เมฆ (Cloud) คือไอน้ำที่กลั่นตัวรวมกันเข้าเป็นกลุ่มก้อน อาจมีสภาพเป็นอนุภาคเล็ก ๆของน้ำหรือน้ำแข็ง
หรือทั้งสองอย่างปนกันลอยอยู่ในอากาศ สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ในกลุ่มของผสมนี้อาจมีอนุภาคใหญ่ๆ
ของน้ำแข็งปนอยู่ด้วย หรืออาจมีอนุภาคที่ไม่มีน้ำหรืออนุภาคที่เป็นของแข็งตัวอย่าง เช่น ก๊าซ ผงฝุ่น หรือควัน ฯลฯ
ซึ่งเกิดจากโรงงานอุตสาหกรรมปนอยู่ด้วย

เมฆเกิดจาก อากาศร้อนซึ่งสามารถดูดรับเอาไอน้ำไว้ได้มาก ซึ่งมักจะเรียกว่าอากาศชื้นลอยตัวขึ้นและเย็นลง
ไอน้ำในอากาศกลั่นตัวกลายเป็นเมฆเราสามารถมองเห็นได้

เมฆ มีหลายชนิด แต่มีบางชนิดเท่านั้นที่มีฝนตกลงมาโดยจะลอยตัวอยู่ในอากาศเฉยๆแต่มีลักษณะอากาศที่ทำให้ละอองน้ำ
รวมตัวกันเป็นเม็ดน้ำใหญ่ขึ้นและมีน้ำหนักมากขึ้น กระแสอากาศหรือลมไม่สามารถจะพัดให้เม็ดน้ำนั้นลอยตัวอยู่ในอากาศได้
มันจึงตกลงมาเป็นฝนหรือหิมะขาวๆหรือบางทีเป็นลูกเห็บตกลงมาบนพื้นโลก ละอองน้ำในเมฆจะมีขนาด0.01-0.02 มิลลิเมตร
หรือเท่ากับ 10 ถึง 20 ไมครอน สามารถลอยอยู่ในบรรยากาศเป็นเมฆ เมื่อละอองน้ำในเมฆเกิดการรวมตัวกันโต
จนมีเส้นผ่าศูนย์กลางถึง 1 มิลลิเมตร (1,000 ไมครอน) หรือใหญ่กว่า มันจะตกลงมาจากเมฆปกติ แล้วเม็ดฝน1เม็ด
จะเกิดจากละอองน้ำในเมฆรวมกันมากกว่า1ล้านเม็ด จึงมีปัญหาว่าละอองน้ำในเมฆเหล่านั้นรวมตัวกันเป็นฝน หนึ่่งเม็ดได้อย่างไร
ซึ่งความรู้ในการรวมดังนี้ไม่มีใครทราบอย่างสมบูรณ์ และทราบตามทฤษฎีใหญ่ๆของการรวมตัวของละอองน้ำในเมฆ

จนกลายเป็นเม็ดฝนใน 2 กรรมวิธีคือ

1 กรรมวิธีการชนกันแล้วรวมตัวกันเป็นกรรมวิธีของฝนในเขตร้อน

2 กรรมวิธีผลึกน้ำแข็ง ฝนที่เกิดจากกรรมวิธีนี้จะเกิดขึ้นในเมฆซึ่งมีไอน้ำ ผลึกน้ำแข็งและน้ำ (Supercooled Water)
ปนกันอยู่ ซึ่งทั้งสามสภาวะอยู่ด้วยกันในเมฆที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 0 องศา ไอน้ำจะกลั่นตัวลงบนผลึกน้ำแข็งเพราะความดันไอน้ำ
ของเม็ดน้ำสูงกว่าความดันไอน้ำของผลึกน้ำแข็ง ทำให้ผลึกน้ำแข็งมีเม็ดโตขึ้นอย่างรวดเร็ว โตมากๆจนตกลงมาเป็นหิมะ
(ต่ำกว่า 0 องศา) เป็นฝนธรรมดา (สูงกว่า 0 องศา) และถ้าอุณหภูมิต่ำกว่า 0 องศาก็จะระเหยไปเป็นไอน้ำ กรรมวิธีนี้เกิดขึ้นซ้ำๆกัน

สรุป การกลั่นตัวของไอน้ำเป็นเมฆหรือหมอก ต้องอาศัยอนุภาคกลั่นตัว การเกิดฝนหรือน้ำฟ้าต้องอาศัยเมฆขนาดใหญ่หรือผลึกน้ำแข็ง

เมฆพายุฟ้าคะนอง เริ่มก่อตัวขึ้นจากเมฆก้อนธรรมดาก่อน จากนั้นมีการขยายตัวขึ้นด้วยภาวะที่พอเหมาะของอากาศร้อนชื้น
ที่ไร้เสถียรภาพและมีกลไกที่ทำให้มวลอากาศชื้นลอยตัวสูงขึ้น ทำให้เมฆก้อนขยายตัวขึ้นมีกระแสลมแนวตั้งแรงขึ้น
เมฆก้อนขยายตัวสูงใหญ่เป็นเมฆพายุฟ้าคะนองมีฟ้าแลบ ฟ้าร้อง ฟ้าผ่าและมีกระแสอากาศไหลขึ้นและลง มีลมกระโชกรุนแรงอากาศ
จะเย็นลงมีฝนเกิดในบริเวณระดับต่ำของเมฆ ในระดับสูงอาจมีทั้งหิมะ ลูกเห็บและฝนปะปนกัน เมฆพายุฝนฟ้าคะนองเป็นเมฆ
ที่เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อกิจการบิน

เมฆม้วนตัว (Rotor cloud) บางครั้งเรียกว่า เมฆกลิ้ง (roll cloud) เป็นเมฆในแบบของเมฆแอลโตคิวมูลัส ที่มีลักษณะม้วนตัวหรือกลิ้งตัว
แกนหมุนของมันอยู่ในแนวนอน อาจเกิดขึ้นตรงส่วนบนของกระแสลมวนที่มีบริเวณกว้างและไม่เคลื่อนตัว
(large stationary eddies) และบางทีเกิดในบรรยากาศในระดับต่ำทางด้านหลังเขา (ด้านปลายลม) ซึ่งมีคลื่นภูเขา
(mountain waves) เกิดขึ้นโดยที่แกนหมุน
ของกระแสอากาศในเมฆจะขนานกับเทือกเขา

Environment Canada Atmospheric Environment Service Qu?bec Region

เกิดพายุฝนฟ้าคะนอง และลมกระโชกแรง วันที่ 28 มิถุนายน 2550(คุณนิพนธ์ จูทอง ผู้ถ่ายภาพ)

ภาพเมฆพายุฝนฟ้าคะนอง มีลมกระโชกแรง และฝนหนัก บริเวณสนามบินสุวรรณภูมิ วันที่ 28 มิถุนายน 2550 ปรากฏเมฆม้วนตัว
ซึ่งพบได้ไม่บ่อยนัก ลักษณะเมฆจะอยู่ด้านล่าง บริเวณฐานเมฆ CB มีลักษณะเป็นลำ แนวขนานกับพื้นดิน เมื่อเคลื่อนเข้ามาใกล้
จะทำให้เกิดลมกระโชกแรง และตามด้วยฝนหนัก roll cloud สามารถเป็นสัญญลักษณ์ของความเป็นไปได้ที่จะเกิด Microburst
หากเกิดในทะเลจะทำให้มีคลื่นสูงบริเวณ Squall line เป็นอันตรายต่อการเดินเรือเช่นเดียวกัน

ฝน
เป็นน้ำฟ้าชนิดหนึ่งที่เกิดจากปรากฎการณ์ทางธรรมชาติ ฝนทำให้ทัศนะวิสัยเสียเป็นสภาวะอากาศที่เป็นอุปสรรคต่อการบิน

ฝนเกิดจาก อนุภาคของไอน้ำขนาดต่างๆในก้อนเมฆเมื่อมีขนาดใหญ่ขึ้นจนไม่สามารถลอยตัวอยู่ในก้อนเมฆได้
ก็จะตกลงมาเป็นฝน ฝนจะตกลงมายังพื้นดินได้นั้นจะต้องมีเมฆเกิดในท้องฟ้าก่อน เมฆมีอยู่หลายชนิด มีเมฆบางชนิดเท่านั้น
ที่ทำให้มีฝนตก เราทราบแล้วว่าไอน้ำจะกลั่นตัวเป็นเมฆก็ต่อเมื่อมีอนุภาคกลั่นตัวเล็กๆอยู่เป็นจำนวนมากเพียงพอและไอน้ำ
จะเกาะตัวบนอนุภาคเหล่านี้รวมกันทำให้เกิดเป็นเมฆ เมฆจะกลั่นตัวเป็นน้ำฝนได้ก็ต้องมีอนุภาคแข็งตัว(Freezing nuclei)
หรือเม็ดน้ำขนาดใหญ่ซึ่งจะดึงเม็ดน้ำขนาดเล็กมารวมตัว กันจนเป็นเม็ดฝน สภาวะของน้ำที่ตกลงมาจากท้องฟ้า
อาจเป็นลักษณะของฝน ฝนละออง หิมะหรือลูกเห็บ ซึ่งเรารวมเรียกว่าหยาดน้ำฟ้า (Precipitation) ซึ่งจะตกลงมาในลักษณะไหน
ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศในพื้นที่นั้นๆ หยาดน้ำฟ้าต้องเกิดจากเมฆ แต่เมื่อมีเมฆไม่จำเป็นต้องมีหยาดน้ำฟ้าเสมอไป

พายุฟ้าคะนอง เป็นปรากฎการณ์ทางธรรมชาติที่มีสภาวะอากาศร้ายเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อการบิน พายุฟ้าคะนองจะเริ่มก่อตัวขึ้น
จากเมฆก้อน(เมฆคิวมูลัส)ก่อนในสภาวะบรรยากาศแวดล้อมที่เหมาะสม คือมีอากาศร้อนชื้น มีสภาพอากาศเป็นแบบไม่มีเสถียรภาพ
หรือ เป็นแบบไม่มีเสถียรภาพแบบมีเงื่อนไข และมีกลไกทำให้อากาศยกตัวขึ้น

วงจรชีวิตของ THUNDERSTORM มี 3 ขั้น

1.ขั้นคิวมูลัส(Cumulus Stage)กินเวลาประมาณ10-15 นาที ในเมฆคิวมูลัสที่จะขยายตัวเป็นพายุฟ้าคะนองควรมีขนาดกว้าง
12 กิโลเมตรขึ้นไป มีอากาศอุ่นและชื้นที่ปั่นป่วน และมีกระแสลมพัดขึ้นทางแนวตั้งตลอดตั้งแต่ฐานจนถึงยอดเมฆ (Updraft)
บางครั้งมีความรุนแรงถึง50 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ภายในก้อนเมฆจะมีความปั่นป่วนรุนแรงขึ้นเป็นลำดับ ภายนอกจะเงียบสงบ
แม้นในบริเวณฐานเมฆจะมีกระแสอากาศเบาๆพอที่เครื่องบินจะบินผ่านไปได้ อุณหภูมิในก้อนเมฆจะสูงกว่าอากาศบริเวณใกล้เคียง
และความแตกต่างของอุณหภูมิภายนอกภายในยิ่งนานจะยิ่งเพิ่มขึ้น เม็ดน้ำในก้อนเมฆมีขนาดเล็กในระยะแรก
และจะโตขึ้นเรื่อยๆตามขนาดของก้อนเมฆ

 

เมฆคิวมูลัสซึ่งกำลังเจริญเป็นเมฆคิวมูโลนิมบัส
ที่มา : Http://Www.Physicalgeography.Net/Fundamentals/7t.Html

2.ขั้นเจริญเติบโตเต็มที่(Mature Stage)กินเวลาประมาณ 15-30 นาที เป็นช่วงที่เมฆก้อนใหญ่นี้เติบโตเต็มที่ พลังงานความปั่นป่วน
ที่อยู่ภายในมีกำลังแรงขยายใหญ่สุดจนไม่มีที่ไป ต้องปลดปล่อยพลังงานนี้ออกมาแล้ว ช่วงนี้แหละที่เป็นอันตรายที่สุดที่ทำให้เกิด
อุบัติเหตุทางการบินมากมาย เพราะเป็นช่วงที่รุนแรงสุดของพายุฝนฟ้าคะนอง จุดเริ่มต้นของ Mature Stageนี้จะสังเกตเห็นฝนเริ่ม
โปรยลงมาตามด้วยลมกระโชกที่รุนแรงและไร้ทิศทาง ซึ่งเกิดจากเม็ดน้ำและเม็ดน้ำแข็งจำนวนมากภายในเมฆ ซึ่งมีขนาดโตขึ้น
จนเกินกว่่ากระแสอากาศพัดขึ้นจะต้านไว้ได้ จึงตกลงมาเป็นฝน ในขณะเดียวกันจะเริ่มมีกระแสอากาศพัดลงตามแนวดิ่ง
จนเกิดเป็นกระแสอากาศพัดขึ้น-ลงตามแนวดิ่ง โดยกระแสอากาศพัดลง เมื่อไหลลงกระทบพื้นดินก็จะแผ่ออกไปข้างๆ
ทำให้เกิดลมกระโชกที่รุนแรง และไร้ทิศทาง อากาศจะเย็นลง แต่ฝนที่เริ่มตกลงมานั้นยังไม่ทำให้ทัศนะวิสัยลดต่ำลงมากแต่อย่างไร
ซึ่งนักบินที่กำลังจะนำเครื่องบินลงในขณะนั้นจะยังคงมองเห็นภาพของสนามบินอยู่ตลอดเวลา เปรียบเสมือนเป็นกับดัก
ล่อให้นักบินตายใจ ยังคงนำเครื่องบินบินผ่านใกล้ฐานเมฆ แต่อีกสักครู่เดียวฝนก็จะกระหน่ำลงมาอย่างหนักตามด้วยฟ้าผ่า
ลมกระโชกและกระแสอากาศพัดในแนวดิ่งที่รุนแรงและไร้ทิศทาง ท้องฟ้ามืดมัวมีฝนตกหนัก ทัศนะวิสัยเลว บางครั้งมีลูกเห็บด้วย
มีฟ้าแลบ ฟ้าร้อง เครื่องบินที่บินเข้าไปในเมฆพายุฟ้าคะนองจะได้รับอันตรายจากความกระแทกกระเทือนจากกระแสอากาศ
พัด ขึ้น-ลง ในแนวดิ่ง ลมกระโชกแรงมีลูกเห็บซึ่งอาจได้รับอันตรายถึงกับเป็นอุบัติเหตุตกได้

เมฆคิวมูโลนิมบัสที่เจริญเต็มที่
ที่มา : Http://Www.Physicalgeography.Net/Fundamentals/7t.Html

3.ขั้นสลายตัว (DISSIPATING STAGE) ใช้เวลาประมาณ 30นาที ในขั้นสลายตัวนี้เมื่อพลังงานถูกปลดปล่อยออกมาแล้ว
สภาพอากาศภายในกับภายนอกเมฆก็จะค่อยๆปรับสมดุลย์เข้าหากัน ภายในก้อนเมฆจะมีแต่กระแสอากาศพัดลงอย่างเดียว
ฝนที่ตกจะค่อยลดน้อยลงและหยุดในที่สุด อุณหภูมิในก้อนเมฆจะเปลี่ยนไปจนเท่ากับบริเวณข้างเคียงทิศและความเร็วลมจะเปลี่ยน
ไปจนเท่ากับบริเวณใกล้เคียง เมฆก้อนนี้ก็จะสลายตัวไปในที่สุด จุดสังเกตุของขั้นตอนนี้ คือที่ยอดเมฆจะเป็นรูปทั่งเนื่องจากอากาศ
ที่ปั่นป่วนนั้นหมดแรงที่ยกตัวเองให้สูงกว่านี้อีก ยอดเมฆจึงกระจายออกด้านหน้าของการเคลื่อนที่ วงจรชีวิตของ Thunderstorm
โดยทั่วไปจะไม่เกิน 1-2 ชั่วโมง ช่วงที่มีอันตรายและน่ากลัวที่สุดคือ Mature Stage

ทางด้านหน้าของพายุฝนฟ้าคะนองจะมีกระแสอากาศไหลลงอย่างรุนแรง
ที่มา : Http://Www.Physicalgeography.Net/Fundamentals/7t.Html (Photo ? 2004 David Jenkins)