เข้าใจได้ไม่ยากว่าอากาศที่ไม่สะอาดส่งผลเสียต่อร่างกายของคนและสัตว์อย่างแน่นอน แต่คุณผู้อ่านทราบหรือไม่ครับว่ามลภาวะทางอากาศยังอาจส่งต่อสภาพฝนฟ้าอากาศได้ด้วยเช่นกัน

ตัวอย่างเช่น มลภาวะทางอากาศสามารถทำให้ฝนตกหนักขึ้นจนเกิดน้ำท่วมรุนแรง บางกรณีทำให้ทอร์นาโดมีโอกาสก่อตัวสูงขึ้นและทอร์นาโดที่เกิดขึ้นมีแนวโน้มรุนแรงมากขึ้นได้ ส่วนในมหาสมุทรแปซิฟิกและมหาสมุทรแอตแลนติก มลภาวะทางอากาศอาจหน่วงการก่อตัวของพายุหมุนเขตร้อน

ลองมาดูกรณีที่มลภาวะทางอากาศทำให้เกิดน้ำท่วมรุนแรงกันก่อน เมื่อวันจันทร์ที่ 8 และวันอังคาที่ 9 กรกฎาคม ค.ศ.2013 (พ.ศ.2556) ที่มณฑลเสฉวน ประเทศจีน ฝนตกหนักได้ทำให้เกิดน้ำท่วมอย่างหนัก ทำให้มีผู้เสียชีวิตถึง 73 คน สูญหายอีก 180 คน และสร้างความเสียหายทางเศรษฐกิจราว 7.52 พันล้านเหรียญสหรัฐ

ภัยพิบัติครั้งนั้นทำให้ Dr. Fan Jiwen นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนรู้สึกกังขาถึงสาเหตุยิ่งนัก เธอเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านบรรยากาศซึ่งทำงานอยู่ที่ Pacific Northwest National Laboratory ในสหรัฐอเมริกา เชี่ยวชาญทางด้านอันตรกิริยาระหว่างละอองลอยกับเมฆ (aerosol-cloud interaction)

คำว่า ละอองลอย หรือแอโรโซล (aerosol) หมายถึง กลุ่มของอนุภาคขนาดเล็กมากซึ่งแขวนลอยอยู่ในอากาศ อนุภาคเหล่านี้อาจเป็นของแข็ง (เช่น ฝุ่น, เขม่า, ไอเกลือ และเกสรดอกไม้) หรือของเหลว (เช่น หยดน้ำ และหยดเหลวของกรด) อนุภาคเหล่านี้อาจเกิดจากกระบวนการทางธรรมชาติ (เช่น การระเหยของน้ำทะเล, การระเบิดของภูเขาไฟ) หรือกิจกรรมของมนุษย์ (เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิง และกระบวนการในอุตสาหกรรม)

เธอทราบว่าบริเวณดังกล่าวเป็นแอ่งซึ่งมีเทือกเขาล้อมรอบ ผลก็คือ ฝุ่นควันจากโรงงานอุตสาหกรรมมักถูกกักเอาไว้ ทำให้บริเวณนี้ขึ้นชื่อว่ามีอากาศสกปรก มณฑลเสฉวนเป็นแหล่งอุตสาหกรรมใหญ่แห่งหนึ่งของจีน มีอุตสาหกรรมยานยนต์เป็นอุตสาหกรรมหลัก มีอุตสาหกรรมหนัก เช่น ถ่านหิน พลังงาน เหล็กและเหล็กกล้า และมีอุตสาหกรรมเบา เช่น ไหม อาหาร ไม้แปรรูปและวัสดุก่อสร้าง

สมมุติฐานของเธอก็คือ ฝุ่นควันเหล่านี้อาจจะมีส่วนเกี่ยวข้องกับน้ำท่วมครั้งหายนะครั้งนั้น ทีมวิจัยของเธอจึงได้ศึกษาข้อมูลที่เกี่ยวข้อง เช่น ปริมาณน้ำฝน ทิศทางลม และละอองลอย และใช้คอมพิวเตอร์เพื่อจำลองเหตุการณ์ภายใต้เงื่อนไขสภาพอากาศที่ปกคลุมบริเวณนั้นสองแบบ ได้แก่ อากาศสะอาด (คล้ายกับอากาศเมื่อ 40 ปีก่อนหน้าเหตุการณ์) และอากาศสกปรกอย่างหนัก

ทีมวิจัยพบว่าอากาศที่สกปรกอย่างหนักมีส่วนเพิ่มปริมาณน้ำฝนที่ตกเหนือภูเขาได้มากถึง 60% และตีพิมพ์การค้นพบดังกล่าวในบทความชื่อ “Substantial Contribution of Anthropogenic Air Pollution to Catastrophic Floods in Southwest China” ในวารสาร Geophysical Research Letters โดยเผยแพร่แบบออนไลน์เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม ค.ศ.2015 และอ่านหรือดาวน์โหลดไฟล์ได้ที่

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015GL064479

ส่วนข้อมูลสนับสนุนสำหรับบทความนี้ ดาวน์โหลดได้ที่

https://www.researchgate.net/publication/281747004_SI_for_Fan_et_al_GRL_2015

เหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น? คำอธิบายเป็นอย่างนี้ครับ

ตามแบบจำลองอากาศสะอาด (แผนภาพด้านบน) อากาศชื้นใกล้พื้นผิวโลกถูกความร้อนจากแสงอาทิตย์ทำให้อุ่นขึ้น อากาศดังกล่าวจึงลอยตัวสูงขึ้น ความชื้นในอากาศกลั่นตัวเป็นหยดน้ำจำนวนมากเกิดเป็นเมฆ และเมื่อเมฆเติบโตขึ้นเป็นเมฆฝนฟ้าคะนอง ก็จะทำให้ในตอนกลางวันเกิดฝนตกหนักปานกลางเหนือที่ราบกินพื้นที่ค่อนข้างกว้าง

ส่วนแบบจำลองอากาศสกปรก (แผนภาพด้านล่าง) ม่านหมอกของฝุ่นควันสีเข้ม (โดยเฉพาะอนุภาคเขม่า) จะดูดกลืนพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ โดยในขณะเดียวกันได้ทำให้ถนนและพื้นดินเย็นลง ผลก็คือ มีโอกาสเกิดเมฆฝนลดลงในช่วงเวลากลางวัน

แต่เมื่อถึงช่วงกลางคืน มวลอากาศชื้นเคลื่อนขึ้นทางทิศเหนือไปยังเทือกเขาหลงเหมินซึ่งมีความสูงราว 2 กิโลเมตรเหนือพื้นราบที่เป็นแอ่ง เมื่ออากาศปะทะกับความลาดชันของเทือกเขาก็จะยกตัวสูงขึ้น ความชื้นในอากาศทำให้เกิดเมฆ โดยเมฆเกิดแบบกระจุกตัวอยู่แถบเหนือเทือกเขา เมื่อฝนตกในตอนกลางคืน น้ำฝนก็จะไหลบ่าลงมาจากเทือกเขาในช่วงเวลาอันสั้น เกิดเป็นน้ำท่วมรุนแรงนั่นเอง

พูดง่ายๆ ก็คือ มลภาวะทางอากาศได้ทำให้ฝนซึ่งควรจะตก (ไม่หนักมากนัก) บนพื้นราบซึ่งครอบคลุมพื้นที่กว้างๆ เปลี่ยนมาตกบนแถบพื้นที่แคบๆ แถบตีนเขา น้ำจึงไหลบ่าท่วมอย่างรุนแรง

Dr. Fan ยังตั้งข้อสังเกตด้วยว่าภัยพิบัติน้ำท่วมในปากีสถานในเดือนสิงหาคม ค.ศ.2013 (คือในเดือนถัดมาหลังจากเหตุการณ์ในจีน) อาจมีเหตุปัจจัยเดียวกัน นั่นคือ อุตสาหกรรมหนักกับเทือกเขาในพื้นที่

การค้นพบของเธอยังได้รับการสนับสนุนจากนักอุตุนิยมวิทยาจากมหาวิทยาลัยหนานจิงชื่อ Aijun Ding เขาพบว่าในเดือนมิถุนายน ค.ศ.2012 อุณหภูมิอากาศและปริมาณน้ำฝนลดลงแบบดำดิ่งเมื่อชาวนาที่อยู่นอกเมืองเผาฟาง ทำให้เกิดเขม่าควันซึ่งบดบังดวงอาทิตย์ ผลก็คือ การพยากรณ์อากาศที่ว่าจะเกิดฝนฟ้าคะนองอย่างหนักในเมืองไม่ถูกต้อง แต่กลับกลายเป็นว่ามีฝนตกในบริเวณปลายลมในคืนถัดไป โดยฝนที่ตกนี้หนักกว่าที่คาดการณ์ไว้โดยการพยากรณ์

ประเด็นสำคัญก็คือ หากต้องการให้การพยากรณ์อากาศ (โดยเฉพาะการเกิดฝนฟ้าคะนอง) แม่นยำยิ่งขึ้นก็ต้องคำนึงถึงผลกระทบของละอองลอย ทิศทางลม รวมทั้งลักษณะภูมิประเทศร่วมด้วย

สนใจอ่านเพิ่มเติม ขอแนะนำบทความ Top scientist shows how smog amplified flooding in SW China ที่ http://www.globaltimes.cn/content/940372.shtml

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

— MatichonWeekly มติชนสุดสัปดาห์ (@matichonweekly) July 27, 2022