มรสุม

การเปลี่ยนแปลงฤดูกาลในชั้นบรรยากาศ และวัฎจักรของฝน เนื่องจากความไม่เท่ากันของการรับและคายความร้อนของพื้นดินและน้ำ โดยทั่วไปแล้วเป็นคำที่ใช้บรรยายช่วงของฤดูกาลเปลี่ยนแปลงที่มีฝนตก ในระดับโลกสามารถที่จะจำแนกมรสุมได้เป็น มรสุมแอฟริกันตะวันตก และ มรสุมเอเชียออสเตรเลีย คำว่า “มรสุม” ถูกใช้เป็นครั้งแรกในภาษาอังกฤษ ในอินเดียของบริเตน (ปัจจุบันคือ อินเดีย บังกลาเทศ และ ปากีสถาน) เพื่อสื่อถึงลมประจำฤดูกาลที่พัดจากอ่าวเบงกอล และทะเลอาหรับนำพาฝนคะนองเข้าไปสู่บริเวณอินเดียของบริเตน

คำว่า "มรสุม" หรือ monsoon ในภาษาอังกฤษ มาจากคำว่า موسم [mausem] ในภาษาอารบิก แปลว่า ฤดูกาล

 

 

มรสุมของทวีปเอเชียมีความเป็นมาเกี่ยวข้องกับการยกตัวขึ้นของที่ราบสูงทิเบตหลังจากการชนกันของอนุทวีปอินเดียและทวีปเอเชียเมื่อ 50 ล้านปีก่อน จาการศึกษาเก็บข้อมูลจากทะเลอาหรับและจากลมที่พัดฝุ่นที่ราบสูงโลเอส(อังกฤษ: en:Loess Plateau)ในประเทศจีน นักธรณีวิทยาส่วนใหญ่เชื่อว่าลมมรสุมเพิ่มความรุนแรงขึ้นเมื่อประมาณ 8 ล้านปีที่แล้ว จากการศึกษาซากดึกดำบรรพ์ของพืชในประเทศจีนและจากการเก็บข้อมูลตะกอนในทะเลจีนใต้ทำให้ทราบว่ามรสุมเริ่มเกิดขึ้นเมื่อ 15-20 ล้านปีที่ผ่านมาซึ่งเชื่อมโยงกับการยกตัวขึ้นของที่ราบสูงทิเบต

มรสุมมีการเพิ่มกำลังขึ้นตามกาลเวลาโดยมีปัจจัยจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในยุคน้ำแข็ง ไพลส์โตซีน จากการศึกษา แพลงก์ตอนทะเล พบว่า มรสุมอินเดีย เพิ่มกำลังแรงมากขึ้นเมื่อ 5 ล้านปีที่แล้ว หลังจากนั้น ในช่วงของยุคน้ำแข็งที่ระดับน้ำทะเลลดลงมีผลทำให้ร่องน้ำอินโดนีเซียปิด น้ำเย็นจากมหาสมุทรแปซิฟิกถูกกีดกวางไม่สามารถไหลไปยังมหาสมุทรอินเดียได้ จึงเป็นข้อสันนิษฐานว่าด้วยเหตุนี้ทำให้อุณหภูมิผิวน้ำของมหาสมุทรริอินเดียเพิ่มขึ้นและเป็นผลทำให้มรสุมเพิ่มความรุนแรงมากขึ้น

ผลกระทบของมรสุมต่อสภาพอากาศท้องถิ่นมีความแตกต่างกันออกไปตามสถานที่ ในบางแห่งเป็นเพียงการเพิ่มขึ้นหรือลดลงเล็กน้อยของปริมาณฝนที่ตก ในขณะที่บางสถานที่สามารถทำให้ภูมิประเทศที่แห้งแล้งกลับกลายเป็นสถานที่มีความเจริญงอกงามของพันธุ์พืช ยกตัวอย่างเช่น ลมมรสุมอินเดีย สามารถทำให้พื้นที่ส่วนใหญ่ของประเทศอินเดียกลายสภาพจากแห้งแล้งกึ่งทะเลทรายให้เขียวขจี

เมื่ออุณหภูมิของผืนดินสูงกว่าหรือต่ำกว่าอย่างมากเมื่อเปรียบเทียบกับอุณหภูมิของน้ำ ความไม่สมดุลของอุณหภูมินี้เกิดจากความสามารถในการรับความร้อนที่ต่างกัน บริเวณเหนือพื้นผิวน้ำอุณหภูมิพื้นผิวจะมีความเสถียรด้วยเหตุผลสองอย่าง อย่างแรก คือ น้ำมีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนที่สูงกว่า(3.9 ถึง 4.2 J g⁻¹ K⁻¹) และ อย่างที่สอง จากการนำความร้อนและการพาความร้อนช่วยในการรักษาอุณหภูมิให้มีความสมดุลกับมวลน้ำที่อยู่ในระดับที่ลึกลงไป (จนถึง 50 เมตร) ในทางตรงกันข้าม พื้นดินประกอบด้วย ดิน หิน ทราย ฝุ่น ฯลฯ มีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนที่ต่ำกว่า (0.19 ถึง 0.35 J g⁻¹ K⁻¹), และสามารถถ่ายเทความร้อนสู่พื้นโลกได้เฉพาะวิธีการนำความร้อนเท่านั้น ไม่สามารถพาความร้อนได้ จึงเป็นเหตุผลให้อุณหภูมิของน้ำมีความเสถียรมากกว่าอุณหภูมิของพื้นดินที่มีการเปลี่ยนแปลงไปมา

 

ในช่วงที่มีสภาพอากาศอบอุ่น แสงแดดทำให้อุณหภูมิทั้งของพื้นดินและน้ำเพิ่มสูงขึ้น แต่อย่างไรก็ดีอุณหภูมิของพื้นดินจะเพิ่มสูงขึ้นเร็วกว่า เมื่อพื้นดินมีอุณหภูมิที่สูงกว่าทำให้อากาศเหนือพื้นดินขยายตัวขึ้นเกิดเป็นบริเวณความกดอากาศต่ำ ในขณะที่อุณหภูมิเหนือผิวน้ำมีค่าต่ำกว่า ทำให้มีความหนาแน่นมวลอากาศที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกัน ด้วยความแตกต่างของความกดอากาศระหว่างสองบริเวณทำให้เกิดลมทะเลซึ่งพัดจากทะเลเข้าสูงฝั่ง นำพามวลอากาศที่ชื้นเข้าสู่แผ่นดิน มวลอากาศที่ชื้นเหล่านี้จะยกตัวสูงขึ้นเมื่อเคลื่อนที่ผ่านแผ่นดิน และลอยย้อนกลับไปสู่มหาสมุทร(ในลักษณะของวงจรวัฏจักร) โดยที่มวลอากาศเมื่ออยู่เหนือแผ่นดินและลอยสูงขึ้นทำให้มีการเย็นตัวลง จึงทำให้เกิดฝนตกฝนตกขึ้นในบริเวณแผ่นดิน

ในช่วงที่มีสภาพอากาศหนาวเย็น จะเกิดวัฏจักรเช่นเดียวกันแต่เป็นในทางตรงกันข้าม กล่าวคือ พื้นดินมีอุณหภูมิที่ลดลงเร็วกว่าพื้นน้ำ รวมทั้งบริเวณเหนือพื้นดินมีความกดอากาศที่หนาแน่นมากกว่าอากาศบริเวณเหนือพื้นน้ำ มวลอากาศบริเวณเหนือพื้นดินจะเคลื่อนตัวไปยังมหาสมุทร เมื่อมวลอากาศเย็นตัวลงจึงเป็นผลทำให้เกิดเป็นฝนตกขึ้นเหนือบริเวณพื้นน้ำ หลังจากนั้นมวลอากาศที่เย็นจะลอยตัวกลับมายังแผ่นดิน เกิดเป็นวงจรวัฏจักรขึ้นเช่นเดียวกัน

มรสุมหน้าร้อนส่วนใหญ่จะเป็นลมที่พัดมาจากฝั่งตะวันตก และมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดฝนตกเป็นจำนวนมาก (เนื่องมาจากการควบแน่นของไอน้ำเมื่ออากาศยกตัวขึ้น) โดยจะมีโอกาสที่จะเกิดและระยะเวลาที่แตกต่างกันไปในแต่ละปี มรสุมหน้าหนาว ในทางตรงกันข้ามเป็นลมที่พัดมาจากทางตะวันออก มีแนวโน้มที่จะแพร่กระจายออก และ เป็นเหตุที่ทำให้เกิดความแห้งแล้ง