ปรากฏการณ์หมวกเมฆสีรุ้ง

        เมฆที่เรามองเห็นทั่วๆไปนั่นคือกลุ่มของละอองน้ำขนาดเล็กที่เกิดจากการควบแน่นของความชื้นในอากาศ เมฆที่อยู่สูงนั้นจะมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ทำให้ละลองน้ำกลายเป็นกลุ่มของน้ำแข็งขนาดเล็ก ผลึกของน้ำแข็งจะสะท้อนแสงทำให้เรามองเห็นเป็นก้อนขาวๆ ถ้ามีความหนาแน่นของละอองน้ำในก้อนเมฆมากๆ อาจจะเห็นเป็นเมฆสีเทา บางครั้งก้อนเมฆก็มีแสงสีรุ้งเกิดขึ้น บางครั้งก็มีลักษณะเป็นหมวกอยู่ด้านบนก้อนเมฆ ลักษณะแบบนี้มักจะเกิดหลายปรากฏการณ์ขึ้นพร้อมๆกัน เช่น การเกิดสีรุ้ง การเกิดหมวกเมฆ การเกิดขอบเงิน เงาของเมฆและรังสีครีพัสคิวลาร์ (Crepuscular ray)
        เมฆสีรุ้ง!!!! การที่เมฆเกิดสีรุ้งได้ แน่นอนจะต้องเป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับแสงที่มากระทบกับเมฆ การที่เราสังเกตเห็นเมฆนั้นมีสีรุ้ง เรียกว่า เมฆสีรุ้ง (Rainbow clouds) ปรากฏการณ์นี้เกิดจากแสงเดินทางมากระทบกับละลองน้ำขนาดต่างๆ แล้วเกิดการหักเหเปลี่ยนทิศทางไปจากแนวเดิม  แสงหรือแสงขาว (visible light) ประกอบด้วยแสง 7 สี คือ ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง ส้ม แดง รวมเป็นแสงขาว แสงแต่ละสีมีความยาวคลื่นต่างกัน ดังนั้นเมื่อแสงกระทบกับหยดน้ำ แสงแต่ละสีจะเลี้ยวเบน (Diffraction) ได้ต่างกัน แสงจึงกระจายออกเป็น 7 สี หรือที่เราเรียกว่า รุ้ง ถ้ามองแบบง่ายๆก็คือ หยดน้ำจะทำหน้าที่เสมือนเป็นปริซึม เมื่อแสงมาตกกระทบกับปริซึมจะเกิดการหักเหแล้วกระจายแสงออกเป็น 7 สี นอกจากนี้ขนาดของละอองน้ำยังทำให้แสงสีรุ้งเกิดการซ้อนทับกันเกิดขึ้น บางครั้งอาจมีการเหลือบซ้อนทับอย่างสลับซับซ้อน หรืออาจจะซ้อนกันเป็นชั้นๆ ปรากฏการณ์เมฆสีรุ้งสามารถเกิดขึ้นได้ในเมฆที่จางๆบนท้องฟ้า เช่น ซีร์โรคิวมูลัส (Cirrocumulus) ซีร์โรสเตรตัส (Cirrostratus) อัลโตคิวมูลัส (Altocumulus) และส่วนมากจะเกิดกับเมฆขนาดใหญ่อย่างเมฆฝนฟ้าคะนอง
        หมวกเมฆ!!!! บางครั้งเมฆที่มีขนาดใหญ่อาจจะมีเมฆสีรุ้งบางๆ อยู่ด้านบนคล้ายกับก้อนเมฆมีหมวก ซึ่งเรียกว่า เมฆหมวกสีรุ้ง (Iridescent pileus cloud) คำว่า pileus เป็นภาษาละตินแปลว่าหมวก (Cap) และคือชื่อของเมฆชนิดนี้ในภาษาอังกฤษ นอกจากนี้ pileus ในทางชีววิทยาแปลว่าหมวกเห็ด เมฆชนิดนี้มักเกิดขึ้นกับเมฆชนิดคิวมูลัส คอนเจสทัส (Cumulus congestus) และเมฆคิวมูโลนิมบัส (Cumulonimbus) ที่กำลังก่อตัว ทำให้อากาศที่อยู่ด้านบนเมฆ ถูกผลักให้พุ่งสูงขึ้นในแนวดิ่ง เมื่อความชื้นยกตัวสูงขึ้นและมีพอเหมาะกับอุณหภูมิที่ลดต่ำลงจนถึงจุดน้ำค้าง (Dew point) จะทำให้ความชื้นเกิดการควบแน่นจนกลายเป็นละอองน้ำขนาดเล็กจำนวนมาก ซึ่งนั่นก็คือ เมฆ นั่นเอง แต่เมฆที่เกิดขึ้นมานี้จะอยู่ด้านบนเมฆขนาดใหญ่หรือเมฆคิวมูโลนิมบัส มีลักษณะคลายกับหมวกอยู่ด้านบน หมวกเมฆมักจะอยู่ไม่นานเพราะเมฆขนาดใหญ่จะกลืนหมวกเมฆเข้าด้วยกันจนเป็นก้อนเดียวกัน 

        เมฆคิวมูโลนิมบัส เรียกอีกอย่างว่าเมฆฝนฟ้าคะนอง แสดงว่าเมื่อเกิดหมวกเมฆบริเวณใด บริเวณนั้นมักจะมีสภาพอากาศที่แปรปรวน เนื่องจากเมฆคิวมูลัส คอนเจสทัสกำลังก่อตัวเป็นคิวมูโลนิมบัส จึงอาจจะเกิดฟ้าร้อง ฟ้าผ่า และฝนตกได้ นอกจากจะเกิดหมวกเมฆแล้วยังสามารถเกิดสีรุ้งขึ้นได้อีกด้วย เนื่องจากการหักเหของแสงที่มากระทบกับเมฆ แต่องศาของแสงที่มาตกกระทบกับเมฆจะต้องมีความเหมาะสมกัน ขอบสีรุ้งอาจจะมีการแปรเปลี่ยนรูปแบบไปเรื่อยๆ อาจจะมีมืดบาง สว่างบ้าง เพราะขึ้นกับลักษณะการเคลื่อนตัวของเมฆและองศาของแสงที่มาตกกระทบกับเมฆ ที่สำคัญหมวกเมฆยังสามารถซ้อนกันได้หลายชั้นหรืออาจเกิดได้หลายตำแหน่งในเมฆก้อนเดียว 
        ปรากฏการณ์ขอบเงิน (Silver lining) คือลักษณะของขอบเมฆจะเป็นแถบเส้นสว่าง เนื่องจากแสงที่มาตกกระทบ ปรากฏการณ์นี้พบได้ไม่ยาก แต่ก็ไม่ใช่เมฆทุกก้อนจะเกิดปรากฏการณ์นี้ นอกจากปรากฏการณ์แล้วยังมีการเกิดเงาของเมฆ (Cloud shadow) อีกด้วย เราจะสังเกตเห็นแถบมืดๆฉายขึ้นไปบนฟ้าหรืออยู่รอบๆเมฆก็ได้ เงาเมฆนี้จะขึ้นอยู่กับตำแหน่งของดวงอาทิตย์ ถ้าดวงอาทิตย์อยู่ในตำแหน่งที่ต่ำแล้วมีเมฆมาบังแสง เงาที่เกิดขึ้นจะฉายขึ้นด้านบน แต่ถ้าตำแหน่งของดวงอาทิตย์อยู่สูงเงาของเมฆจะฉายลงพื้นโดยตรง หรือถ้าเมฆมีการซ้อนกันระหว่างเมฆระดับล่างกับเมฆระดับสูง จะทำให้เกิดเงาซ้อนกันได้ บางครั้งอาจจะมีแสงฉายขึ้นไปบนฟ้า หรือฉายลงมาบนพื้น แสงที่สาดส่องลงมานี้ เรียกว่า รังสีครีพัสคิวลาร์ (Crepuscular ray) มักเห็นเป็นลักษณะของลำแสงปรากฏการณ์เงาเมฆและรังสีครีพัสคิวลาร์มักจะเกิดขึ้นพร้อมๆกัน เพราะแสงที่ส่องมากระทบกับวัตถุย่อมทำให้เกิดเงาเสมอ จากปรากฏการณ์ทั้งหมดที่กล่าวมานี้เป็นลักษณะของแสงที่มากระทบกับเมฆแล้วเกิดเป็นปรากฏการณ์ต่างๆขึ้น ส่วนมากมักเกิดขึ้นในฤดูฝน เนื่องจากมีความชื้นมาก และเมฆมีโอกาสก่อต่อเป็นเมฆก้อนใหญ่สูง เมฆหมวกนั้นสามารถเกิดขึ้นได้ตลอดทั้งวัน ส่วนมากพบในช่วงเวลา 15.00 – 18.00 น. ปรากฏการณ์นี้อาจทำให้ผู้ที่พบเห็นรู้สึกแปลกตา แต่นี่คือความสวยงามของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ลองกลับไปสังเกตท้องฟ้าดูกันครับ     

เรียบเรียงโดย

ณัฎฐ์สุพล ชุติธนภานนท์
นักศึกษาโครงการปริญญาเอกกาญจนาภิเษก(คปก.) คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี

[1] หนังสือเรียนวิชาฟิสิสิกส์ เล่ม 3 ของ สสวท ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พ.ศ. 2551, สืบค้นเมื่อ 29 มิถุนายน 2562
[2] บทความปรากฏการณ์เมฆสีรุ้ง, สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ(องค์การมหาชน), http://www.narit.or.th/index.php/nso-astro-photo/nso-atmosphere-phenomenon/867-2013-10-24-07-41-56 , สืบค้นเมื่อ 29 มิถุนายน 2562
[3] บทความรุ้งกินน้ำ, ศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์โลกและดาราศาสตร์, http://www.lesa.biz/earth/atmosphere/phenomenon/rainbow , สืบค้นเมื่อ 29 มิถุนายน 2562
[4] บทความ Iridescent pileus cloud, สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ(องค์การมหาชน), http://www.narit.or.th/index.php/nso-astro-photo/nso-atmosphere-phenomenon/866-iridescent-pileus , สืบค้นเมื่อ 29 มิถุนายน 2562