5.1 คำนำ5.2 คำจำกัดความ  / 5.3 ธาตุประกอบอุตุนิยมวิทยาที่มีความสำคัญต่อพืช  / 5.3.1 รังสีดวงอาทิตย์ / 5.3.2 อุณหภูมิ / 5.3.3 ความชื้นในบรรยากาศ / 5.3.4 น้ำฟ้า / 5.3.5 การระเหยน้ำ / 5.3.6 ลม / 5.4 ปัจจัยต่างๆ ที่มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ / 5.5 อิทธิพลของภูมิอากาศต่อพืช / 5.5.1 รังสีดวงอาทิตย์กับพืช / 5.5.2 อุณหภูมิต่อการเจริญเติบโตของพืช 5.5.3 การคายระเหยน้ำของพืช / 5.5.4 ลม / 5.6 ภูมิอากาศพืชเศรษฐกิจที่สำคัญและเขตนิเวศวิทยาการเกษตรของประเทศไทย / 5.7 การพยากรณ์ทางอุตุนิยมวิทยาเกษตร / 5.8 การดัดแปรอากาศเพื่อจุดประสงค์ทางการเกษตร / 5.9 บรรณานุกรม

บทที่ 5

ภูมิอากาศและพืช

<< หน้าแรก >>//<< สารบัญ >>//<< บทที่ 6 >> 

 

5.1 คำนำ

    วิทยาศาสตร์ทางด้านอุตุนิยมวิทยา เป็นความรู้ที่ได้โดยการสังเกตและค้นคว้าจากการพบเห็นทางธรรมชาติของบรรยากาศ มีประโยชน์ต่อวิชาการต่างๆ หลายสาขา โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิทยาศาสตร์ประยุกต์สำหรับการเกษตร เป็นวิชาการสาขาหนึ่งที่ขึ้นอยู่กับสภาพลมฟ้าอากาศ อันเป็นปัจจัยสำคัญต่อการเจริญเติบโต การพัฒนาการ และการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของพืชและสัตว์ การศึกษาเรื่องภูมิอากาศ มีจุดประสงค์เพื่อนำความรู้ต่างๆ มาประยุกต์ใช้ในงานการเกษตรให้ประสบความสำเร็จ 3 ประการ คือ ประการแรก การกำหนดชนิดพืชปลูกให้เหมาะสมกับภูมิอากาศของท้องที่หรือการเลือกพื้นที่เพาะปลูกที่มีภูมิอากาศเหมาะกับชนิดพืช ประการที่สอง ข้อมูลที่ได้จากการตรวจวัดสภาพภูมิอากาศเป็นสิ่งจำเป็นที่สำคัญต่อการค้นคว้าทดลองหรือวิจัยทางการเกษตร และประการสุดท้าย ผลงานวิจัยสภาพภูมิอากาศ มีความสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้ทางการเขตกรรมต่างๆ เช่น การชลประทาน ระยะการปลูกพืช การพ่นสารเคมี เป็นต้น ดังนั้นการศึกษาลักษณะภูมิอากาศต่างๆ ที่มีความสัมพันธ์กับพืช จึงมีความสำคัญเปรียบเสมือนความรู้พื้นฐานให้ผู้ศึกษาเข้าใจอย่างลึกซึ้งถึงสภาพแวดล้อมที่มีอิทธิพลต่อการเจริญเติบโตและพัฒนาการต่างๆ ดำเนินชีวิตของพืชนั่นเอง

    5.2 คำจำกัดความ

     เนื่องจากสิ่งแวดล้อมเป็นปัจจัยภายนอกที่มีผลต่อการเจริญเติบโตและการพัฒนาการของพืช ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องทราบถึงคำจำกัดความต่างๆ ดังต่อไปนี้

    1) ธาตุประกอบอุตุนิยมวิทยา (meteorological element) หมายถึง สิ่งที่ผันแปรไปในบรรยากาศ หรือปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในบรรยากาศ ซึ่งแสดงถึงสภาพของลมฟ้าอากาศ ณ ที่แห่งหนึ่งตามเวลาที่กำหนดให้ หรืออาจหมายถึง ธาตุประกอบทางกายภาพแต่ละอย่างของลมฟ้าอากาศหรือภูมิอากาศ ได้แก่ รังสีดวงอาทิตย์ อุณหภูมิ ความกดอากาศ ความชื้น ลม เมฆ น้ำฟ้า ทัศนวิสัย พายุฝนฟ้าคะนอง เป็นต้น ซึ่งสภาพของบรรยากาศนี้ โดยทั่วไปหมายรวมถึงธาตุประกอบอุตุนิยมวิทยาต่างๆ เข้าด้วยกันทั้งหมด

    2) ลมฟ้าอากาศ (weather) หมายถึง สภาพของบรรยากาศในเวลาใดเวลาหนึ่ง หรือสถานที่ใดสถานที่หนึ่ง และมีการเปลี่ยนแปลงไปตามวัน เวลา และสถานที่

    3) ภูมิอากาศ (climate) หมายถึง สภาพของบรรยากาศโดยทั่วๆ ไปของท้องถิ่นต่างๆ ซึ่งเป็นผลเฉลี่ยจากการเปลี่ยนแปลงของลมฟ้าอากาศประจำวัน หรือเป็นค่าเฉลี่ยของลักษณะลมฟ้าอากาศในระยะเวลานานๆ

    4) อุตุนิยมวิทยา (meteorology) หมายถึง วิทยาศาสตร์ของบรรยากาศ ซึ่งคำว่า meteorology มาจากภาษากรีกสองคำคือ meteoros (thing in the heaven above) รวมกับ logos (discourse) วิชาอุตุนิยมวิทยานี้ได้รวมสภาพลมฟ้าอากาศกับภูมิอากาศทั้งสองอย่างเข้าไว้ด้วยกัน และวิชาอุตุนิยมวิทยานี้ไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับสภาวะทางกายภาพ ทางเคมี และทางพลวัต (dynamic) ของบรรยากาศเท่านั้น แต่ยังมีส่วนสัมพันธ์โดยตรงระหว่างบรรยากาศกับพื้นโลก มหาสมุทร และสิ่งที่มีชีวิตโดยทั่วไปอีกด้วย

    5) อุตุนิยมวิทยาจุลภาค (micrometeorology) หมายถึง การศึกษาโครงสร้างอย่างละเอียดของกระบวนการต่างๆ ในบรรยากาศที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ ภายในระดับความสูง 50-100 เมตรแรกเหนือผิวโลกของพื้นที่บริเวณเล็กๆ เฉพาะท้องที่ใดท้องที่หนึ่ง และเป็นสาขาวิชาแขนงหนึ่งของอุตุนิยมวิทยา

    6) ภูมิอากาศวิทยาจุลภาค (microclimatology) หมายถึง การศึกษาภูมิอากาศใกล้พื้นผิวดิน รวมถึงปัจจัยต่างๆ ที่มีผลต่อภูมิอากาศใกล้พื้นผิวดิน และการเกี่ยวพันซึ่งกันและกันระหว่างพืชหรือสัตว์กับสิ่งแวดล้อมรอบๆ ตัว วิชาในสาขานี้ก็เป็นวิชาอีกแขนงหนึ่งของอุตุนิยมวิทยาเช่นเดียวกัน

    7) อุตุนิยมวิทยาการเกษตร (agricultural meteorology) เป็นสาขาวิชาอุตุนิยมวิทยาที่มีความสัมพันธ์กับปัญหาต่างๆ ของการเกษตร ซึ่งวิทยาศาสตร์แขนงนี้ได้รวมเอาความรู้และเทคโนโลยีต่าง ๆ จากอุตุนิยมวิทยา ชีววิทยา นิเวศวิทยา ตลอดจนวิชาการต่างๆ ทางการเกษตรเข้าไว้ด้วยกันเพื่อแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นกับพืชและสัตว์

5.3 ธาตุประกอบอุตุนิยมวิทยาที่มีความสำคัญต่อพืช

    การเจริญเติบโตและการพัฒนาการของพืช มีการผันแปรเปลี่ยนแปลงตามธาตุประกอบอุตุนิยมวิทยาที่พืชได้รับ ซึ่งธาตุประกอบอุตุนิยมวิทยาที่สำคัญต่อพืช คือ

    5.3.1 รังสีดวงอาทิตย์

    การแผ่รังสีดวงอาทิตย์เป็นกระบวนการจ่ายพลังงานความร้อนที่สำคัญที่สุด ที่จำเป็นต่อการดำรงชีพของสิ่งมีชีวิตบนพื้นโลก และยังเป็นสาเหตุสำคัญก่อให้เกิดปรากฏการณ์ต่างๆ ทางธรรมชาติ ยิ่งไปกว่านั้น ปริมาณและระยะเวลาที่โลกได้รับรังสีดวงอาทิตย์ ยังเป็นปฐมเหตุก่อให้เกิดการผันแปรของลมฟ้าอากาศอีกด้วย ดวงอาทิตย์เปรียบเสมือนก้อนสสารขนาดมหึมา ที่พื้นผิวชั้นโฟโตสเฟียร์มีอุณหภูมิประมาณ 6,000 องศาเคลวิน (Kelvin, K) ซึ่งแผ่รังสีออกจากตัวโดยรอบ โดยมีแหล่งกำเนิดพลังงานเทอร์โมนิวเคลียร์ตามธรรมชาติอยู่ภายในบริเวณใจกลาง คลื่นรังสีดวงอาทิตย์มีลักษณะเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับอัตราความเร็วแสง หน่วยที่ใช้วัดรังสีที่นิยมในปัจจุบันนี้เป็นการวัดความเข้มรังสีในหน่วยของ System International (SI) units คือ วัตต์ต่อตารางเมตร (W m-2) หรือเมกะจูลล์ต่อตารางเมตร (MJ m-2)

    ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ ที่ตกตั้งฉากบนพื้นผิวบรรยากาศโลกในระยะทางเฉลี่ยจากโลกถึงดวงอาทิตย์นั้น พื้นที่แต่ละตารางเมตรในแต่ละวินาที จะได้รับพลังงาน 1,360-1,400 วัตต์ ค่านี้เรียกว่า ค่าคงที่รังสีดวงอาทิตย์ (solar constant) และประมาณว่า 99% ของรังสีดวงอาทิตย์ที่พื้นผิวโลกได้รับนั้นเป็นรังสีคลื่นสั้น มีความยาวคลื่นระหว่าง 0.2 ไมครอน จนถึง 4.0 ไมครอน อันประกอบด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีที่ตามองเห็น และรังสีอินฟาเรดโดยประมาณ 4, 44 และ 52% ของปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่โลกได้รับทั้งหมด ตามลำดับ แถบรังสีต่างๆ ของรังสีดวงอาทิตย์จะผันแปรเปลี่ยนแปลงตามความสูงพื้นที่ ตำแหน่งดวงอาทิตย์ ฤดูกาล และสภาพของบรรยากาศ ซึ่งพบว่าในวันที่ท้องฟ้ามีปริมาณเมฆและความชื้นในบรรยากาศมาก รังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีอินฟาเรดจะถูกดูดกลืนไว้ได้มากโดยบรรยากาศ ทำให้ปริมาณรังสีทั้งสองที่พื้นผิวโลกมีน้อยลง แต่อย่างไรก็ตาม ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่โลกได้รับทั้งหมดนั้น รังสีบางส่วนจะถูกพื้นผิวดินดูดกลืนไว้ทำให้พื้นผิวดินมีอุณหภูมิสูงขึ้น แต่มีรังสีบางส่วนจะสะท้อนจากพื้นผิวดินขึ้นสู่บรรยากาศด้วย นอกจากนี้แล้วพื้นผิวดินยังได้รับรังสีคลื่นยาวจากบรรยากาศ หรืออาจสูญเสียรังสีคลื่นยาวให้กับบรรยากาศก็ได้ ซึ่งรังสีคลื่นสั้นและรังสีคลื่นยาวที่พื้นผิวดินได้รับกับที่สูญเสียไปจะเกิดสมดุลกัน เรียกว่า สมดุลรังสี (radiation balance) ดังสมการที่ 1

 

Rn = Rs + Rl - Rs - Rl (1)

    เมื่อกำหนดให้ Rn คือ รังสีสุทธิที่พื้นผิวดิน Rs คือ รังสีคลื่นสั้นที่ลงสู่พื้นผิวดิน Rs คือ รังสีคลื่นสั้นที่ขึ้นจากพื้นผิวดิน Rl คือ รังสีคลื่นยาวที่ลงสู่พื้นผิวดิน และ Rl รังสีคลื่นยาวที่ขึ้นจากพื้นผิวดิน

 

    รังสีสุทธิที่พื้นผิวดินนี้ จะก่อให้เกิดพลังงานที่ใช้ในกระบวนการต่างๆ ที่มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตบนพื้นผิวโลกสมการงบดุลพลังงาน (energy budget equation) ที่แสดงใน สมการที่ 2 คือ

 

Rn = ET + A + S + P + Xi (2)

    เมื่อกำหนดให้ ET คือ กระบวนการคายระเหยน้ำ A คือ กระบวนการที่ทำให้บรรยากาศมีอุณหภูมิสูงขึ้น S คือ กระบวนการที่ทำให้ดินมีอุณหภูมิสูงขึ้น P คือ กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช X i กระบวนการเมแทบอลิซึม

    เมื่อรวมสมการที่ 1 และ 2 เข้าด้วยกัน แล้วเขียนใหม่จะได้สมการที่ 3 และแสดงได้ดังรูปที่ 5.1 คือ

 

Rs + Rl - Rs – Rl = Rn = ET + A + S + P + Xi (3)

    5.3.2 อุณหภูมิ

    เมื่อโมเลกุลของวัตถุใดๆ เกิดการสั่นสะเทือน วัตถุนั้นย่อมมีพลังงานความร้อนเกิดขึ้น และถ้าโมเลกุลของวัตถุนั้นๆ เกิดการสั่นสะเทือนหรือเคลื่อนไหวเร็วขึ้น พลังงานความร้อนก็เพิ่มมากขึ้นด้วย เพราะฉะนั้นวัตถุที่มีการเคลื่อนไหวของโมเลกุลเร็วกว่า จะถ่ายเทความร้อนให้แก่วัตถุที่มีการเคลื่อนไหวของโมเลกุลช้าที่ช้ากว่า จนกระทั่งวัตถุทั้งสองมีระดับความร้อนหรืออุณหภูมิเท่ากันแล้ว การถ่ายเทความร้อนจะสิ้นสุดลง ซึ่งกระบวนการถ่ายเทความร้อนของวัตถุอาจเกิดโดยกระบวนการแผ่รังสี กระบวนการนำความร้อน หรือกระบวนการพาความร้อนก็ได้ ดังนั้นคำว่าอุณหภูมิของวัตถุใดๆ ก็หมายถึงระดับความร้อนของวัตถุนั้นนั่นเอง โดยมีหน่วยวัดระดับความร้อนเป็นองศาเซลเซียส (° C) องศาเคลวิน (° K) หรือองศาสัมบูรณ์ (° A) สำหรับอุณหภูมิของพื้นผิวโลกในแต่ละท้องที่หรือในแต่ละเวลาจะมีความสัมพันธ์ กับปริมาณรังสีที่ลงสู่พื้นผิวและออกจากพื้นผิวนั้นๆ หรือขึ้นอยู่กับปริมาณรังสีสุทธิ (Rn) ของพื้นผิว ซึ่งบริเวณเส้นศูนย์สูตรมีอุณหภูมิสูงที่สุดและอุณหภูมิจะค่อยๆ ลดลงจากบริเวณเส้นศูนย์สูตรไปยังขั้วโลกทั้งสองข้าง

รูปที่ 5.1 ส่วนประกอบต่างๆ ของการแลกเปลี่ยนความร้อนบนพื้นผิวโลกในเวลากลางวัน

    ในกรณีของอุณหภูมิอากาศในชั้นล่างสุดของบรรยากาศตั้งแต่พื้นผิวดินจนถึงที่ระดับความสูงประมาณ 8-10 กิโลเมตรนั้น ตามทฤษฎีพบว่า อุณหภูมิอากาศจะลดลงตามความสูงที่เพิ่มขึ้นในอัตรา 1 องศาเซลเซียสต่อระดับความสูง 100 เมตร แต่อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิอากาศใกล้พื้นผิวดินในเวลากลางวันจะแตกต่างจากเวลากลางคืน โดยที่ในเวลากลางวันอากาศที่ติดกับพื้นผิวดินมีอุณหภูมิสูงกว่า แต่ในเวลากลางคืนกลับมีอุณหภูมิต่ำกว่าอากาศที่อยู่เหนือพื้นผิวขึ้นไป ส่วนอุณหภูมิดินตั้งแต่ผิวดินจนถึงระดับความลึก 1 เมตร ก็มีการเปลี่ยนแปลงเช่นเดียวกับอุณหภูมิอากาศ กล่าวคือ ในเวลากลางวันผิวดินมีอุณหภูมิสูงที่สุด และเกิดการถ่ายเทความร้อนให้แก่ชั้นดินที่อยู่ลึกกว่า แต่พอตกเวลากลางคืน พื้นผิวดินจะสูญเสียความร้อนให้กับบรรยากาศ ทำให้อุณหภูมิผิวดินลดลงอย่างรวดเร็ว และมีอุณหภูมิต่ำกว่าชั้นดินที่อยู่ลึกลงไปด้วย ส่วนชั้นดินที่อยู่ลึกกว่า 1 เมตรลงไปนั้น อุณหภูมิดินค่อนข้างคงที่และมีการเปลี่ยนแปลงน้อยมาก

    5.3.3 ความชื้นในบรรยากาศ

    บรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกนั้น ประกอบด้วย แก๊สต่าง ๆ ที่มีทั้งอากาศแห้งและไอน้ำที่เป็นแก๊สอิสระผสมรวมกันเรียกว่า อากาศชื้น (moist air) ซึ่งในทางอุตุนิยมวิทยาได้จัดว่าไอน้ำเป็นส่วนที่สำคัญที่สุด แม้ว่าจะมีปริมาณเพียงเล็กน้อยก็ตาม และมีการจัดตัวอยู่ในระยะความสูงไม่เกิน 8 กิโลเมตร ปริมาณไอน้ำจะมีค่าเปลี่ยนแปลงอยู่ในช่วงระหว่าง 0-5% โดยปริมาตร บรรยากาศเหนือบริเวณพื้นจะมีไอน้ำในปริมาณมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอากาศ เหตุที่เป็นเช่นนี้เพราะว่า อุณหภูมิอากาศมีผลต่อการระเหยน้ำ เมื่ออุณหภูมิอากาศเพิ่ม ปริมาตรของอากาศจะขยายตัวออก อากาศจึงมีช่องว่างที่สามารถอุ้มไอน้ำไว้ได้มากขึ้น จนถึงขีดสูงสุดจำกัดอันหนึ่งที่ทำให้อากาศมีความดันไอน้ำสูงสุดที่อุณหภูมิขณะนั้น ขีดกำหนดสูงสุดของปริมาณไอน้ำในอากาศดังกล่าวนี้เรียกว่า จุดอิ่มตัว (saturation point) ดังนั้นปริมาณไอน้ำที่แขวนลอยอยู่ในบรรยากาศ จะแสดงให้ทราบถึงความชื้นของอากาศ ซึ่งตามปกติแล้วจำนวนไอน้ำจริง ๆ ที่มีอยู่ในอากาศขณะนั้น จะน้อยกว่าจำนวนไอน้ำที่จุดอิ่มตัว และจะหาค่าของจำนวนไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศในขณะนั้นๆ ได้หลายวิธี สำหรับวิธีที่นิยมใช้มากคือ วิธีหาความชื้นสัมพัทธ์ของบรรยากาศ (relative humidity) โดยเทียบเป็นอัตราส่วนระหว่างมวลของไอน้ำที่มีอยู่จริง กับมวลของไอน้ำอิ่มตัวที่อุณหภูมิขณะนั้น และมีหน่วยเป็นเปอร์เซ็นต์

    ไอน้ำในบรรยากาศอาจเกิดการควบแน่นใกล้พื้นผิวดินกลายเป็นหมอกหรือน้ำค้าง หรือไอน้ำอาจลอยสูงขึ้นพร้อมกับเกาะรวมตัวกันเป็นเมฆก็ได้ และไอน้ำที่สูญเสียไปนั้นจะกลายเป็นฝนหรือน้ำฟ้าชนิดต่างๆ ตกลงสู่พื้นดินอีก ทำให้วัฎจักรของน้ำครบวงจรอย่างสมบูรณ์

    5.3.4 น้ำฟ้า

    น้ำฟ้าเป็นผลอันเกิดจากการควบแน่นของไอน้ำในบรรยากาศ ซึ่งคำว่า น้ำฟ้า (precipitation) หมายถึง น้ำทั้งในสถานะของแข็งหรือของเหลวที่ตกลงมาจากท้องฟ้าสู่พื้นดิน ชนิดของน้ำฟ้าที่สำคัญ ได้แก่ ฝน หิมะ ลูกเห็บ เป็นต้น โดยมีความแตกต่างกันดังนี้

    1) ฝน (rain) เป็นหยดน้ำที่เกิดจากละอองขนาดเล็กหลายๆ หยดมารวมกันเป็นหยดน้ำขนาดใหญ่ มีเส้นผ่าศูนย์กลางโตกว่า 0.5 มิลลิเมตร ที่ตกลงสู่พื้นโลก ส่วนฝนที่ตกลงสู่พื้นโลกในลักษณะของละอองน้ำที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางเล็กกว่า 0.5 มิลลิเมตร เรียกว่า ฝนละออง (drizzle) แต่ถ้าฝนที่ตกลงมามีลักษณะเป็นผลึกหรือเกล็ดน้ำแข็งปนรวมอยู่ด้วยเรียกว่า ฝนน้ำแข็ง (sleet)

    2) หิมะ (snow) เป็นผลึกน้ำแข็งที่มีรูปหกเหลี่ยมแบนเป็นแท่งแบบปริซึม หรืออาจเป็นแท่งสามเหลี่ยม สี่เหลี่ยม หรือห้าเหลี่ยม มีรูปร่างสวยงามมาก ซึ่งเกิดจากไอน้ำในอากาศควบแน่นกลายเป็นเกล็ดน้ำแข็ง อันเนื่องมาจากอุณหภูมิอากาศลดต่ำลงจากจุดเยือกแข็ง

    3) ลูกเห็บ (hail) เป็นก้อนน้ำแข็งที่มีลักษณะกลม สีขุ่นมัว มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 0.5-5 เซนติเมตร ที่ตกจากท้องฟ้าสู่พื้นโลก ลูกเห็บนี้เกิดจากกระแสอากาศที่ยกตัวขึ้นและจมตัวลงภายในเมฆคิวมูโลนิมบัส จนกระทั่งไอน้ำควบแน่นและรวมตัวกันกลายเป็นก้อนน้ำแข็งขนาดใหญ่ มีน้ำหนักมากกว่าที่อากาศจะพยุงไว้ได้ก็จะตกลงสู่พื้นโลก โดยทั่วไปลูกเห็บจะเกิดในขณะที่มีฝนฟ้าคะนองอย่างรุนแรง ขณะฝนตกจะมีฟ้าแลบฟ้าร้อง และฟ้าผ่าร่วมอยู่ด้วย

    สำหรับการวัดน้ำฟ้า จะวัดเป็นความสูงของน้ำเหนือพื้นดิน โดยสมมุติว่าน้ำไม่มีการซึมซาบลงสู่ดินและไม่เกิดการระเหยขึ้นสู่บรรยากาศ โดยมีหน่วยเป็นมิลลิเมตร

    5.3.5 การระเหยน้ำ

    น้ำที่ระเหยจากพื้นผิวน้ำหรือพื้นผิวดิน จะก่อให้เกิดการเคลื่อนย้ายมวลและพลังงานจากพื้นโลกสู่บรรยากาศ ซึ่งการระเหยน้ำจะเกิดขึ้นได้ ต้องได้รับพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ และอากาศรอบ ๆ ต้องมีความดันไอน้ำน้อยกว่าพื้นผิวที่เกิดการระเหยน้ำด้วย ซึ่งน้ำ 1 กิโลกรัม จะเปลี่ยนสภาวะของเหลวกลายเป็นไอน้ำได้ ต้องใช้ความร้อนแฝงสำหรับการระเหย (latent heat of vaporization) ในปริมาณ 2.45 เมกะจูลล์ สำหรับปริมาณน้ำระเหยจากพื้นผิวใดๆ จะวัดเป็นความสูงของน้ำที่เกิดสูญเสียไปโดยมีหน่วยเช่นเดียวกับน้ำฟ้า และมีความสัมพันธ์ในทางตรงข้ามกับความชื้นในบรรยากาศด้วย กล่าวคือ ถ้าบรรยากาศมีความชื้นน้อย น้ำจะเกิดการระเหยมาก ในทางกลับกัน ถ้าบรรยากาศมีความชื้นมาก การระเหยน้ำจะน้อยลง

    5.3.6 ลม

    ลม หมายถึง อากาศที่เคลื่อนที่ในแนวระดับ โดยมีแรงมากระทำให้เกิดการเคลื่อนไหวที่สำคัญ 3 แรงคือ แรงที่เกิดจากความแตกต่างของมวลอากาศ แรงเหวี่ยงของโลก และ แรงเสียดทานของพื้นผิว ลมมีอิทธิพลทำให้ความร้อน ความชื้นและคุณสมบัติอื่นๆ ทางกายภาพของบรรยากาศเกิดการผสมคลุกเคล้ากัน และเกิดการถ่ายเทไปยังแหล่งอื่นๆ ด้วย สำหรับการรายงานเกี่ยวกับลมในบริเวณใดๆ ก็ตาม ต้องรายงานถึงความเร็วและทิศทางของลมที่พัดเข้าสู่บริเวณนั้น ดังตัวอย่างเช่น ที่ศูนย์อุตุนิยมวิทยาภาคใต้ฝั่งตะวันออก จังหวัดสงขลา ลมที่ตรวจวัดได้ในเดือนมกราคม คือ 3 ENE หมายความว่า ในเดือนมกราคม ลม ที่พัดเข้าสู่บริเวณนั้นๆ มีความเร็วลมเฉลี่ย 3 นอต พัดมาทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือค่อนมาทางทิศตะวันออก เป็นต้น

5.4 ปัจจัยต่างๆ ที่มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ

    สิ่งที่ทำให้ภูมิอากาศเกิดเปลี่ยนแปลงแตกต่างกันตามวัน เวลา ฤดูกาล และสถานที่ต่างๆ บนพื้นโลก คือ

    1) ละติจูดของสถานที่บนผิวโลก ซึ่งสัมพันธ์กับการรับรังสีดวงอาทิตย์

    2) แผ่นดินและน่านน้ำ

    3) บริเวณความกดอากาศสูงและบริเวณความกดอากาศต่ำที่ถาวรและกึ่งถาวร

    4) ลมและชนิดของมวลอากาศ

    5) ความสูงของพื้นที่

    6) ภูเขา

    7) กระแสน้ำในมหาสมุทร

    8) พายุต่างๆ

5.5 อิทธิพลของภูมิอากาศต่อพืช

    การดำรงชีพของพืชแต่ละชนิดต้องการสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมโดยเฉพาะ ซึ่งสภาพแวดล้อมที่มีอิทธิพลต่อการเจริญเติบโตของพืช อาจจำแนกได้ 4 ประการคือ สภาพภูมิอากาศ สภาพภูมิศาสตร์ ปัจจัยดิน และ สิ่งมีชีวิตต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของพืช ปัจจัยทั้ง 4 นี้ มีความสัมพันธ์ต่อกันทั้งทางตรงและทางอ้อม และมีอันตรกิริยาที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชด้วย สำหรับการเกษตรแบบใหม่ในปัจจุบันนี้ ได้นำความรู้และเทคโนโลยีใหม่ๆ มาประยุกต์ใช้ในการเกษตรมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิทยาการที่เกี่ยวข้องกับการปรับสภาพภูมิอากาศให้เหมาะสมกับพืช เพื่อต้องการผลผลิตตอบแทนจากพืชปลูกให้มากที่สุดเท่าที่จะมากได้ ดังนั้นอิทธิพลของภูมิอากาศที่มีต่อพืชกล่าวแยกรายละเอียดเป็นข้อๆ ได้ดังนี้

    5.5.1 รังสีดวงอาทิตย์กับพืช

    พืชแต่ละชนิดมีความต้องการรังสีดวงอาทิตย์เพื่อการเจริญเติบโตและการพัฒนาการที่แตกต่างกัน ซึ่งอาจจำแนกชนิดพืชตามความต้องการปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ได้เป็น 2 ชนิดคือ ชนิดแรกเป็นพืชที่ต้องการรังสีดวงอาทิตย์มาก (sun plants) และชนิดที่สองเป็นพืชที่ต้องการรังสีดวงอาทิตย์น้อยกว่าหรือต้องการร่มเงามากกว่า (shade plants) สำหรับอิทธิพลโดยทั่วไปของรังสีดวงอาทิตย์ที่มีต่อกระบวนการต่าง ๆ ที่สำคัญของพืชมี 2 กระบวนการใหญ่ๆ คือ

    1) กระบวนการพลังงานแสง (photo-energy processes) กระบวนการนี้เป็นการสร้างสารประกอบคาร์โบไฮเดรต โดยการเปลี่ยนพลังงานแสงในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น (visible light) ซึ่งมีความยาวคลื่นอยู่ในช่วงระหว่าง 0.4-0.7 ไมครอน ให้เป็นพลังงานเคมี โดยมีน้ำและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัตถุดิบ ซึ่งกระบวนการนี้เป็นที่รู้จักกันทั่วไปที่เรียกว่า กระบวนการปรุงอาหารหรือการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช ดังสมการที่ 4

 

 

    จากสมการข้างบนนี้ พลังงานที่พืชใช้ในกระบวนการได้รับจากรังสีดวงอาทิตย์ส่วนหนึ่ง กับพลังงานอีกส่วนหนึ่งได้มาจากขบวนการหายใจ ดังนั้นอัตราการสังเคราะห์แสงของพืชจึงขึ้นอยู่กับปัจจัยภายในและปัจจัยภายนอก ซึ่งปัจจัยภายนอกที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศที่มีผลต่อกระบวนการนี้คือ ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์หรือความเข้มแสง อุณหภูมิอากาศ และปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ หากปัจจัยทั้ง 3 นี้ มีอย่างเพียงพอ อัตราการสังเคราะห์แสงของพืชจะเป็นไปตามปกติ ดังรูปที่ 5.2

รูปที่ 5.2 การสังเคราะห์แสงของใบแตงกวาที่มีความสัมพันธ์กับความเข้มแสง อุณหภูมิอากาศ และปริมาณ

    2) กระบวนการแสงกระตุ้นพืช (photo-stimulus processes) กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับความเข้มแสงเช่นเดียวกัน แต่มีความต้องการในปริมาณที่น้อยกว่ากระบวนการพลังงานแสง และเมื่อพืชได้รับแสง พืชจะมีการตอบสนองต่อแสงใน 2 กระบวนการย่อยคือ

        2.1) กระบวนการเคลื่อนไหวและเคลื่อนที่ของพืช ได้แก่ การหุบการบานของดอก การหุบการแผ่ของใบ การเบนเข้าหาแสงของลำต้น และการเคลื่อนที่เข้าหาแสงสว่างของพืชขั้นต่ำเซลล์เดียว

        2.2) กระบวนการสร้างสิ่งต่างๆ ของพืช พบว่าอัตราของกระบวนการขึ้นอยู่กับความยาวของช่วงที่มีแสงสว่างและช่วงมืดที่พืชได้รับ ซึ่งก่อให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า photoperiodism เช่น การยืดตัวของลำต้น การขยายตัวออก แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ของแผ่นใบ การสร้างขนบนส่วนใบและลำต้น การชักนำให้พืชออกดอก การสร้างสารคลอโรฟิลล์ สารเอนโธไซยานิน และสารสี (pigment) ต่างๆ ของพืช

    ดังนั้นจะเห็นได้ว่ารังสีดวงอาทิตย์ทั้งในแง่ ปริมาณ ความเข้ม คุณภาพของแสง (ช่วงความยาวคลื่นแสง) ทิศทางของแสง และช่วงระยะเวลาที่พืชได้รับแสงนั้น ต่างก็มีอิทธิพลต่อการเจริญเติบโตและการพัฒนาการของพืช นอกจากนี้แล้วยังพบว่า รังสีดวงอาทิตย์มีความสัมพันธ์ในทางบวกกับการสร้างน้ำหนักแห้งของพืชด้วย

    5.5.2 อุณหภูมิต่อการเจริญเติบโตของพืช

    อุณหภูมิของอากาศและดินต่างก็เป็นผลอันเนื่องจากปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ กล่าวคือ ถ้าโลกได้รับปริมาณรังสีดวงอาทิตย์มาก พื้นผิวโลกก็จะมีอุณหภูมิสูง ในทำนองเดียวกัน ถ้าหากวันใดปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่ลงสู่พื้นโลกมีน้อย วันนั้นพื้นผิวโลกก็จะมีอุณหภูมิต่ำลงด้วย ดังนั้นกระบวนการเมทาบอลิซึม ปฏิกริยาเคมีภายในเซลล์พืช ตลอดจนการเจริญเติบโตและผลผลิตของพืช ก็จะเปลี่ยนแปลงตามระดับอุณหภูมิในแต่ละวันด้วย ซึ่งอุณหภูมิอากาศและอุณหภูมิดินมีความสำคัญต่อพืชดังนี้

    1) อุณหภูมิอากาศ การเจริญเติบโตของพืชจะหยุดชะงักหรือสิ้นสุดลง เมื่อพืชได้รับอุณหภูมิอากาศสูงหรือต่ำเกินไป และการเจริญเติบโตของพืชจะดำเนินไปอย่างรวดเร็วเมื่อระดับอุณหภูมิเหมาะสม ซึ่งอุณหภูมิอากาศที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชนี้ เรียกว่า cardinal temperatures ที่ประกอบด้วยอุณหภูมิอากาศ 3 ระดับ คือ อุณหภูมิต่ำสุด (Tmin) ที่พืชชนิดนั้นจะเจริญเติบโตได้ อุณหภูมิที่เหมาะสมทำให้พืชชนิดนั้นเติบโตได้สูงสุด และอุณหภูมิสูงสุด (Tmax) ที่พืชชนิดนั้นสามารถดำรงชีพอยู่ได้ ดังนั้นพืชต่างชนิดกันก็จะมี cardinal temperature และการสร้างสมน้ำหนักแห้งของพืชจะแตกต่างกันด้วย การสร้างสมน้ำหนักแห้งของพืชแต่ละชนิดขึ้นอยู่กับ degree day ในช่วงการดำรงชีวิตของพืช และอาจใช้ degree day เป็นดัชนีเพื่อการเก็บเกี่ยวพืชได้อีกด้วย โดยที่ degree day ของแต่ละวันของพืชนั้น เป็นผลต่างระหว่างอุณหภูมิอากาศเฉลี่ยประจำวันกับอุณหภูมิต่ำสุดที่พืชชนิดนั้นดำรงชีวิตอยู่ได้ (minimum threshold or base temperature;Tbase) ดังสมการที่ 5

 

    นอกจากนี้แล้วยังมีปรากฏการณ์ที่เรียกว่า thermoperiodicity ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ของความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิกลางวันและกลางคืน ที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชอีกด้วย ดังเช่นการเจริญเติบโตของมะเขือเทศจะขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในเวลากลางคืน (รูปที่ 5.3) หรือฤดูการปลูกพืชแต่ละชนิด มีความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิกลางวันและกลางคืนที่แตกต่างกัน (รูปที่ 5.4)

รูปที่ 5.3 อุณหภูมิกลางคืนที่มีผลต่อขบวนการต่างๆ ของมะเขือเทศ (Chang, 1971)

รูปที่ 5.4 ช่วงเวลาที่เหมาะสมในการเจริญเติบโตของพืชชนิดต่าง ๆ (ก, ข, ค และ ง) ที่มีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิอากาศในเวลากลางวันและกลางคืน (Chang, 1971)

    2) อุณหภูมิดิน อุณหภูมิดินมีอิทธิพลต่อการงอกของเมล็ด กิจกรรมของราก การดูดน้ำธาตุอาหาร การสลายผุพังของอินทรีย์สารหรืออนินทรีย์สาร ตลอดจนกิจกรรมต่างๆ ของสิ่งมีชีวิตในดินที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชด้วย การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิดินนอกจากขึ้นอยู่กับปริมาณรังสีดวงอาทิตย์แล้ว ยังพบว่าพืชหรือสิ่งอื่น ๆ ที่ปกคลุมผิวพื้นดินก็มีผลต่อระดับอุณหภูมิดินในระดับชั้นต่างๆ ด้วย

    รูปที่ 5.5  ความแตกต่างของอุณหภูมิดินในระดับความลึกต่างๆระหว่างบริเวณที่มีพืชขึ้นปกคลุมผิวดินกับบริเวณที่ว่างเปล่าปราศจากพืช 

    อุณหภูมิดินนอกจากขึ้นอยู่กับปัจจัยทั้งสองที่ได้กล่าวมาแล้วนั้น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิดินยังขึ้นอยู่กับชนิดดิน ปริมาณน้ำในดิน สีดิน และโดยทั่วไปแล้วดินแต่ละชนิดจะมีระดับอุณหภูมิต่างกัน คือ ดินทรายมีอุณหภูมิสูงกว่าดินร่วนและดินเหนียว ตามลำดับ ทั้งนี้เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกับของดินนั่นเอง สำหรับการปรับระดับอุณหภูมิดินให้เหมาะสมกับพืชแต่ละชนิด เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องกระทำ เพื่อให้พืชมีการเจริญเติบโตที่ดีและแข็งแรง ซึ่งอาจกระทำได้ 4 ประการคือ

    1) ปรับคุณสมบัติในการดูดกลืนความร้อนของผิวดิน โดยเปลี่ยนสีของผิวดินให้เข้มขึ้นหรือจางลง

    2)ปรับสัมประสิทธิ์ในการนำความร้อนของดิน โดยคลุกเคล้าสารบางอย่างที่มีการนำความร้อนต่างกัน

    3) เปลี่ยนแปลงความจุความร้อนของดิน โดยเปลี่ยนระดับความชื้นดิน

    4) ดัดแปลงการสูญเสียความร้อนดินอันเนื่องมาจากการระเหยน้ำ การแผ่รังสีหรือการพาความร้อนในดิน

    5.5.3 การคายระเหยน้ำของพืช

    เนื่องจากน้ำเป็นสิ่งจำเป็นที่มีความสำคัญต่อพืช เพื่อช่วยละลายและลำเลียงธาตุอาหาร การยืดตัวของเซลล์ ควบคุมปฏิกริยาของกระบวนการต่าง ๆ ของพืช ตลอดจนลดระดับอุณหภูมิของพืชด้วย น้ำส่วนใหญ่ที่เข้าสู่ต้นพืชนั้น ได้มาจากการดูดน้ำในดินทางรากพืชนั่นเอง ปริมาณน้ำที่พืชดูดมาได้นี้ พบว่าปริมาณน้ำเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่พืชนำไปใช้ ปริมาณน้ำส่วนใหญ่จะเกิดการสูญเสียจากพืชโดยการคายน้ำเพื่อรักษาระดับอุณหภูมิของพืช การคายน้ำของพืชและการระเหยน้ำจากดิน รวมเรียกว่า การคายระเหย (evapotranspiration) นั้น จะถูกควบคุมโดยปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ อุณหภูมิ ความชื้นในบรรยากาศ และลม หากพืชเกิดการสูญเสียน้ำมากกว่าการดูดน้ำของพืชแล้ว การเจริญเติบโตของพืชจะหยุดชะงัก และถ้าเกิดเป็นเช่นนี้เรื่อยๆ ในระยะเวลานานพืชก็จะตายในที่สุด ดังนั้นความชื้นในดินจึงใช้ประโยชน์ในการกำหนดฤดูปลูก ปริมาณความชื้นดินในแต่ละช่วงเวลาสามารถประมาณค่าได้จากสมการสมดุลน้ำ (water balance equation) โดยใช้ข้อมูลต่างๆ เกี่ยวกับการคายระเหยน้ำ ปริมาณน้ำฝน และคุณสมบัติของดิน ความสัมพันธ์ของข้อมูลต่างๆ เหล่านี้ ทำให้สามารถกำหนดฤดูปลูกและชนิดพืชที่เหมาะสมในแต่ละท้องถิ่นได้ ซึ่งฤดูปลูกที่เหมาะกับการเจริญเติบโตของพืช ก็คือช่วงระยะเวลาที่ปริมาณฝนมีค่าเท่ากับหรือมากกว่าปริมาณการคายระเหยน้ำนั่นเอง ดังรูปที่ 5.5 แสดงช่วงฤดูปลูกที่เหมาะสมของจังหวัดสงขลา ที่ได้จากสมการสมดุลน้ำ โดยใช้ข้อมูลภูมิอากาศในคาบ 30 ปี (พ.ศ.2494-2503)

รูปที่ 5.5 ฝนและศักยภาพการคายระเหยน้ำ (Et) ที่มีความสัมพันธ์กับปริมาณน้ำในดิน

    5.5.4 ลม

    ลมมีอิทธิพลต่อพืชในกระบวนการต่าง ๆ คือ การหายใจ การดูดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อการสังเคราะห์ด้วยแสง การคายน้ำของพืช ซึ่งการเคลื่อนที่เข้าสู่หรือออกจากแปลงพืชของไอน้ำ แก๊สต่างๆ และอุณหภูมิที่มีต่อกระบวนการดังกล่าวข้างต้นจะดำเนินไปได้รวดเร็วในขณะที่มีลมพัด ดังนั้นเมื่อเปรียบเทียบการเจริญเติบโตของพืชที่ปลูกในบริเวณลมสงบกับบริเวณที่มีลมพัดแผ่วๆ ความเร็วลมประมาณ 1-5 กิโลเมตรต่อชั่วโมง พบว่าพืชที่ปลูกในบริเวณลมสงบมีการเจริญเติบโตช้ากว่า ทั้งนี้เพราะว่าการเคลื่อนที่ของแก๊สออกซิเจน แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และปริมาณไอน้ำ มีน้อยกว่าในบริเวณที่มีลมพัด แต่ถ้าหากว่าลมมีความเร็วมากกว่า 5 กิโลเมตรต่อชั่วโมงแล้ว การเจริญเติบโตของพืชทั้งในส่วนของลำต้นและส่วนรากพืชจะลดลงอย่างเด่นชัด ดังรูปที่ 5.6 ซึ่งแสดงการสร้างน้ำหนักแห้งในส่วนของลำต้นและรากที่มีความสัมพันธ์กับลมในระดับความเร็วต่างๆ กัน นอกจากลมจะมีผลต่อการเติบโตของพืชแล้ว ลมยังช่วยในการถ่ายละอองเกสรและการแพร่พันธุ์ของพืชด้วย อย่างไรก็ตาม ลมก็มีผลเสียต่อพืชด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่มีลมพัดแรงๆ จะทำให้ต้นพืชล้ม ผลผลิตร่วงหล่นเสียหาย กิ่งก้านเล็กและใบฉีดขาด ทำลายความอุดมสมบูรณ์ของดิน และเป็นอุปสรรคในการพ่นสารเคมี ดังนั้นในการเพาะปลูกพืชชนิดใดควรคำนึงทิศทางและความเร็วลมในท้องถิ่นนั้นๆ ด้วย หากท้องถิ่นนั้นมีลมพัดจัด อาจป้องกันความเสียหายที่เกิดจากลมได้โดยการปลูกพืชที่มีการเจริญเติบโตเร็ว ลำต้นสูงเป็นแถวเป็นแนวขวางทิศทางลม หรือโดยการก่อสร้างสิ่งกำบังลมขึ้นทางด้านต้นลมเพื่อลดความเร็วลมลงก่อนที่จะมาถึงแปลงพืชที่ปลูกไว้

รูปที่ 5.6 การเปลี่ยนแปลงการสร้างสะสมน้ำหนักแห้งของพืชในส่วนของลำต้นและรากพืชที่ระดับความเร็วลมต่างๆ กัน (Chang, 1971)

    ธาตุประกอบอุตุนิยมวิทยาที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้นนั้น นอกจากมีผลโดยตรงต่อพืชแล้ว ยังมีผลทางอ้อมต่อพืชด้วย เช่น การเกิดดินเนื่องจากการผุกร่อนของวัตถุต้นกำเนิด โดยสภาพลมฟ้าอากาศเป็นสิ่งกระทำให้เกิดการผุพังของแร่ธาตุต่างๆ รวมถึงเศษซากพืชหรือสัตว์ การเจริญเติบโตของสิ่งแวดล้อมทางชีวภาพที่เป็นประโยชน์หรือมีโทษต่อพืชปลูก หรือภัยธรรมชาติที่จะก่อให้เกิดความเสียหายแก่พืช เป็นต้น

    5.6 ภูมิอากาศพืชเศรษฐกิจที่สำคัญและเขตนิเวศวิทยาการเกษตรของประเทศไทย

    การปรับตัวของพืชชนิดต่างๆ ต่อการผันแปรของสภาพภูมิอากาศนั้น เป็นสิ่งที่นักพฤกษศาสตร์ นักนิเวศวิทยา และนักวิชาการเกษตรได้สนใจมาช้านานแล้ว การศึกษาวิจัยในช่วงแรกๆ ได้พิจารณาถึงผลโดยตรงของปัจจัยลมฟ้าอากาศเพียงปัจจัยใดปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชเท่านั้น ต่อมาภายหลังนักวิทยาศาสตร์เหล่านี้ได้ตระหนักว่าปัจจัยลมฟ้าอากาศเพียงปัจจัยใดปัจจัยหนึ่งนั้นไม่สามารถใช้อธิบายผลการเจริญเติบโตของพืชได้ ทั้งนี้เพราะว่าการเจริญเติบโตของพืชในสภาพที่เหมาะสมที่สุดจะขึ้นอยู่กับผลร่วมของปัจจัยต่างๆ ทางลมฟ้าอากาศ ผลร่วมอันนี้หมายถึง อุณหภูมิ ปริมาณฝน ความชื้นในบรรยากาศ แสงแดด ความเร็วลม และความยาวนานของวัน ที่มีผลต่อสภาพแวดล้อมของการเจริญเติบโตของพืชนั่นเอง และอาจจำแนกสภาพแวดล้อมต่างๆ ทางด้านภูมิอากาศที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของพืชเศรษฐกิจที่สำคัญของประเทศได้โดยอาศัยข้อมูลภูมิอากาศเป็นสิ่งกำหนด

    สำหรับสภาพแวดล้อมอย่างอื่นที่มีความสำคัญไม่ยิ่งหย่อนไปกว่าอิทธิพลของลมฟ้าอากาศที่มีผลต่อพืชเศรษฐกิจของประเทศ คือ ปัจจัยที่เกี่ยวกับดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งลักษณะดินจะมีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชเช่นกัน และเนื่องจากว่าพื้นที่การเกษตรของประเทศไทยเกือบ 80% เป็นพื้นที่ที่ต้องอาศัยน้ำฝนที่เรียกว่า การเกษตรในเขตใช้น้ำฝน ผลผลิตพืชที่ได้รับในแต่ละปีไม่มีความแน่นอนขึ้นอยู่กับสภาพทางธรรมชาติ พูลสวัสดิ์และคณะ (2526) ได้แบ่งเขตนิเวศเกษตรของประเทศไทย ตามการแนะนำขององค์การอาหารและการเกษตรแห่งสหประชาชาติ โดยคำนึงถึงสภาพของฝนและลักษณะดินที่เหมาะสมกับพืชเศรษฐกิจต่างๆ ที่สำคัญของประเทศไทย ซึ่งสามารถจัดแบ่งออกได้เป็น 13 เขตใหญ่ๆ โดยมีวัตถุประสงค์ 2 ประการคือ เพื่อต้องการทราบขีดความสามารถของพื้นที่เพาะปลูกสำหรับการจัดลำดับการพัฒนาและวิจัยด้านการผลิตพืช และ เพื่อเป็นการถ่ายทอดเทคโนโลยีในเขตที่มีลักษณะทางนิเวศวิทยาเกษตรที่เหมือนกันอีกด้วย ดังนั้นหากเกษตรกรปลูกพืชในเขตพื้นที่ที่มีสภาพภูมิอากาศที่เหมาะสมสำหรับพืชปลูกแต่ละชนิดแล้ว ย่อมเป็นหลักประกันได้ว่า เกษตรกรจะได้รับผลผลิตตอบแทนสูงสุดคุ้มกับทุนที่ได้ดำเนินการไป

การแบ่งเขตภูมิอากาศในประเทศไทย
                 การจำแนกประเภทอากาศตามแบบของ คอปเปน (Koppen's Classification) เป็นการจำแนกประเภทอากาศที่รัดกุมที่สุดในปัจจุบันและเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป คอปเปนแบ่งหรือจำแนกประเภทของอากาศของพื้นที่บริเวณต่าง ๆ ทั่วโลก โดยใช้ลักษณะและปริมาณน้ำฝนของท้องถิ่นเป็นเกณฑ์                  สำหรับประเทศไทยพื้นที่โดยทั่วไปอยู่ในลักษณะแบบ A คือลักษณะอากาศชื้นเขตร้อน (Tropical Rainy Climate) หมายถึง มีอุณหภูมิเฉลี่ยของเดือนที่หนาวที่สุดสูงกว่า 640 องศาฟาเรนไฮต์ จะมีปริมาณน้ำฝนรายปีสูง และฝนส่วนมากเป็นฝนที่เกิดจากการพาของกระแสอากาศในทางตั้ง (Convectional Rain) และในบางแห่งเกิดจากพายุหมุนเขตร้อน (tropical Storm) ลักษณะอากาศแบบ A แบ่งย่อยลงไปได้อีกดังนี้
             1.อากาศแบบป่าฝนเมืองร้อน (Tropical Rainy Forest or Tropical Wet Climate - A) เป็นลักษณะภูมิอากาศที่ร้อนตลอดปี และมีฝนตกมากทุกเดือนพบทางชายฝั่งตะวันออก ของคาบสมุทรภาคใต้ในเขต จ.นครศรีธรรมราช สงขลา ปัตตานี และนราธิวาส
             2.อากาศแบบมรสุมเมืองร้อน (tropical Monsoon Climate or Intermediate between AF and AW-AM) เป็นลักษณะอากาศแบบเมืองร้อนตลอดปีเช่นกัน แต่มีปริมาณฝนน้อยกว่า พบทางชายฝั่งตะวันตกของคาบสมุทรภาคใต้ ทางชายฝั่งตะวันออกเฉียงใต้ของอ่าวไทยในเขต จ.จันทบุรี ตราด
             3.อากาศแบบทุ่งหญ้าเมืองร้อน (Tropical Savanna Climate or Tropical Wet and Dry Climate - AW) เป็นลักษณะอากาศที่มีฤดูฝนและฤดูแล้งที่ยาวนานอย่างเห็นเด่นชัด คือในช่วงระยะของลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ระหว่างเดือนพฤษภาคม - เดือนกันยายนจะมีฝนตกตลอดฤดู แต่เมื่อถึงช่วงระยะของลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ ระหว่างเดือน พฤศจิกายน - เดือนกุมภาพันธ์ จะมีอากาศแห้งแล้งอย่างชัดเจน รวมทั้งในช่วงผลัดเปลี่ยนลมมรสุม โดยเฉพาะช่วงเดือนมีนาคมและเดือนเมษายน ก็จะมีลักษณะอากาศแห้งแล้งด้วย

5.7 การพยากรณ์ทางอุตุนิยมวิทยาเกษตร

    ความเสียหายทางการเกษตรอาจจำแนกได้ 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ ภัยธรรมชาติ เช่น อุทกทัย ไฟป่า ความแห้งแล้ง พายุลมแรง และการระบาดของศัตรูพืชหรือสัตว์จากโรคหรือแมลง ดังนั้นเพื่อการป้องกันความเสียหายต่างๆ เหล่านี้ก่อนที่จะเกิดขึ้นกับเกษตรกร สามารถกระทำได้โดยการพยากรณ์อากาศเกษตร ซึ่งจำเป็นต้องใช้ความรู้จากวิชาการต่างๆ หลายสาขาที่เป็นองค์ประกอบในวิชาอุตุนิยมวิทยาการเกษตรมาประยุกต์ อันมีจุดประสงค์เพื่อที่จะรายงานสภาพลมฟ้าอากาศที่เป็นประโยชน์ต่อการเกษตรให้เกษตรกรทราบ ต้องการพิจารณาสภาพของอากาศในอดีต ปัจจุบัน และการคาดคะเนในอนาคต ประกอบเข้ากับสภาพของการเกษตรที่กำลังเป็นอยู่ในขณะปัจจุบัน สำหรับการพยากรณ์อากาศเกษตรนั้นแบ่งออกได้ 2 ชนิดคือ การพยากรณ์ที่รายงานประจำสัปดาห์ เพื่อแจ้งข่าวสภาพอากาศทั่วๆ ไปที่สำคัญต่อการเกษตร และชนิดที่สองคือการพยากรณ์ที่กระทำขึ้นในกรณีพิเศษขณะที่เกิดภัยธรรมชาติหรือเกิดการระบาดของโรคและแมลง

5.8 การดัดแปรอากาศเพื่อจุดประสงค์ทางการเกษตร

    สภาพของบรรยากาศเปลี่ยนไปจากธรรมชาติ อันมีผลมาจากการกระทำของมนุษย์ โดยตั้งใจและไม่ได้ตั้งใจมี 3 ทางคือ

    1)การทำให้ลักษณะของผิวพื้นโลกเปลี่ยนแปลง ซึ่งมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงสมดุลรังสีดวงอาทิตย์ หรือทำให้

เกิดแรงต้านเนื่องจากการเสียดทานที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงทิศทางและความเร็วลม

    2)การเพิ่มพลังงานให้กับบรรยากาศจากกรรมวิธีที่มนุษย์สร้างขึ้น โดยการเผาไหม้เชื้อเพลิงต่างๆ ซึ่งเป็นตัวการทำให้อากาศร้อนขึ้น

    3) การเพิ่มสสารเข้าไปในบรรยากาศ เนื่องจากการเผาไหม้และจากกิจกรรมต่างๆ ในการอุตสาหกรรม การเกษตรกรรม และกิจกรรมต่างๆ ภายในบ้านเรือน สำหรับการดัดแปรอากาศเพื่อจุดประสงค์ทางเกษตรก็มีรากฐานจากกิจกรรมต่างๆ เหล่านี้ ซึ่งมนุษย์ได้นำความรู้และประสบการณ์ต่างๆ มาประยุกต์ขึ้น เพื่อเพิ่มผลผลิตของพืชปลูกให้มากที่สุด พร้อมทั้งป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้นกับพืชปลูกให้น้อยที่สุดด้วย

    การดัดแปรอากาศที่สำคัญต่อการเกษตรโดยเฉพาะบริเวณที่น้ำมีไม่เพียงพอต่อการเพาะปลูก สามารถกระทำโดยการกระตุ้นให้เกิดน้ำฟ้า หรือที่เรียกว่าการทำฝนเทียม กรรมวิธีนี้เป็นกรรมวิธีทางกายภาพที่เกี่ยวกับการสร้างเมฆ และการควบแน่นให้ไอน้ำรวมตัวเป็นเมล็ดฝนตกลงสู่พื้นผิวดิน กรรมวิธีของการสร้างเมฆในท้องฟ้านี้จะกระทำได้ก็ต่อเมื่อสภาพของบรรยากาศต้องมีความชื้นสัมพัทธ์สูงและร่วมกับการใช้สารเคมีจำพวกโซเดียมคลอไรด์ หรือสารคาร์บอนไดออกไซด์แข็ง (น้ำแข็งแห้ง) โปรยในบรรยากาศ สารต่างๆ เหล่านี้มีคุณสมบัติดูดความชื้นและเป็นแกนกลางให้เมล็ดน้ำเล็ก ๆ มารวมตัว เมื่อเมล็ดน้ำมารวมตัวใหญ่ขึ้นจนมีน้ำหนักมากเมล็ดน้ำเหล่านี้ก็จะตกลงสู่พื้นดินที่เรียกว่าฝนนั่นเอง

    นอกจากนี้ยังมีการกำจัดลูกเห็บและหมอกโดยใช้สารเคมีต่างๆ แต่ปรากฏว่ายังไม่ประสบผลสำเร็จ สำหรับการปรับสภาพอากาศใกล้พื้นผิวดินให้เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของพืช ก็มีการศึกษาค้นคว้ามากมาย ยกตัวอย่างเช่น การเพิ่มประสิทธิภาพในการสังเคราะห์ด้วยแสง การลดปริมาณน้ำที่จะสูญเสียไปจากแปลงพืช การปรับระดับอุณหภูมิดิน และการลดความเสียหายเนื่องจากอิทธิพลของลม เป็นต้น ซึ่งการปรับสภาพอากาศต่างๆ เหล่านี้ได้มาจากการค้นคว้าทดลองทั้งสิ้น

5.9 บรรณานุกรม

กรมอุตุนิยมวิทยา. 2522. นิยามศัพท์อุตุนิยมวิทยา. กระทรวงคมนาคม กรุงเทพฯ. 219 หน้า. (โรเนียว)

กองอากาศเกษตร. 2509. ความรู้เบื้องต้นในทางอุตุนิยมวิทยาเกษตร. กรมอุตุนิยมวิทยา สำนักนายกรัฐมนตรี พระนคร 58 หน้า. (โรเนียว)

เจริญ เจริญรัชต์ภาคย์. 2515. กรรมวิธีของการเกิดฝน การทำฝนเทียม และการเปลี่ยนแปรอากาศ. กรมอุตุนิยมวิทยา กรุงเทพฯ. 32 หน้า. (โรเนียว)

พูลสวัสดิ์ อาจละกะ วิสูตร จันทรางศุ และสมโภช สุวรรณวงศ์. 2526. ศูนย์วิจัยและสถานีทดลองของกรมวิชาการเกษตรกับเขตนิเวศวิทยาการเกษตร. เสนอในการสัมมนาระดับชาติ เรื่องการเกษตรในเขตใช้น้ำฝนของภาคใต้ จัดโดยกรมวิชาการเกษตร กองการเกษตรต่างประเทศ องค์การอาหารและเกษตรแห่งชาติ ระหว่าง 2-8 พฤษภาคม 2526 ณ กรุงเทพฯ ชุมพร สงขลา. 58 หน้า. (โรเนียว)

สนิท เวสารัชชนันท์ 2513 ลมฟ้าอากาศ โรงพิมพ์กรมอุตุนิยมวิทยา พระนคร. 56 หน้า.

Barry, R.G. and Chorley, R.J. 1976. Atmosphere, Weather and Climate. Norwich. Fletcher & Son Ltd. 432p.

Chang, J.H. 1968. Climate and Agriculture : An Ecological Survey. Aldine Publishing Company. Chicago. 304 p.

Corty, F.L. 1971. Weather Characteristics as Related to Malaysian Agriculture. College of Agriculture, Malaya. Research Pub. No.4. Printed by Gestetner Malaysia Sdn. Bhd. K.uala Lumpur. 77 p.

Doorenbos, J. and Kassam, A.H. 1979. Yield Response to Water. FAO Irrigation and Driainage Paper No.33. FAO. Rome. 193 p.

Mather, J.R. 1974. Climatology : Fundamentals and Applications. McGraw-Hill, Inc. New York 412 p.

Rose, C.W. 1966. Agricultural Physics. Pergamon Press Ltd. Oxford. 230 p.

Rosenberg, N.J. 1975. Microclimate : The Biological Environment. John Wiley and Sons Publishing. New York. 315 p.

 <<  สารบัญ >>//<<บทที่ 4 >>//<<บทที่ 6 >>