Page 156 -

โครงการหนังสืออิเล็กทรอนิกส์ เฉลิมพระเกียรติสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี

138 กระบวนการควบแน่นและหยาดน ้าฟ้า

ที่แขวนลอยในบรรยากาศ โดยอนุภาคขนาดเล็กดังกล่าวจะท าหน้าที่เป็นแกนควบแน่น

(condensation nuclei) และสามารถลอยอยู่ในบรรยากาศได้ระยะหนึ่งจึงเรียกว่า อนุภาคแขวนลอย

(aerosol) ซึ่งอนุภาคแขวนลอยเหล่านี้มีขนาดและส่วนประกอบแตกต่างกัน อนุภาคแขวนลอยอาจ
มีสถานะเป็นของแข็งหรือของเหลวแขวนลอยอยู่ในบรรยากาศได้ระยะเวลาหนึ่งจนถูกลมหรือ
กระแสอากาศพัดขึ้นไปสูงกว่าเดิม ขนาดของอนุภาคแขวนลอยมีเส้นผ่านศูนย์กลางโดยเฉลี่ย
-7
ประมาณ 0.1 ไมโครเมตร (10 เมตร) อนุภาคแขวนลอยมีแหล่งก าเนิดจากผิวโลกประมาณร้อยละ

75 ประกอบด้วย ฝุ่นละอองที่ลมพัดขึ้นไปประมาณร้อยละ 20 ละอองน ้าทะเลประมาณร้อยละ 40

อนุภาคเถ้าถ่านจากไฟไหม้ป่าประมาณร้อยละ 10 จากอุตสาหกรรมและกิจกรรมอื่นๆ ของมนุษย์
ประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ ที่เหลือประมาณร้อยละ 25 มาจากปรากฏการณ์ต่อเนื่องในบรรยากาศ

(ภาพที่ 6.2) เช่น กระบวนการเคมีที่ใช้แสงเป็นตัวกระตุ้น (Photo – Chemical Process) และ
กระบวนการอื่นๆ

การควบแน่นของไอน ้าอิ่มตัวเป็นหยดน ้าในเมฆ (cloud droplets) เกิดขึ้นอย่าง
สมบูรณ์บนอนุภาคแขวนลอยในบรรยากาศที่มีคุณสมบัติในการดูดความชื้นหรือละลายน ้าได้ดี

เนื่องจากอนุภาคชนิดนี้ท าหน้าที่เป็นแกนควบแน่นของไอน ้าที่มีความชื้นสัมพัทธ์ไม่สูงมาก โดยที่
ฝุ่นละอองบางชนิดจะช่วยให้เกิดความสมดุลระหว่างการควบแน่นกับการระเหยน ้า ซึ่งท าให้เกิด

การควบแน่นขณะที่มีความชื้นสัมพัทธ์ต ่ากว่า 100 เปอร์เซ็นต์ กลไกนี้เรียกว่า ผลจากตัวถูกละลาย
(solute effect)

อนุภาคแขวนลอยดังกล่าว คือ อนุภาคของเกลือแกง (NaCl) จากผลการทดลอง

ของโคเลอร์ (Kohler) (ภาพที่ 6.3) ท าให้ทราบว่า การควบแน่นเป็นหยดน ้าเกิดขึ้นได้ในสภาวะที่มี

ความชื้นแตกต่างกัน ในบางสภาวะแม้ว่าอากาศมีความชื้นเกิน 100 เปอร์เซ็นต์ หรือมีความชื้นถึง
ระดับอิ่มตัวยิ่งยวดอาจไม่สามารถเกิดการควบแน่น แต่ในทางตรงกันข้าม ในบางสภาวะแม้ว่า

อากาศมีไอน ้าน้อยกว่าระดับความชื้นสัมพัทธ์ 100 เปอร์เซ็นต์ ก็สามารถควบแน่นเป็นหยดน ้าได้
ในสภาวะอากาศปกติไอน ้าจะต้องอิ่มตัวอย่างยวดยิ่งจึงจะเกิดการควบแน่นเป็นหยดน ้าซึ่งสภาวะ

อิ่มตัวจะอยู่ในระดับมากน้อยเพียงใดนั้นจะแปรผันกับชนิดและขนาดของอนุภาคแขวนลอยซึ่งเป็น
แกนควบแน่นและท าหน้าที่ควบคุมการเปลี่ยนแปลงของความดันไอน ้าตามคุณสมบัติที่ส าคัญ 2

ประการ คือ ส่วนโค้งของผิวซึ่งสัมพันธ์กับความตึงผิวของหยดน ้า (surface tension of water

droplet) และความเข้มข้นของสารละลาย ความสัมพันธ์นี้เขียนเป็นสมการในค่าของสัดส่วนการ
อิ่มตัวอย่างยิ่งยวดที่ผิวของแกนควบแน่นได้ดังสมการที่ (6.1)