหตุการณ์อุกกาบาตระเบิดที่ทังกัสกา (Tunguska) ทำให้ฝุ่นผงปริมาณมหาศาลฟุ้งกระจายขึ้นถึงชั้นบรรยากาศระดับสูง

เมฆทีปราตรีจะปรากฏให้เห็นหากดวงอาทิตย์จะอยู่ต่ำกว่าขอบฟ้าระหว่าง 6 ถึง 16 องศา โดยเห็นได้ในช่วงฤดูร้อน ถ้าเป็นแถบซีกโลกเหนือ ก็ราวปลายเดือนพฤษภาคมถึงต้นเดือนสิงหาคม ถ้าเป็นแถบซีกโลกใต้ ก็ตั้งแต่เดือนธันวาคมถึงเดือนมกราคม

น่าสนใจว่าในช่วงฤดูร้อนนี้เองที่อุณหภูมิของบรรยากาศชั้นเมโซสเฟียร์ต่ำกว่าช่วงฤดูอื่น

หากมองจากพื้น เมฆแบบนี้มักมีสีฟ้าและสุกสว่างในยามค่ำคืน (สีฟ้านี้บางทีฝรั่งเรียกว่า electric blue) ฝรั่งจึงเรียกเมฆแบบนี้ว่า noctilucent cloud หมายถึง เมฆที่ส่องสว่างในยามค่ำคืน เพราะคำว่า nocti เป็นคำอุปสรรคในภาษาละตินหมายถึง กลางคืน ส่วนคำว่า lucent แปลว่าส่องสว่าง

เมื่อหลายปีก่อน (17 พฤศจิกายน ค.ศ.2016) ยาน Aeronomy of Ice in Mesosphere หรือ AIM ขององค์การ NASA สามารถตรวจจับเมฆทีปราตรีบริเวณขั้วโลกใต้ และพบว่าเมฆดังกล่าวก่อตัวเป็นรูปคล้ายวงแหวนรอบขั้วโลกใต้เหนือทวีปแอนตาร์ติกา

โดยอยู่สูงถึงราว 80 กิโลเมตร

คุณผู้อ่านอาจข้องใจว่าเมฆทีปราตรีสำคัญอะไรนักหนาถึงขนาด NASA ต้องลงทุนสร้างยานขึ้นไปเพื่อศึกษา

คำตอบคือ ปกติแล้วเมฆที่เราพบเห็นเกือบทั้งหมดอยู่ในชั้นบรรยากาศติดพื้น เรียกว่า โทรโพสเฟียร์ ซึ่งมีความหนาเฉลี่ย 20 กิโลเมตร (แถบเขตร้อน) 17 กิโลเมตร (แถบเขตอบอุ่น) และ 7 กิโลเมตร (แถบขั้วโลก)

หากสูงกว่านี้ขึ้นไป ปริมาณไอน้ำจะน้อยมากจนไม่น่าจะเกิดเมฆใดๆ ได้อีก ยกเว้น เมฆมุก (nacreous clouds) ซึ่งเกิดในช่วงความสูงราว 15-25 กิโลเมตร

ดังนั้น การพบเมฆทีปราตรีที่ความสูงระดับ 80 กิโลเมตร จึงเป็นเรื่องเกินความคาดหมาย และน่าทึ่งอย่างยิ่ง!

ยาน AIM ถูกส่งขึ้นไปตั้งแต่ปี ค.ศ.2007 เริ่มแรกมีเป้าหมายเพื่อศึกษาเมฆทีปราตรีทั้งในแง่องค์ประกอบทางเคมีและการก่อตัว

แต่ยาน AIM กลับพบข้อมูลหลักฐานที่น่าตื่นเต้นเพราะไม่คาดคิดมาก่อน นั่นคือ ปริมาณการเกิดเมฆทีปราตรีในบรรยากาศชั้นเมโซสเฟียร์ทางแถบขั้วโลกใต้มีส่วนเชื่อมโยงกับกระแสลมในบรรยากาศชั้นสแตรโตสเฟียร์ทางแถบขั้วโลกเหนือ

อ่านอีกครั้งนะครับ ความเชื่อมโยงนี้ไม่เพียงแต่อ้างถึงบรรยากาศคนละชั้น คือ เมโซสเฟียร์-สแตรโตสเฟียร์ เท่านั้น แต่ยังอ้างถึงบริเวณขั้วโลก 2 ขั้วซึ่งอยู่ห่างกันลิบลับ นั่นคือ ขั้วโลกใต้-ขั้วโลกเหนือ อีกด้วย!

ความเชี่อมโยงโดยสรุปก็คือ เมื่อกระแสลมในบรรยากาศชั้นสแตรโตสเฟียร์เหนือขั้วโลกเหนืออ่อนกำลังลง (ความเร็วลดลง) ก็จะส่งผลกระทบไปยังบรรยากาศชั้นเมโซสเฟียร์เหนือขั้วโลกใต้ ทำให้บรรยากาศชั้นนี้อุ่นขึ้นและแห้งขึ้น (มีปริมาณไอน้ำลดลง)

ผลก็คือ เกิดเมฆทีปราตรีในปริมาณลดลงตามไปด้วย ทั้งนี้ ผลกระทบดังกล่าวจะเกิดตามมาในเวลาราว 2 สัปดาห์ (ดูกราฟที่นำมาฝากครับ)

เมื่อครั้งที่เกิดปรากฏการณ์การยุบตัวของวอร์เทกซ์ขั้วโลก (Polar Vortex Collapse) ซึ่งทำให้บางส่วนในสหรัฐอเมริกาหนาวเย็นจัด ต่อมาอีกราว 2 สัปดาห์ นักวิทยาศาสตร์ก็พบว่าเมฆทีปราตรีเหนือขั้วโลกใต้ก็ลดปริมาณลงตามไปด้วยเช่นกัน

ความสัมพันธ์ระหว่างลมฟ้าอากาศและภูมิอากาศที่อยู่ห่างไกลกันนับพันกิโลเมตรแบบนี้ ในทางอุตุนิยมวิทยาเรียกว่า ความเชื่อมโยงระยะไกล (Teleconnection) ครับ

พูดง่ายๆ คือ เดิมที NASA ต้องการศึกษาความแปลกของเมฆทีปราตรีว่ามาเกิดตรงที่สูงขนาดนี้ได้ยังไง แต่ไปๆ มาๆ กลับได้พบกับความพิศวงยิ่งกว่า…เพราะเมฆนี้เป็นหนึ่งในหลักฐานที่เชื่อมโยงขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้เข้าไว้ด้วยกันนั่นเองครับ!

สะดวก ฉับไว คุ้มค่า สมัครสมาชิกนิตยสารมติชนสุดสัปดาห์ได้ที่นี่https://t.co/KYFMEpsHWj

— MatichonWeekly มติชนสุดสัปดาห์ (@matichonweekly) July 27, 2022