โครงการพัฒนาระบบคาดการณ์สภาพอากาศเพื่อลดความเสี่ยงจากภัยพิบัติและการบริหารจัดการน้ำในช่วงไม่เกินฤดูกาลสำหรับประเทศไทย

บทคัดย่อ

การคาดการณ์สภาพอากาศในช่วงเวลา 1-2 เดือนล่วงหน้านั้นยังคงเป็นปัญหาท้าทายทางวิทยาศาสตร์ เนื่องจากมีหลายปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อความแปรปรวนสภาวะอากาศในช่วงเวลานั้น อาทิ การแปรฝันของความชื้นในดิน ความผิดปกติของอุณหภูมิพื้นผิวน้ำทะเล และการไหลของมวลอากาศ ในช่วง 10 กว่าปีที่ผ่านมา กรมอุตุนิยมวิทยาโลก (World Meteorology Organization; WMO) ร่วมกับกับ World Weather Research Programme (WWRP) และ World Climate Research Programme (WCRP) ได้พัฒนาโครงการ Sub-seasonal to seasonal forecast (S2S) แต่ด้วยข้อจำกัดของการเข้าถึงข้อมูลและรายละเอียดเชิงพื้นที่ที่ยังอาจไม่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ในระดับพื้นที่ขนาดเล็กได้ ในปีงบประมาณ พ.ศ. 2564 นี้ สสน. ได้รับการสนับสนุนจากกองทุนส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัย และนวัตกรรม (ววน.) ประเภท Functional-based Research Fund ในการดำเนินโครงการ โดยในปีงบประมาณนี้ สสน. จะมุ่งเน้นการพัฒนาองค์ความรู้ด้านการแปรผันของสภาพอากาศ มหาสมุทร ปฐพี และความสัมพันธ์กันของปัจจัยดังกล่าวกับการแปรผันของสภาพอากาศของประเทศไทยในช่วงระยะเวลา S2S โดยแยกเป็น 3 กิจจกรรมย่อย คือ 1) ศึกษาการแปรผันของ Atmospheric circulation ในระยะ S2S ที่มีอิทธิพลต่อความผิดปกติของปริมาณฝนของประเทศไทย 2) ศึกษาปฏิสัมพันธ์กันระหว่าง Atmosphere-Ocean ในระยะ S2S ที่มีอิทธิพลต่อความผิดปกติของปริมาณฝนของประเทศไทย และ 3) ศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่าง Atmosphere-Land ในระยะ S2S ที่มีอิทธิพลต่อความผิดปกติของปริมาณฝนของประเทศไทย จากผลการศึกษาพบว่า การแปรผันของปริมาณน้ำฝนในช่วง 20-60 วัน ทั้งในบริเวณตอนบนและภาคใต้ของประเทศไทยนั้น มีความสัมพันธ์กับการแปรผันของค่าความผิดปกติของปริมาณไอน้ำ (Water vapor flux) และการไหลเวียน (Moisture transport) ในชั้นบรรยากาศบริเวณรอบๆ ที่ทำให้เกิดความแปรผันของสมดุลของปริมาณไอน้ำ (Moisture balance) ในแต่ละพื้นที่ แตกต่างกันทั้งเชิงพื้นที่และเวลา โดยพบว่า ในช่วงฤดูฝน (มิถุนายน-สิงหาคม) นั้น การไหลของอากาศบริเวณทะเลจีนใต้และลมตะวันตกที่มีลักษณะการเคลื่อนตัวแบบ Cyclonic pattern เป็นปัจจัยหลักที่ทำให้ตอนบนของประเทศไทยมีฝนสูงกว่าปกติในช่วง 20-60 วัน สำหรับภาคใต้ จะพบว่า ลมตะวันตกบริเวณเหนือเส้นละติจูดที่ 0-5 มีกำลังแรงขึ้นทำให้ภาคใต้ฝั่งตะวันตกมีฝนสูงกว่าค่าปกติ สำหรับในช่วงฤดูหนาว (ธันวาคม-กุมภาพันธ์) จะเห็นชัดเจนว่าฝนที่สูงกว่าปกตินั้น เกิดจากกระแสลมตะวันออกที่มีกำแรงมากกว่าปกติที่พัดไอน้ำมายังบริเวณพื้นที่ โดยจะทำให้สมดุลของไอน้ำในบรรยากาศบริเวณนี้ ในขณะที่ลมตะวันตกที่มีกำลังแรงกว่าปกติจะทำให้ฝนบริเวณภาคใต้น้อยกว่าปกติ ในการศึกษานี้ ได้พิจารณาลักษณะการแปรผันของฝนในช่วง 20-60 วัน ในช่วงที่เกิดปรากฏการณ์ MJO ซึ่งเป็นที่ยอมรับกันว่ามีอิทธิพลต่อสภาพอากาศในช่วง S2S นอกจากนี้ ยังพิจารณาปรากฏการณ์ ENSO ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญอีกปัจจัยที่ทำให้สภาพอากาศบริเวณพื้นที่ประเทศไทยมีการแปรผัน โดยพิจารณาเป็นสามลักษณะหลักๆ คือ 1) ลักษณะการแปรผันของฝนในช่วงที่เกิดของ MJO เพียงอย่างเดียว 2) ในช่วงที่ MJO กับ ENSO เกิดร่วมกัน และ 3) ในช่วงที่ MJO และ ENSO มีสภาวะเป็นกลาง จากการศึกษาพบว่า ในแต่ละช่วงเฟสของ MJO ลักษณะการแปรผันของฝนในช่วง 20-60 วัน จะมีความแตกต่างต่างกันทั้งเชิงพื้นที่และเวลา โดยพบว่า การเกิดร่วมกันของ MJO และ ENSO จะส่งอิทธิพลต่อการแปรผันของฝนทั้งตอนบนและภาคใต้ของไทยอย่างเห็นได้ชัด หากเปรียบเทียบกับกรณีที่เกิด MJO อย่างเดียว หรือ ทั้ง MJO และ ENSO มีสภาวะเป็นกลาง แต่อย่างไรก็ตาม ความเข้าใจเชิงลึก ถึงกลไกที่เกิดขึ้นซึ่งมีความซับซ้อนจะต้องมีการศึกษาต่อไป เพื่อให้เข้าใจในแต่ละเฟสของ MJO และการเกิดร่วมกันกับ ENSO ว่าทั้งสองมีปฏิสัมพันธ์หรือเชื่อมโยงกันอย่างไร เพื่อนำองค์ความรู้ที่ได้มาพัฒนาหรือปรับปรุงดัชนีสำหรับคาดการณ์ปริมาณฝนในระยะ S2S ต่อไป องค์ความรู้ที่ได้จากการศึกษาการแปรผันของฝนของประเทศไทยในช่วง 20-60 วัน กับรูปแบบของค่าความผิดปกติของไอน้ำ การไหลของไอน้ำ และสมดุลของไอน้ำในบรรยากาศ และการพิจารณาร่วมกับปรากฏการณ์ MJO และ ENSO ทำให้เราเข้าใจกลไกที่มีอิทธิพล หรือเป็นปัจจัยที่ควบคุมสภาพอากาศในช่วง S2S ได้มากขึ้น ซึ่งองค์ความรู้ที่ได้นี้ จะถูกนำไปพัฒนาหาความเชื่อมโยงกันในทางสถิติและสามารถอธิบายได้ในเชิงของกลไกในระยะถัดไป เพื่อสร้างดัชนี (Index) ที่สามารถนำไปคาดการณ์ความผิดปกติของฝนในช่วง S2S โดยพิจารณาจากอิทธิพลจากปัจจัยอื่นๆ ร่วมด้วย สำหรับกิจกรรมที่ 3 นั้น การศึกษาในระยะแรกนี้จึงเป็นการสร้างฐานข้อมูลความชื้นในดิน คุณลักษณะของดิน เพื่อนำมาหาความสัมพันธ์ ประเมินความถูกต้องและปรับแก้ข้อมูลความชื้นในดินจากดาวเทียม SMAP NASA เนื่องจาก ข้อจำกัดของข้อมูลตรวจวัดความชื้นในดินของประเทศไทย ที่ยังไม่มีการตรวจวัด หรือจัดเก็บอย่างเป็นระบบ และยาวนานพอที่จะนำมาใช้กับโครงการนี้ โดยที่ข้อมูลลักษณะดิน ความชื้นในดิน และความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลตรวจวัดและข้อมูลจากดาวเทียม จะนำไปใช้ต่อในระยะถัดไปสำหรับการปรับแก้ข้อมูลความชื้นในดินจากดาวเทียม SMAP ผนวกกับข้อมูลตรวจวัด และปัจจัยอื่นๆ อาทิเช่น ค่าอุตุนิยมวิทยา ลักษณะดิน ความสูงของพื้นที่ และอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องเพื่อให้ได้ค่าความชื้นในดินที่ถูกต้องและเหมาะสมในการนำไปใช้สำหรับพื้นที่นั้นๆ ต่อไปในอนาคต รวมทั้งนำไปใช้ในการปรับปรุงแบบจำลองสภาพอากาศแบบ Dynamical model เพื่อเป็นค่าเริ่มต้นของ Land Surface Model (LSM) ในระยะถัดไป

ระดับความพร้อมของโครงการ